Williamsburgs koloniales Klima: Was kann man aus Thomas Jeffersons Daten lernen?

Die Coronavirus-Pandemie hat die moderne Welt auf den Kopf gestellt, und für den Rest des Frühjahrssemesters 2020 wird William & Mary seine Kurse aus der Ferne unterrichten. Dies wird nicht einfach sein, und der Unterricht wird nicht der Erfahrung in der Klasse oder im Labor entsprechen, die normalerweise stattfinden würde.

Während ich mich auf den Rest des Semesters vorbereite, habe ich Williamsburgs Frühlingssaison vom Fenster meines Heimbüros aus gesehen. Pflanzen blühen, Blätter blättern und Pollen liegen in der Luft. Die Natur der Jahreszeiten und das regionale Klima sind Themen, die wir in my Weather, Climate, & Change course . Es ist schade, dass sich unser akademisches Abenteuer nicht mehr persönlich treffen oder vor Ort Daten sammeln kann, aber wir werden weitermachen. Und ich werde diesen Blog verwenden, um Inhalte und Geschmack bereitzustellen.

1760 immatrikulierte sich Thomas Jefferson bei William & Mary, obwohl er nie meinen Wetter & Klimakurs belegte, begann er als Student in Williamsburg systematische Wetterbeobachtungen durchzuführen. In der umfangreichen Abhandlung mit dem Titel Notes on the State of Virginia, die 1785 veröffentlicht wurde (7) 1, diskutiert Jefferson Virginias Klima. In Abfrage VII schließt er Wetterdaten ein, die zwischen 1772 und 1777 in Williamsburg gesammelt wurden. Dies war eine wichtige Zeit in Jeffersons Leben. 1772 wurde er in das House of Burgesses gewählt (was ihn zurück in Virginias Kolonialhauptstadt brachte) und schrieb 1776 die Unabhängigkeitserklärung.

Für diejenigen, die sich für vergangene Klimazonen interessieren, sind genaue historische Klimadaten der Goldstandard. Die im späten 18.Jahrhundert in Williamsburg gewonnenen Daten könnten es uns ermöglichen zu erkennen, ob sich das Klima in Williamsburg in den letzten zwei Jahrhunderten verändert hat.

Jefferson bemerkt, dass die Temperatur in Williamsburg um 8 Uhr morgens (geringste tägliche Hitze) und 4 Uhr nachmittags (größte tägliche Hitze) auf Fahrenheit’s Thermometer aufgezeichnet wurde. Anstatt alle Daten bereitzustellen, die für ein einfaches Verständnis zu winzig waren, erstellte Jefferson eine Tabelle mit den monatlichen Durchschnittswerten der größten (höchsten) und geringsten (niedrigsten) Temperatur. Anfang dieses Semesters, auf dem ersten Problem in Wetter, Klima, & Ändern, bat ich die Schüler, Jeffersons Temperaturdaten zu verwenden, um eine gewinnende Grafik zu erzeugen.

Jedes Mal, wenn wir ein Diagramm erstellen, treffen wir eine Reihe von Entscheidungen – welche Variable sollte sich auf welcher Achse befinden? Welche Art von Diagramm (Balkendiagramm, Streudiagramm usw.)? Soll das Datum als diskrete Punkte aufgetragen oder als stetige Funktion verbunden werden? Sogar die Schriftgröße, die Formen von Datenpunkten und Farben spielen eine Rolle, wenn es darum geht, grafische Daten zu einer effektiven Geschichte zu machen.

Die Diagramme, die von den 28 Studenten in Weather, Climate, & Change erstellt wurden, waren gemischt, aber für viele dieser Erstsemester war es die erste Grafik, die sie am College erstellt hatten. Ein Ziel für den Rest des Semesters ist es, bessere und überzeugendere Grafiken und Diagramme zu erstellen.

Mein Diagramm ist unten. Ich habe mich entschieden, die größten und geringsten Wärmewerte als diskrete Symbole zu zeichnen und diese Symbole nicht mit einer Linie zu verbinden, da diese Daten keine kontinuierlichen Zeitreihen sind. Vielmehr handelt es sich um diskrete Daten (monatlich).

Die Daten veranschaulichen ein Muster, mit dem moderne Williamsburger vertraut sind – es ist heißer im Sommer und kühler im Winter. Die heißesten Monate sind Juni, Juli und August, aber die hohen Temperaturen für diese Monate (~ 80 F) scheinen niedriger zu sein als das, was wir normalerweise während eines modernen Sommers erleben. Vielleicht ist dies ein Beweis für den Klimawandel. Um das zu testen, habe ich ein zweites Diagramm mit Jeffersons 1772-1779-Daten erstellt, die neben modernen Temperaturdaten aus William & Marys Keck-Labor aufgetragen sind.

Beide Datensätze folgen einem ähnlichen jährlichen Trend, es gibt jedoch einige auffällige Unterschiede. Moderne Hochtemperaturen sind größer als die historischen Höchststände in jedem Monat, aber die modernen Tiefs sind auch niedriger als die Tiefs des 18. Wenn dieser Unterschied das Ergebnis der globalen Erwärmung ist, könnten wir höhere Hochs sowie höhere Tiefs für die modernen Daten vorhersagen – das ist nicht das, was beobachtet wird. Die Grafik zeigt deutlich, dass die moderne monatliche Temperaturschwankung viel größer ist als von Jefferson berichtet. Jeffersons monatliche Temperaturschwankung liegt zwischen 5 und 7 F, während die modernen Daten Variationen zwischen 14 und 19 F ergeben.

Was ist damit los?

Die Antwort liegt darin, wo die Temperaturdaten gesammelt wurden. Die Wetterstation des Keck Labs ist ein schickes meteorologisches Gerät, das sich im Freien befindet, wie alle Wetterstationen des 21. Jefferson sammelte, wie in den 1770er Jahren üblich, Temperaturdaten in Innenräumen – wahrscheinlich in einem unbeheizten Raum auf der Nordseite eines Gebäudes! Dies entsprach den Empfehlungen der britischen Royal Society, und 1772 war Virginia immer noch ein Teil des britischen Empire.

Mit dieser Einsicht macht der Unterschied in den beiden Datensätzen durchaus Sinn. Die thermische Trägheit eines Gebäudes moderiert die Innentemperaturen relativ zu den Außentemperaturen. Somit ist die in einem solchen Datensatz aufgezeichnete Temperaturänderung geringer als die tatsächliche Temperaturänderung im Freien.

In den 1790er Jahren war Jefferson mit Innentemperaturmessungen unzufrieden und verlegte auf Drängen seines Freundes James Madison seine Ausrüstung ins Freie. Im Jahr 2007 veröffentlichten Susan Solomon und ihre Kollegen einen ausgezeichneten Artikel, der die Geschichte dieser Revolution in der Wetterüberwachungspraxis zwischen dem 18. und 19.

Eines der Projekte in der Klasse Wetter, Klima, & Change besteht darin, das mit einer bestimmten Kultur verbundene Klima und die klimatischen Kontrollen zu untersuchen, die den Anbau bestimmter Pflanzen beeinflussen. Mangos wachsen nicht in Virginia; warum nicht? Die Schüler sammeln Klimadaten aus einer Reihe von Quellen und destillieren diese dann in eine überzeugende Präsentation über die Ernte, an der sie interessiert sind. Ich werde hier die besten Grafiken, Diagramme und Karten veröffentlichen, damit die Welt die Früchte der Arbeit meiner Schüler sehen kann!

Passen Sie gut auf.

1- Jeffersons Buch wurde erstmals 1785 in Paris für ein kleines Publikum veröffentlicht, seine erste Veröffentlichung in Amerika war 1787.