Epäilyksen siemeniä lämpöaikasarjoihin Australiasta ja muualtakin

Alberto Boretti on tutkinut lämpötilamittausten säätämistä Australian Pohjoisterritoriossa. Hänen tutkimuksensa on julkaistu otsikolla Australian Pohjoisterritorion lämpötilamittausten tilastoanalyysi Theoretical and Applied Climatology -tiedejulkaisun viime marraskuun numerossa. Katsotaanpa, mitä Boretti paperinsa yhteenvedossa kertoo:

Pohjoisterritorio Australiassa

Australian Pohjoisterritorio on ainutlaatuinen. Se on alueeltaan Ranskaa laajempi, mutta siellä asuu vain 200 000 ihmistä. Koko tuolla alueella on vain kolme sääasemaa, jotka ovat toimineet yli 40 vuotta. Ja vain kaksi niistä on tuottanut säädataa yli 100 vuotta. Nämä ovat Darwin, Tennant Creek ja Alice Springs, joista ensimmäinen ja viimeinen ovat noita pidemmän ilmastohistorian asemia. Asemien väli tai niiden väli muihin Australian mantereen sääasemiin vaihtelee 500 kilometristä yli 100 kilometriin.

Tässä tutkimuksessa analysoidaan yksityiskohtaisesti eri mittausasemien datan yhdistelyä samaan paikkaan sekä naapuriasemien puuttuvien tietojen johtaminen täydentämään niiden tietoja ainakin 100 vuotta vanhoiksi katkeamattomiksi sarjoiksi. Samalla tutkitaan tuon toiminnan vaikutusta lämpötilatrendeihin.

Käyttäen asiallisesti yhdisteltyä data yli 130 vuodelta ja lineaarista sovitusta saadaan Alice Springsin maksimi- ja minimilämpötilojen trendiksi +0.009 ja +0.057 °C/10 vuotta sekä Darwinin vastaaviksi trendeiksi −0.025 and 0.064 °C/10 vuotta. Ainoa mahdollisuus tuottaa lämpeneviä trendejä on ylipainottaa 1970-luvun puolivälin kylmiä vuosia ja niitä seuranneita lämpimiä vuosia. Vuodesta 1980 alkaen Alice Springsissä on selkeästi lämpenevä trendi, Tennant Creekissä viilenevä trendi ja Darwinissa lämpenevä maksimilämpötilojen trendi mutta viilenevä minimilämpötilojen trendi.

Tuohan on Australian kuuminta aluetta, jonka lämpöennätykseksi englanninkielinen Wikipedia kertoo 48.3 °C vuodelta 1960 ja kylmyysennätykseksi −7.5 °C vuodelta 1976. Noista tutkijoiden kolmesta pitkäaikaisesta keskipisteestä lämpenevää trendiä osoittava Alice Springs ja viilenevää trendiä osoittava Tennant Creek ovat muuten ne läheisimmät sääasemat, joiden etäisyys on 500 km. En tunne tarkemmin em. kolmen aseman olosuhteita (ovatko asemien paikat muuttuneet jne.), mutta ainakin Darwinin ja Alice Springsin väkiluvut ovat satakertaistuneet viimeisen 100 vuoden aikana, millä on yleensä paikallisia lämpötiloja nostava vaikutus mm. maankäytön muutoksista johtuen. Vain Tennant Creekiä alle 4000 asukkaan kylänä voidaan pitää kaupungistumisilmiöstä jokseenkin vapaana alueena

No niin, siis liki kaksi kertaa Suomen kokoiselta alueelta on mitattu lämpötila kolmella mittarilla. Sehän vastaa sitä kuin Suomen lämpötila mitattaisiin enintään kahdella mittarilla, siis vaikkapa Helsingin Kaisaniemestä ja Sodankylästä. Hmm… ja sitten ekstrapoloitaisiin osin kaupunkisaarekeilmiön saastuttama data muualle Suomeen. Kyllä varmasti saataisiin ainakin eteläiseen Suomeen huikea lämpötilan nousu.

Kuva 2

Kävin katsomassa, mitä HadCRUT4- ja HadTS3 yhden maantieteellisen asteen hilapisteisiin adjusteeratut aikasarjat kertovat lämpötilakehityksestä keskimäärin Pohjoisterritorion alueella vuodesta 1901 alkaen (kuva 2). Keskimääräinen lämpötila on niiden mukaan noussut tuolla alueella 0,1 °C/10 vuotta, maksimilämpötila on laskenut 0,03 °C/10 vuotta ja minimilämpötila on noussut 0,06 °C/10 vuotta. Jotenkin nuo Hadley Centerin aikasarjat ovat minun mielestäni ristiriidassa paitsi keskenään myös Borettin tutkimuksen kanssa.

Haloo säteilyfyysikot, meillä on ongelma!

Olemme mielikuvituksessamme kaukana maan pinnasta ja pohdimme säteilyä, jota emme näe emmekä pysty
kotikonstein helposti mittaamaan. Mutta meillä on ongelma, joka saattaa uhata monen perheen kesän viettoa. Nyt tarvitaan fyysikkojen talkooapua!

Lukijani Merja kysyy periaatteessa seuraavaa:  
1) Voiko yli 0,1 kelvinasteen lämpöinen kylmäkalle lämmittää kylmälaukussa jääkaapista otettua olutpulloa?

0,1 kelvinasteen lämpöinen kylmäkalle on siis celsiusasteina - 273,05 °C. Ja jääkaapissa säilytetty olutpullo on lämpötilaltaan +6 °C. Siispä kuinka nopeasti olutpullo lämpenee juomakelvottomaksi (= normaalisti yli +15 °C) tavanomaisessa kylmälaukussa?

Toinen kysymys on:
2) Jos jätän 0,1 kelvinasteen lämpöisen kylmäkallen pois kylmälaukusta, kuinka paljon hitaammin tai nopeammin olueni pilaantuu?

Ilmastofysiikassahan kylmä troposfäärin yläosa voi lämmittää lämpimämpää alempaa ilmakehää. Miksei sama toimisi kylmälaukussakin? Pyydänkin kommentoijia luokittelemaan itsensä kommentin aluksi joko ilmastofyysikoiksi, joiden mukaan (usein) kylmä lämmittää lämmintä, tai jonkin muun fysiikan alan harrastajiksi. Ja parasta tietysti olisi, jos kommentoija kykenisi jotenkin esittämään empiirisen kokeen tuloksen.

Oma veikkaukseni vanhana ballistiikkaan erikoistuneena fyysikkona on ensimmäiseen kysymykseen noin kaksi minuuttia, minkä jälkeen olutpullollinen olisi juomakelvotonta. Mutta se ei perustu empiirisiin havaintoihin, enkä kerro vielä, mihin ilmastofysiikan kaavoihin se perustuu. Enkä tietenkään kiertoradan parametreihin erikoistuneena tiedä juuri mitään suorasta säteilystä, joten jättäkää maallikon arvaus omaan arvoonsa. Toiseen kysymykseen en osaa vastata muuta kuin että hitaammin.

Mutta nyt arvaamaan tai mieluiten laskelmilla arvaukset todistamaan. Ja nyt en tähän bloggaukseen hyväksy kommentteja, joista ei selviä

1. kommentoijan nimeä tai nimimerkkiä, tai
2. kommentoijan suorittamaa arvosanaa fysiikassa korkeakoulussa.

Tehdään postmodernia ilmastotutkimusta

Kasvihuoneilmiö Helsingin Sanomien mukaan

Meille väitetään, että ihmiskunnan nykyisen energian tuotannon vuoksi ilmastomme on lämmennyt
esiteollisesta ajasta 0,9 astetta ja 1950-luvultakin noin 0,5 astetta. No, mistä tämä tiedetään? Maapallon eri puolilta tehdyistä mittauksista lasketut globaalit keskilämpötilat ovatkin nousseet. Sitä ei voi kiistää, tosin epäilyksen alaiseksi ainakin sen suuruuden voi asettaa. Lämpöaikasarjoissa on runsaasti puutteita niin ajallisessa kuin alueellisessa kattavuudessa. Meillähän on ollut aika harva mittausverkko mm. merillä, jotka kuitenkin muodostavat noin 70% maapallon pinnasta. Lisäksi kaikkia niiden tuloksiin vaikuttavia tekijöitä ei tunneta yksityiskohtaisesti, ja monissa tapauksissa niitä on säädetty tai adjusteerattu erilaisilla parametreilla, jolloin ne eivät enää kerro alkuperäisestä mittaustuloksesta. Jotkut tahot epäilevät myös globaalin keskilämmön laskenta-algoritmien vääristävän tulosta.

Tieteelliseksi selitykseksi lämpenemiselle annetaan tietysti kasvihuoneilmiötä ja erityisesti sen voimistumista, sillä eräiden kasvihuonekaasujen - varsinkin hiilidioksidin - pitoisuus ilmakehässä on kiistämättä viimeisen 100 vuoden aikana kasvanut.

Kasvihuonekaasuhypoteesin mukaan tuo lämpeneminen johtuu siis kasvihuonekaasujen lämpöä sitovasta vaikutuksesta mutta ei ainoastaan siitä. Iso osa ilmastojärjestelmään sitoutuneesta lämmöstä johtuu tuon sitovan pakotevaikutuksen aiheuttamista palautevaikutuksista, joita on monenlaisia. Merkittävin niistä on ilmakehän vesihöyrypitoisuuden nousu, kun hiilidioksidin lämmittämä ilma haihduttaa meristä enemmän vettä kiertoon. Muistetaan, että vesihöyry on myös kasvihuonekaasu, joka tietysti vahvistaa vähäisempien kasvihuonekaasujen lämmittävää vaikutusta. Palautevaikutus on siis hypoteesin mukaan positiivinen, koska se mahdollistaa suuremman energiamäärän (= lämmön) kerääntymisen ilmastoon. Kaikkein voimakkaimmin tuon lämpenemisilmiön pitäisi näkyä napa-alueilla, sillä samalla myös ilmakehän virtaukset voimistuvat, ja nehän sitä päiväntasaajan molemmilla puolilla päivittäin syntyvää lämpöä pohjoiseen ja etelään siirtävät.

Tiedemiehillä, jotka tuota kasvihuonehypoteesia mainostavat, on kuitenkin muutamia ongelmia. Ensinnäkin kasvihuonekaasujen pitkäaltoisen säteilyn aiheuttamaa muutosta on erittäin vaikeaa mitata. On tietenkin mahdollista mitata suljetussa koeympäristössä yksittäisen tekijän muutoksia, mutta koko ilmastojärjestelmämme merineen, mantereineen, ilmakehän kerroksineen ja ympäröivine avaruuden osineen sisältää niin paljon muuttuvia ja toisiinsa vaikuttavia elementtejä, että niiden kattava jäljittely ei ole mahdollista laboratorio-olosuhteissa. Niinpä ei ole varmuutta edes hiilidioksidin pakotevaikutuksesta, joskin melkoinen yksimielisyys sen pitoisuuden kasvun lämmittävästä vaikutuksesta toki on. Mutta absoluuttista arvoa et sille saa. Vielä suurempia epävarmuuksia liittyy moniin palautevaikutuksiin, joiden etumerkistäkin väitellään - siis lämmittävätkö ne vai jäähdyttävätkö. Siksi mm. IPCC:n viimeinen raportti ei osaa kertoa tarkasti, paljonko globaali ilmasto lämpenisi, jos ilmakehän hiilidioksidipitoisuus kaksinkertaistuisi. IPCC antaakin melko laajan +1,5 - +4,5°C vaihteluvälin asialle, joskin monet tuoreet tutkimukset viittaavat vielä tuonkin alueen ulkopuolisiin arvoihin.

Amundsen-Scott. Etualalla ns. seremoniallinen etelänapa.

Jos kuitenkin haluaisit mitata vaikkapa vain kasvihuonehypoteesin ytimessä olevan hiilidioksidin pakotevaikutuksen ilmakehässä, eikä sinulla ole rahaa rakentaa riittävän suurta koelaboratoriota (suuruusluokka 9 000 000 kuutiokilometriä), löytäisitkö paikan, missä ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden säteilyvaikutus olisi kaikkiin muihin pakotteisiin (mm. auringon säteily) ja palautevaikutuksiin (pilvet, meret jne.) verrattuna mahdollisimman hallitseva? Kirjassaan Landscapes & Cycles Jim Steele ehdottaa koepaikaksi etelänapaa. Tuo paikka onkin mielenkiintoinen, sillä siellä on sijainnut jo lähes 60 vuoden ajan Amundsen-Scott -tutkimusasema, joka on rekisteröinyt etelänavan lämpötiloja vuodet ympäriinsä.

Lyhyt johdatus vakiintuneeseen tieteeseen

Välillä ja viime aikoina aika useinkin kuulet sanonnan "tiede on varma asiasta". Tällä viitataan siihen, että joukko äänekkäimpiä tieteenharjoittajia on päässyt konsensukseen jostain asiasta. Englanninkielessä käytetään termiä "Settled Science", jonka olen kääntänyt vakiintuneeksi tieteeksi.

No joistakin asioista kai voikin olla aika varma, sillä niitä on testattu niin pitkään ja monipuolisesti, että mahdolliset merkittävät puutteet hypoteesissa olisi hyvin todennäköisesti löydetty. Mutta kaikki hypoteesit eivät täytä riittävän penkomisen vaatimuksia silloinkaan, kun konsensus on lähes 100-prosenttinen, ja sitä suitsutetaan lähes uskonnollisella hurmoksella kaikista mahdollisista tietolähteistä. Alla olevassa kuvassa on lähes kaikki olennainen vakiintuneen tieteen historiasta.

Oletko muuten miettinyt, minkä tieteellisen laitoksen johto Suomessa perustelee useimmin julistamaansa hypoteesia vetoamalla konsensukseeen ja tieteelliseen vakiintuneisuuteen?

Hyvää pääsiäistä Ilmastorealismin lukijoille!

Poikkeuksellisia lämpötiloja pohjoisessa viime kuukausina

Viime kuukaudet ovat varsinkin pohjoisen pallonpuoliskon pohjoisosissa oleet lämpötiloiltaan erikoisia. Me olemme Suomessa kokeneet marraskuun alusta lukien neljä selvästi tavanomaista lämpimämpää kuukautta, sillä ainoastaan tammikuu oli lähellä keskimääräistä. Mutta kuten alla olevista kuvista näkyy, emme ole olleet ainoita ihmisiä, jotka ovat kokeneet poikkeuksellisia lämpötiloja loppusyksystä alkukevääseen.

Mennään järjestyksessä marraskuusta 2013 maaliskuuhun 2014 ja katsotaan, miten Nasan GISSTemp-aikasarja on kartalle sijoitettuna nähnyt lämpötilapoikkeamat vuosien 1998-2006 keskimääräisestä.

Marraskuu 2013

Ensimmäinen kuva on siis marraskuu 2013. Siitä jo näkyy seuraavien kuukausien kuva poikkeuksellisen lämpimästä Euraasiasta ja kylmästä Pohjois-Amerikasta. Muualla maailmassa lämpötilapoikkeamat olivat melko pieniä.

Joulukuu 2013

Joulukuussa 2013 Pohjois-Amerikan kylmyys korostuu edelleen, ja Euraasiassa tavanomaista lämpimämpi ilma levittäytyy niin läntiseen Eurooppaan kuin Siperian itäosiin.

Tammikuu 2014

Tammi- ja helmikuuksi ilmavirtaukset muuttuvat päästäen napa-alueen kylmän ilman jälleen Siperian ylle ja tuoden lämmintä ilmaa etelästä Alaskaan sekä myöhemmin Itä-Siperiaan. Suomessakin saadaan nauttia normaaleista talvilämpötiloista, mutta läntisen Euroopan leudot säät jatkuvat. Pohjois-Amerikan tiheimmin asuttujen itäiset osat kokevat kolmannen ja neljännen peräkkäisen tavanomaista kylmemmän kuukauden.

Helmikuu 2014

 

Maaliskuu 2014

Napa-aluetta kiertävät virtaukset polveilevat helmikuussa yhä enemmän kuljettaen kylmää Siperian kautta koko Keski- ja Itä-Aasiaan. Vastaavasti Atlantilta virtaa lämmintä ilmaa pitkälle Fennoskandian pohjoispuolelle, mistä syystä lumet sulavat eteläisestä Suomesta, jossa alkaa olla jo helmikuussa keväinen tunnelma. Jyrkimmät lämpötilakontrastit ovat Itä-Siperiassa ja Pohjois-Amerikassa, jossa suurien järvien teollisuusalueella aletaan puhua ennätyskylmästä talvesta.

Maaliskuuksi palataan lähes marras- ja joulukuun tilanteeseen. Ajankohtaan nähden poikkeuksellinen kylmyys ei hellitä otettaan Pohjois-Amerikasta, ja Euraasian pohjoisosissa koetaan tavanomaista lämpimämpi kevään alku.

Kuvista näkyy silmiinpistävästi, että pohjoisten alueiden kylmien kuukausien alailmakehän lämpötilapoikkeamat mantereiden päällä ovat huomattavan suuria verrattuna merien yllä olevaan alailmakehään. Viime kuukausien aikana tuo ero näyttäisi korostuneen. Samana aikana eteläisellä pallonpuoliskolla oli kesä, joka näyttäisi olleen aika normaali tai ehkä hiukan vuosien 1998-2006 kesiä viileämpi.