Eesti kliima viimase 10 000 aasta jooksul. Õietolmupõhised kliimarekonstruktsioonid ja nende kasutusvõimalused [Magistritöö. Juhendaja: Poska, A.; kaasjuhendaja: Seppa, H.]

Töö eesmärgiks oli koostada mineviku põhiliste kliimaparameetrite (temperatuur ja sademed) rekonstruktsioonid Eesti õietolmu andmebaasi andmete põhjal. Töö käigus rekonstrueeriti aasta, soojade kuude (mai-august) ja talvekuude (detsember-veebruar) keskmine temperatuur ja keskmine sademete hulk kõikides uurimispunktides. Suuremamahuline (53st uurimispunktist pärit 3800 õietolmuproovi) andmebaas võimaldas:
1) Kontrollida kasutatud kliimarekonstrueerimise metoodika usaldusväärsust ja töökindlust erinevatest settebasseinidest pärinevate andmete kasutamisel;
2) Taastuletada kliimamuutused (Eesti tervikuna ja eraldi kolmes klimaatiliselt selgelt eristuvas piirkonnas) viimase 10 000 aasta jooksul;
3) Koostada Eesti territooriumit hõlmavad rekonstrueeritud kliimaparameetrite kaardid 6 ajalõigu (0-500, 2000-2500, 4000-4500, 6000-6500, 8000-8500, 10 000-10 500 aastat tagasi) jaoks.

Mineviku kliimaparameetrite rekonstrueeritud väärtuste hulgast tuvastati mitmeid selgelt eristuvaid võõrväärtuseid, mis erinesid vastavale ajalõigule iseloomulikest enam kui 1,5 kordse kvartiilide vahe võrra. Tuvastatud võõrväärtustest 95% esinesid soosetteid kajastavates uurimispunktidest pärit proovides. Selline selgelt kindla settebasseini tüübiga seotud võõrväärtuste esinemise jaotus viitab soosetete ebasobivusele mineviku kliimamuutuste rekonstrueerimisel.

Tänapäevaseid vaatlusandmeid võrreldi terve Eesti rekonstrueeritud andmete alusel saadud trendijoone asukohaga 0 aastat tagasi, mille tulemusena erinevus aasta, soojade kuude ja talvekuude keskmise temperatuuri korral on <1 ºC, sademete hulga korral on erinevus <100 mm aastas. Võrreldes Kagu- ja Kirde-Eesti regionaalseid rekonstruktsioone tänapäeva vaatlusandmete põhjal arvutatud Eesti aasta keskmise, soojade kuude ja talvekuude temperatuuri ning aastase sademete hulgaga on need väga sarnased (Kagu-Eestis temperatuuride ja sademete erinevus puudub, Kirde-Eestis temperatuuride erinevus <2 ºC, sademete erinevus <100 mm aastas).

Tänapäeva vaatlusandmete põhjal moodustub aasta keskmise temperatuuri alusel kindel ida-lääne suunaline gradient, mida rekonstrueeritud kliimaandmete usaldusväärsuse kontrolliks koostatud AD 1950-2000 ajaperioodi kaardil ei ole märgata. Gradiendi puudumisest olenemata on AD 1950-2000 rekonstrueeritud kaardi väärtused väga sarnased (temperatuuri erinevus ±0,5 ºC, sademete erinevus <50 mm/aastas) tänapäevastele vaatlusandmetele. Erinevused tekivad temperatuuri puhul peamiselt Saaremaal ja Pandivere kõrgustikul, sademete puhul valdavalt rannikualadel.

Rekonstrueeritud väärtuste alusel saadud kõige madalam aasta keskmine temperatuur on 10 000 aastat tagasi, sellele järgnenud temperatuuri tõus kulmineerub 6000 aastat tagasi, millele järgnevat aega iseloomustab temperatuuri langemine. Temperatuuri käik Holotseeni jooksul on käesolevas töös rekonstrueeritud väärtuste puhul sarnane eelnevalt koostatud kliimarekonstruktsioonidele Eesti ja Soome järvede põhjal.

Mineviku kliimaparameetrite rekonstrueeritud väärtuste põhjal koostati erinevatel ajaperioodidel kliimast ülevaadet andvad kaardid. Koostatud kaardid iseloomustavad hästi kliimamuutuste pikaajalist trendi. Kaartidel esineb kontsentrilisi ringe ümber uurimispunktide ja interpoleeritud pinnad ei ole siledad, mis on põhjustatud uurimispunktide ebaühtlasest paiknemisest ruumis ja uurimisala spetsiifilistest rekonstrueeritud väärtuste erinevustest. Eesti territooriumit hõlmavate kliimaparameetrite kaartide koostamise metoodika täiendamine võimaldab saavutada usaldusväärsemaid kaarte.

Kokkuvõttes saab töö tulemuste põhjal öelda, et üldiselt on õietolmupõhised kliimarekonstruktsioonid robustsed ja usaldusväärsed. Suuremahulise andmebaasi kasutamine võimaldab eristada rekonstrueeritud väärtuste seas võõrväärtuseid, mille eemaldamise korral on saadud tulemus stabiilsem. Sõltuvalt lokaalsetest mõjuteguritest (näiteks settebasseini tüüp) võib rekonstruktsioonide usaldusväärsus suuresti varieeruda.

Abstract

The aim of this thesis is to reconstruct the temporal and spatial temperature, and precipitation dynamics in Estonia during the last 10 000 years.

Reconstructions are based on the Estonian pollen database containing data from 53 different lake and bog profiles. Climate reconstructions are made using a modern pollen-climate calibration data-set for Northern Europe and the two-component weighted average partial least squares (WA-PLS) method for transfer function. In the resulting reconstructed values outliers are identified for different climate parameters. The 2000 year intervals maps reflecting the reconstructed values are generated with inverse distance weighted interpolation method for entire studied period.

The results show that 95% of the identified outliers were values reconstructed from bog sediments, indicating low suitability of these for reconstructing climate utilizing the applied methodology. Minimal differences in temperature and precipitation are found when comparing present day observations and reconstructed values. The reconstructed annual mean temperatures were lowest at 10 000 BP and the Holocene thermal optimum was reached at 6000 BP. The temperatures decreased from 6000 BP and reached lowest values at 500 BP. The reconstructed temperature dynamics are similar to previous studies based on few lakes from Estonia and Finland. The generated maps communicate well major trends in Holocene climate dynamics, but fail to reproduce the parameter gradients similar to contemporary observations.

The use of a large pollen database gives an opportunity to test the suitability of pollen data derived from different sedimentary basins for climate reconstructions and achieve stable and robust climate parameters reconstruction results for past.