För att se vart jordens klimat är på väg, vi måste se var det har varit - och en ny studie från San Francisco State University kan ge en tydligare bild. Studien beskriver ett sätt att använda en grundläggande lag för växttillväxt för att förbättra uppskattningar av historisk temperatur och nederbörd från trädringar. Resultaten kan hjälpa till att svara på en av de största frågorna som klimatforskare står inför idag.

"Det är en stor fråga här, vilket är:Hur varmt kommer det att bli? ", säger San Francisco State Assistant Professor i jord- och klimatvetenskap Alexander Stine, studiens enda författare. "Ett sätt att komma tillrätta med detta problem är att bygga ett långt register över temperaturer i jordens förflutna."

Ringarna på ett träd dokumenterar hur snabbt det trädet växte. I händerna på en skicklig forskare som kan översättas till information om miljön där trädet växte. Sådana uppgifter är användbara eftersom de sträcker sig tusentals år in i det förflutna - mycket äldre än några direkta mätningar som gjorts av människor - och för att träd vanligtvis finns i överflöd där människor bor.

Men när ett träd växer hotas av andra faktorer som dålig markkvalitet, rekordet av klimat börjar bli mer rörigt. Den nya tekniken tillämpar en enkel princip för att plocka de träd som har det mest orörda klimatregistret från varje ögonblick i historien:helt enkelt välja de som växte bäst. "Antagandet är att de träd som är mest framgångsrika under det året är mer benägna att svara på storskaligt klimat, "Förklarade Stine.

Att testa detta antagande på en världsomspännande databas med trädringmätningar inkluderar studier av över 300 forskare runt om i världen, Stine visade att han kunde få mer exakta mätningar av tidigare temperatur och nederbörd än nuvarande metoder. Beroende på hur matematiken tillämpades, Det kan innebära allt från en enhetssiffrig förbättring till en uppskattning som är 82 procent mer exakt än en som skapats med andra metoder. Stine rapporterade resultaten tidigare denna månad i tidningen Paleoceanografi och paleoklimatologi .

Nyckeln till att förbättra dessa uppskattningar var att tillämpa "Liebigs minimilag, "den allmänt accepterade idén om att en växts tillväxt är knuten till den mest begränsande faktorn i sin miljö. Till exempel, ett litet nedgång i nederbörd påverkar inte ett träds tillväxt om det redan hämmas av en intensiv förkylning.

"Det är en grundläggande idé inom ekologi som är gammal och väl förstådd, "sa Stine. Det är sättet att han tillämpade det på som är nytt. På grund av Leibigs lag, han förstod, ett träd som växer särskilt bra kommer sannolikt inte att hållas tillbaka av lokala faktorer som skadliga insekter, vilket betyder att mätningar av trädets tillväxt kommer att vara tätt kopplade till det klimat det upplever.

Stine hade presenterat idén och testat den i mindre skala tidigare, men detta är den första demonstrationen att metoden kan förbättra tidigare klimatuppskattningar för regioner över hela världen. Det finns också anledning att tro att tekniken kan finjusteras ytterligare:Stine säger att mer arbete krävs för att ta reda på det bästa sättet att tillämpa matematiken för att se de största framstegen.

Och insatserna för att göra dessa förbättringar är höga. "Vi har mycket korta instrumentella temperatur- och nederbördsrekord, "sa Stine." Och vi lever i en värld där vår teori säger att dessa saker borde förändras snabbt. "