Att avgöra om särskilda extrema varma eller kalla perioder orsakades av klimatförändringar kan göras lättare med en ny matematisk metod.

Den statistiska metoden, utvecklad av fysiker vid University of Reading och Uppsala universitet i Sverige, tittar på egenskaperna, eller "fingeravtryck, "av en specifik extrem väderhändelse av intresse, som en värmebölja, för att fastställa om det kan hänföras till klimatets naturliga klimatvariationer eller är en unik produkt av global uppvärmning.

Metoden gör det också möjligt att göra förutsägelser om hur troliga extrema klimathändelser kommer att vara i framtiden.

Professor Valerio Lucarini, Professor i statistisk mekanik och medförfattare till forskningen publicerad i tidskriften Fysiska granskningsbrev , sade:"Klimatförändringarnas inverkan på fördelningen av klimatvariablerna kan vara mycket allvarliga, eftersom sannolikheten för att extrema händelser som värmeböljor inträffar kan öka dramatiskt, och nya rekord kan slås efter varandra. Vi behöver nu mer än någonsin internationell samordning för att hantera sådana extremer.

"Det är nyckeln att peka ut de dynamiska orsakerna till sådana extrema händelser eftersom detta leder till en förbättrad förmåga att förutse nästa värmebölja och storleken på området de påverkar. ihållande extrema händelser tenderar att påverka större regioner och vi har nu matematiska metoder som gör att vi kan förstå ryggraden bakom de enskilda händelserna och associera dem, där det är möjligt, till klimatets naturliga variation.

"Klimatförändringar kan avslöja sig både som en förändring i sannolikheten för att specifika extrema händelser inträffar – det som var extremt blir det nya normala – och som förekomsten av nya, händelser utan motstycke, som jag skulle kalla farliga klimatöverraskningar."

I studien, de två forskarna simulerade jordens klimat utan klimatpåverkan under en tusenårsperiod, använda data som genereras av en toppmodern jordsystemmodell, vars resultat har informerat den aktuella IPCC-rapporten.

De jämförde sedan alla extrema händelser som inträffade i simuleringarna med händelser i verkligheten, för att se om de kunde ha förväntats som en del av naturliga klimatavvikelser eller var oväntade, och därför kan ha orsakats av klimatförändringar.

Metoden testades på två verkliga händelser 2010 - en månadslång värmebölja sommar i Ryssland där temperaturen steg upp till 11 °C över genomsnittet, och en köldperiod i Mongoliet som kom med kraftig snö och temperaturer på -50 °C i januari.

De fann att båda händelserna kunde ha förväntats som en del av naturlig klimatavvikelse, men att klimatförändringarna sannolikt kommer att göra framtida värmeböljor i dessa regioner mer extrema.