Instrumenten leveren de beste informatie over klimaatsverandering. Je moet echter bij de oudste metingen van de temperatuur van het zeeoppervlak van op schepen rekening houden met het type emmer dat is gebruikt.

Historische Metingen.

Slechts op een klein gedeelte van de wereldbol zijn metingen verricht met instrumenten en wel hooguit de afgelopen 300 jaar. Scheepsjournalen en weerdagboeken kunnen enkele leemten vullen, terwijl ook gegevens over wijnoogsten en graanprijzen stukjes van de puzzel opleveren.

Waar zulke verslagen ontbreken of als we verder terug willen gaan in de tijd, moeten we het hebben van afgeleide gegevens. Alles wat op een regelmatige wijze en onder invloed van het weer is ontstaan, kan ons informatie opleveren. Daartoe behoren jaarringen, koraalriffen, ijskappen en sedimenten (afzettingen).

Jaarringen.

Bij de groei van nieuwe cellen in de stam van een boom ontstaat elk voorjaar en zomer een zichtbare ring. Elke ring vertegenwoordigt een jaar uit het leven van de boom en de breedte van de ring geeft aan hoe snel de boom heeft gegroeid. Deze snelheid hangt meestal samen met de temperatuur en de regenval. Maar alleen waar de bomen aan de rand van hun temperatuur- of regengebied groeien, kan een verband worden gelegd met één van beide factoren. Goede bronnen voor informatie over regenval zijn de sparren aan de noordrand van de wouden van Canada en Rusland en de bustlecone-dennen in de White Mountains van Californië.

De studie van de jaarringen en het daarbijhorende klimaat noemt men de dendroklimatologie. De pionier in deze studie, Andrew E. Douglass, werkte in 1904 in Arizona. Hij leverde een bijdrage aan de totstandkoming van een overzicht van jaarringen over enkele duizenden jaren.

De Tropen.

Vooral in de tropen zijn weinig gegevens verzameld met instrumenten, maar de studie van koralen vult de leemten op. Koralen groeien door eeuwenlang elk seizoen een laagje calciumcarbonaat aan hun skelet toe te voegen. Recent onderzoek in Australië laat zien dat er een verband bestaat tussen deze laagjes en veranderingen in regenval en de temperatuur van de zeespiegel per seizoen.

IJskappen.

IJskappen zijn rijke bronnen van klimatologische informatie. De dikte van jaarlijkse ijslagen weerspiegelt de neerslag en uit chemisch onderzoek blijkt bij welke temperatuur de neerslag is gevallen. Luchtbellen in het ijs geven aan hoe de atmosfeer destijds was samengesteld, het stof geeft de windsnelheid aan en de zuurtegraad wijst op grote vulkaanuitbarstingen op aarde.

Uit boringen in het ijs van Groenland blijkt bijvoorbeeld dat het klimaat voor het einde van de laatste ijstijd, ongeveer 10.000 jaar geleden, sterk wisselde en dat de gemiddelde temperatuur in de loop van enkele jaren 10° Celsius kon stijgen of dalen. In Antartica zijn de jaarlijkse laagjes te dun om te tellen, maar omdat de ijskorst dikker is, bevat deze klimaatgegevens tot 220.000 jaar geleden.

Meer- en Oceaanbodems.

Om een wereldwijd beeld te krijgen en miljoenen jaren terug te kunnen gaan, bestuderen klimatologen zowel de sedimenten (afzettingen) op de bodem van meren en oceanen als die die in de loop van de geschiedenis zijn afgezet.

In de zeebodem vinden we de fossielen van foraminiferen, kleine oceaandiertjes die boven in de oceaan leefden. Omdat elke soort alleen bij een bepaalde temperatuur kon leven, helpen de fossielen om temperatuurveranderingen vast te stellen. Op soortgelijke wijze is het klimaat waarbij bepaalde planten konden leven, vastgelegd in het stuifmeel dat we vinden in de modder op de bodem van meren.

Een Compleet Beeld.

Soms lopen onze pogingen om een compleet en nauwkeurig beeld van de geschiedenis van het klimaat op aarde te krijgen vast op onbetrouwbaar bewijsmateriaal.

Dagboeken zijn vaak onvolledig omdat mensen dikwijls de meeste aandacht besteden aan buitengewone weersomstandigheden. Gletsjers kunnen de sporen van hun voorlopers uitwissen en ijskappen kunnen in de loop van de tijd verstoord raken, waardoor verschillende lagen verkeerd worden gedateerd.

Dieren die op de bodem van de meren en oceanen leven kunnen het verslag in de war brengen doordat ze het sediment opwoelen. Het is het werk van de klimatoloog om uit de verschillende bronnen betrouwbare conclusies te trekken over klimaatverandering in het verleden.