Fenologi är en vetenskapsgren som undersöker tidpunkten för årligen återkommande händelser i djurens och växternas livscykel.

De nordliga skogsträdens blomning och lövsprickning har under åren 1848–2004 tidigarelagts med cirka 0,1 dagar per år.

Med hjälp av modellen med värmesummor kan man uppskatta hur hög uppvärmning som behövs för att åstadkomma den observerade tidigareläggningen. Enligt beräkningar är tidigareläggningen en följd av att vårtemperaturen i Finland har stigit med i snitt 1,8 °C på ett århundrade. Resultatet överensstämmer med temperaturserier som Meteorologiska institutet uppmätt på fyra orter – Helsingfors, Kajana, Kuopio och Uleåborg. Enligt dessa har perioden mars till maj blivit cirka 1,5 °C varmare på ett århundrade. Temperaturen för mars höjts något mer än för de övriga vårmånaderna.

Mätserierna för temperaturen har kritiserats för att de inte ger en korrekt bild av klimatuppvärmningen, eftersom mätpunkterna, när städerna vuxit, har blivit kvar i områden där den stadseffekt som bosättningen orsakar höjer de temperaturer som uppmäts. Därför har man i temperaturserierna gjort olika korrigeringar för att eliminera denna uppvärmningseffekt, men klimatkritikerna ser detta som manipulation av temperaturserierna.

I en undersökning som genomfördes gemensamt av Metla, Helsingfors universitet och Meteorologiska institutet kontrollerades riktigheten i temperaturmätningarna genom att man som indikatorer använde fenologiska naturfenomen som tidsmässigt påverkas av temperaturen. I undersökningen användes fenologiska observationer av tidpunkten för grå- och klibbalens, björkens, aspens, häggens och rönnens blomning och björkens och aspens lövsprickning. Utgångspunkten för valet av arter var tillgången till de bästa tidsserierna i fråga om antalet observationer.

För att eliminera stadseffekten godtogs i undersökningen observationer bara från sådana platser som i slutet av observationsperioden hade under 50 invånare per kvadratkilometer. De fenologiska tidsserier som använts är sådana som insamlats av Finska Vetenskaps-Societeten, senare i samarbete med zoologiska museet vid Helsingfors universitet. De första tidsserierna är från 1848 och nya görs fortfarande.

För alla de arter som ingick i undersökningen har blomningen och lövsprickningen tidigarelagts: gråalens blomning har tidigarelagts mest, elva dagar på ett århundrade, och aspens lövsprickning minst, tre dagar på ett århundrade.

Tidigareläggningstrenden omvandlas till grader med hjälp av en modell

Tidpunkten för de fenologiska fenomenen är starkt beroende av temperaturhistorien, och med hjälp av en modell uttrycks detta beroende i matematisk form. I undersökningen användes en modell med värmesummor för omvandlingen av tidigareläggningstrenden till motsvarande grader. Denna modell hör till de enklaste fenologiska modellerna.

I modellen med värmesummor utgår man från en fast begynnelsedag (i undersökningen 21.3) och räknar samman de dagliga temperaturerna. I den modell som användes i undersökningen matade man in de dagliga temperaturmätningarna som gjorts i Jyväskylä under åren 1896–1955.

När den uppnådda värmesumman överstiger ett bestämt tröskelvärde, förutspår modellen att ett fenologiskt fenomen kommer att inträffa. Under varma vårar stiger värmesumman snabbare upp till tröskelvärdet, och modellen förutspår att fenomenet kommer att inträffa tidigare än under kallare vårar.

I undersökningen simulerades effekterna av en klimatuppvärmning genom att man till varje uppmätt temperatur lades ett konstant uppskattat värde för uppvärmningen (till exempel 1 °C). På detta sätt stiger värmesumman snabbare, och modellen förutspår att det fenologiska fenomenet kommer att inträffa tidigare.

Om den tidigareläggningstrend som simuleringen gav till resultat skiljde sig från trenden i den fenologiska tidsserien, ändrades det uppskattade värdet för uppvärmningen, och prognosen för det fenologiska fenomenet beräknades på nytt med hjälp av modellen. På detta sätt kunde man för varje art få en uppskattning av hur stor uppvärmning av klimatet som har orsakat tidigareläggningen av det fenologiska fenomenet.

De erhållna uppskattade värdena för uppvärmningen motsvarande skillnaderna i tidighet för olika arter varierar mellan 0,7 och 2,4 °C. De uppskattade värdena var något högre för tidigare än för senare fenomen, vilket stämmer överens med att temperaturhöjningen för mars var kraftigare än för de senare vårmånaderna.

Långa observationsserier av fenologiska fenomen

Finska Vetenskaps-Societeten, senare i samarbete med zoologiska museet vid Helsingfors universitet, har allt sedan förra delen av 1800-talet sammanställt och samlat in fenologiska observationer.

Det finns fenologiska observationer av totalt närmare 800 fenomen med anknytning till årsrytmen i växt- och djurriket. För en stor del av fenomenen finns bara några observationer, men i fråga om vissa intressanta arter är observationerna många. När det gäller exempelvis björkens lövsprickning har det gjorts flest observationer, från 1848–2003 så många som 7 500. Observationsområdet omfattar nästan hela Finland, från västkusten till östgränsen, och från Hangö ända upp till Kemijärvi. Majoriteten av observationerna gäller dock området söder om polcirkeln.

Tilläggsuppgifter:

• Forskare Tapio Linkosalo, tfn. 029 532 2322, tapio.linkosalo @ metla.fi

• Publikation: Linkosalo, T., Häkkinen, R., Terhivuori, J., Tuomenvirta, H. & Hari, P. 2009. The time series of flowering and leaf bud burst of boreal trees (1846–2005) support the direct temperature observations of climatic warming. Agricultural and Forest Meteorology 149: 453–461.