Tutkimus: Viilenevää ilmastoa pohjoiseen 2020-luvulle asti?

Viime perjantaina kirjoitin lyhyesti Marcia Wyattin ja Judith Curryn stadionaaltohypoteesista, jonka tiedotukseen liittyen Wyatt totesi globaalin ilmaston lämpenemisen voivan pysyä tauolla 2030-luvulle asti. Tuon hypoteesin kanssa linjassa olevana Hockeystick-blogista löytyi toinen tuore tutkimus, joka on julkaistu Geophysical Research Letters -julkaisussa. 

NAO-moodit

Kiinan tiedeakatemian ja Havaijin yliopiston tutkijoiden Lin, Sunin ja Jinin paperi  "Pohjois-Atlantin oskillaation osuus pohjoisen pallonpuoliskon keskilämpötilan vuosikymmenien pituisenvaihtelun ennustajana" (Li et al. 2013) kertoo havaitun, että tuo ilmanpaine-erojen vaihtelua kuvaava indeksi ennustaa pallonpuoliskomme keskilämpötilan vaihtelun hämmästyttävän hyvin 15-20 vuotta etukäteen.

Palautetaanpa nopeasti mieleen, mistä Pohjois-Atlantin oskillaatiossa (NAO) on kysymys. NAO-indeksi mittaa 500 hPa ilmanpainepinnan korkeuserojen poikkeamia Islannissa ja Azoreilla sijaitsevien tutkimusasemien välillä. Indeksi kuvaa siis leveyspiirien välisiä paineenvaihteluita jotka ovat suoraan verrannollisia länsituulten vaihteluihin. Paljon käytetään talvikauden indeksiä, jossa joulu-maaliskuu välillä mitattu tilanne kuvastaa talven sääoloja.  Positiivisen NAO:n aikana lauhat länsivirtaukset ovat vallitsevia Pohjois-Euroopassa, ja vastaavasti negatiivisen NAO:n aikana kylmemmät ja kuivemmat virtaukset idästä viilentävät varsinkin talviamme.

Li et al. toteavat, että NAO-indeksi ennustaa hyvin 15-20 vuotta myöhemmin tapahtuvaa Pohjois-Atlantin merenpinnan lämpötilan syklistä (AMO) vaihtelua. Tuota viivettä he selittävät suurten lämpömäärien siirtymisen ja merivirtausten muutosten hitaudella. 

NAO-indeksin muutokset (sin) edeltävät meren-
pinnan (vihr) ja ilman lämpötilan (pun) muutoksia
11 vuoden liukuvana ka:na

Tutkijat ovat laatineet ehkäpä falsifiointimielessä yksinkertaisen lineaarisen mallin, joka pystyy selittämään mainiosti pallonpuoliskomme ilmakehän lämpötilan 1900-luvun alusta lukien. He uskaltavat ennustaa sillä lämpötilan muutoksen myös 2020-luvulle. Alimmassa kuvassa näkyvän ennusteen mukaan tauko lämpenemisessä jatkuisi ainakin seuraavat 14 vuotta tai saattaisi jopa hieman viiletä.

Kysymyksiä herättävää on tietysti se, että yksinkertainen ja luonnolliseen selitykseen perustuva malli selittää suurella korrelaatiolla lähes kaiken sen lämpötilavaihtelun, jonka meteorologiset mittaukset ovat havainneet. Se pystyy simuloimaan myös jo yli 15 vuotta jatkuneen lämpenemättömyyden. Tältä osin se poikkeaa kuin yö päivästä useimmista muista ja paljon monimutkaisemmista ilmastomalleista.

Li et al:n ennuste vuoteen 2027 pohjoisen
pallonpuoliskon lämpötilakehityksestä

Aivan kuten stadionaaltohypoteesikin tämä Li et al:n tutkimus vihjaavat rivien välissä, että ilmastotutkimuksen valtavirran kannattaisi tarkistaa hiilidioksidipohjaista hypoteesiaan ja sen tuottamia lämpötilaennusteita reilusti alaspäin. Nimittäin tuo Atlantin merenpintalämpötilan monien vuosikymmenten pituisena näkyvä vaihtelu on siinä vaiheessa, että noudattaessaan aiempien syklien mallia se menee alaspäin seuraavat 30 vuotta viilentäen merenpintalämpötiloja. Kun Tyynenmeren pohjoisella puoliskolla on käynnissä samankaltainen vaihe vastaavan PDO-signaalin osalta, molempien isojen merialtaiden ilmastoomme ratkaisevasti vaikuttavat merenpintalämpötilat ovat hitaassa laskussa. Lisätäänpä tähän vielä auringon aktiivisuuden ennustettu hiipuminen. Voimme siis summata, että jokseenkin kaikki alailmakehän lämpötilaan vaikuttavat luonnollisen vaihtelun tekijät osoittavat viilenevään suuntaan aika pitkälle pohjoisen pallonpuoliskon tulevaisuuteen.

Mikä sitten on se vaikuttava tekijä, joka tuota NAO-signaalia heiluttaa, on hyvä kysymys. Onko se Atlanttiset meriveden lämpötilat ja merivirtausten muutokset, Jäämeren jääpeitteen vaihtelu vai ne ja moni muu tekijä yhdessä? Tiede ei ole asiasta varma, vaikka lysenkolaisen haaran ilmastotutkimus kuulemma on asiat jo perinpohjaisesti selvittänyt.

Jos luonnollinen vaihtelu (auringon+merivirtausten oskillaatiot) selittää pääosan lämpötilan muutoksista, yhä vähemmän jää ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nousun selitettäväksi. Sanoisin, että sille jää muutama asteen kymmenesosa 1930-luvulta tähän päivään, mikä sinänsä sopiikin hyvin fysiikan lakeihin. Ja vuosisadan loppuun mennessä emme hiilidioksidia ehdi tupruttaa yli asteen lämpenemistä aiheuttavaa määrää, vaikka miten yrittäisimme. Ilmastokatastrofilta taitaa pudota pohja kokonaan pois, sillä noin vähäinen lämpeneminen ja kasvien ravinnonsaantia helpottava CO2-pitoisuuden kasvu lienevät nettovaikutuksiltaan myönteisiä asioita sekä ihmiskunnan että luonnon kannalta.

Li et al:n ennustus venytettynä vuosisadan loppuun

PS. Myös Bob Tisdale pohtii Li et al:n ennustetta täällä. Olen lisännyt viereen Tisdalen bloggauksen viimeisen kuvan, jossa Lin vain vuoteen 2027 ulottuva ennustus on venytetty vuoteen 2100 oletuksella, että NAO ja AMO sykkisivät noin 60 vuoden rytmissä. Ero IPCC:n ennustuksiin on aika iso - siis vain puoli astetta lisää nykyisiin merenpintalämpötiloihin.