Forskare vid University of Arizona läste mellan raderna av trädringar för att rekonstruera exakt vad som hände i Alaska året då vulkanen Laki utbröt en halv värld bort på Island. Vad de lärt sig kan hjälpa till att finjustera framtida klimatprognoser.

I juni 1783, Laki spydde in mer svavel i atmosfären än något annat utbrott på norra halvklotet under de senaste 1, 000 år. Inuiterna i Nordamerika berättar om året då sommaren aldrig kom. Benjamin Franklin, som var i Frankrike vid den tiden, noterade "dimman" som sjönk över stora delar av Europa i efterdyningarna, och motiverade korrekt att det ledde till en ovanligt kall vinter på kontinenten.

Tidigare analyser av årliga trädringar har visat att hela växtsäsongen 1783 för granarna i Alaska var kallare än genomsnittet. Men Julie Edwards, en förstaårs doktorand vid Geografiska skolan, Utveckling och miljö menade att sedan Laki utbröt i juni, det är inte vettigt att anta att hela växtsäsongen, som börjar i maj för träden de analyserade, var svalare än normalt. Så, hon bestämde sig för att lösa mysteriet.

Edwards är huvudförfattare till ett nytt papper publicerat i Journal of Geophysical Research som beskriver hur hon och hennes medarbetare, med hjälp av en alternativ metod som kallas kvantitativ träanalys, målade en annan bild av Alaskas klimat det året.

Vad som händer med klimatet en halv värld bort från utbrottet speglar en kombination av krafter - vad vulkanen gjorde och den naturliga variationen i klimatet. För att verkligen förstå hur vulkaner påverkar klimatsystemet, UArizona -teamet tittade noga på strukturen av trädringar för att avslöja vad som hände med klimatet på en finare tidsskala.

Edwards skar en mycket tunn skiva trädring och färgade den. Med hjälp av datorprogramvara, hon beräknade tjockleken på var och en av de färgade cellerna. Under varma år, väggarna i dessa celler förtjockas, och träet ser mörkare ut. Under kalla år, dock, cellväggarna är tunna, och träet verkar ljust och mindre tätt.

"Detta är kvantitativ träanatomi, och det vi gör är att titta på cellskalemätningar på cell-för-cell-basis för att se hur klimatet präglar celltillväxt under en säsong, "Sa Edwards." Med hjälp av denna teknik, vi kan mäta tillväxt vecka för vecka. "

Med detta nya sätt att se klimathistoria, forskarna fann att Alaskan träd 1783 började växa som de skulle under något normalt år. Några månader efter att Laki utbröt, träden slutade plötsligt växa mycket tidigare än under normala år, och endast en mycket tunn vägg bildades i den sista delen av ringen.

"Detta tyder på en plötslig nedkylning i slutet av växtsäsongen, vilket är ett annat resultat än vad du skulle få genom att bara titta på den årliga trädringens bredd eller vedtäthet, "sade papperets medförfattare Kevin Anchukaitis, docent vid Geografiska skolan, Utveckling, och miljö och laboratoriet för trädringforskning. "Vad Julies arbete visar är att med hjälp av denna finskaliga analys, detta veckovisa perspektiv från enskilda celler, det är möjligt att förklara den tidigare och oväntade observationen att hela sommaren 1783 var kall i Alaska och få ett mycket bättre perspektiv på en verkligt extrem klimathändelse. "

Edwards är en av få forskare i USA som använder kvantitativ träanatomiteknik. Metoden har tidigare använts mest i Europa, där hon deltog i en veckolång workshop i San Vito di Cadore, en liten stad i de italienska alperna, att lära sig metoden från de människor som fulländade den.

Edwards sa att det också var viktigt för henne och hennes medarbetare att ta hänsyn till den naturliga variationen i klimatet för att kontrollera deras resultat.

Samarbetar med klimatmodellören Brian Zambri från Massachusetts Institute of Technology, laget använde en datormodell för att se hur naturliga klimatvariationer från år till år kunde ha förändrat trädets tillväxt.

"Modellen kördes totalt 80 gånger, "Anchukaitis sa." De första 40 gånger, vi lät utbrottet inträffa. Sedan, modellen kördes ytterligare 40 gånger utan utbrott, och vi jämförde resultaten. "

Forskarna såg ett brett spektrum av klimatförhållanden efter utbrotten. Vissa år var särskilt kalla direkt efter utbrottet, men vissa var varma. Naturlig variation i klimatet verkar överväldiga eventuell kylning från vulkanen.

"Många av modellkörningarna stämmer överens med vad träden berättar för oss, "Anchukaitis sa." Sommaren börjar normalt och sedan några månader efter utbrottet, saker blir snabbt kalla. Detta fungerar som oberoende bevis på vad vi tolkar från träden 1783. "

Studien visar att det traditionella sättet att studera trädringar inte alltid ger tillräckligt med detaljer när man studerar snabba eller extrema klimathändelser, och även att naturlig variation i systemet kan vara viktigare än man en gång trodde.

"Vi använder dessa proxymätningar av tidigare klimat, inklusive trädringar, som ett sätt att validera våra klimatmodeller, "Edwards sa." Vi vill kunna titta på dessa extrema scenarier och få våra klimatmodeller att simulera dem exakt och förstå den naturliga variationens roll. "