Ilmastonmuutos skeptikon silmin

Tämä on suomennos tohtori David M.W. Evansin artikkelista The Skeptic's Case.

Tarkastelemme ilmastonmuutosmallien tärkeimpiä ennusteita parasta ja uusinta dataa vasten. Jokainen vakavasti otettava skeptikko on johdonmukaisesti sanonut samaa yli 20 vuotta, mutta useimmat ihmiset eivät ole kuulleet siitä. Tässä se selitetään helppotajuisesti kaikille halukkaille.

Ilmastomallit.

Mitä hallituksen ilmastotieteilijät sanovat

Kuva 1: Ilmastomallit. Jos CO2 [hiilidioksidi] pitoisuus kaksinkertaistuu (kuten se näyttää tekevän vuoteen 2070 tai 2100 mennessä), ilmastomallit ennustavat lämpötilan nousevan ylimääräisen CO2:n vuoksi 1,1 x 3 = 3,3 Celsius-astetta. [1]

CO2:n suora vaikutus tunnetaan hyvin fysiikassa perustuen laboratoriokokeisiin, ja asia on tunnettu jo yli vuosisadan. [2]

Takaisinkytkentä [feedback] tarkoittaa sitä tapaa, miten maapallo reagoi hiilidioksidin lämmittävään vaikutukseen. Takaisinkytkennän kolminkertainen vaikutus perustuu oletukseen, tai arvioon, vuodelta 1980, että lämpeneminen hiilidioksidin vaikutuksesta lisää vesihöyryn haihtumista, mikä lämmittää ilmaa vuorostaan lisää, sillä vesihöyry on tärkein kasvihuonekaasu. Lisälämpeneminen aiheuttaa vielä lisää haihtumista, ja niin edelleen. Tämä vahvistusvaikutus on sisäänrakennettu kaikkiin ilmastomalleihin. [3]  Vahvistuksen määrä on arvioitu olettamalla, että lähes kaikki teollisen aikakauden lämpeneminen johtuu ihmisten hiilidioksidipäästöistä.

Hallituksen ilmastotieteilijät ja media kertovat meille usein hiilidioksidin suorasta vaikutuksesta, mutta vain harvoin myöntävät, että kaksi kolmannesta ennustetusta lämpötilan noususta johtuu takaisinkytkennän vahvistavasta vaikutuksesta.

Skeptikkojen näkemys.

Mitä skeptikot sanovat

Kuva 2: Skeptikkojen näkemys. Jos CO2-pitoisuus kaksinkertaistuu, skeptikot arvioivat lämpötilan nousevan hiilidioksidin lisääntymisen vuoksi 1,1 x 0,5 = noin 0,6 Celsius-astetta. [4]

Vakavat skeptiset tiedemiehet ovat aina olleet samaa mieltä hallituksen ilmastotieteilijöiden kanssa hiilidioksidin suorasta vaikutuksesta. Erimielisyys koskee vain ja ainoastaan takaisinkytkentää.

Takaisinkytkentä vaimentaa eli vähentää ylimääräisen CO2:n vaikutusta noin puoleen. [5] Tärkeimpiin takaisinkytkentöihin kuuluvat vesihöyryn haihtuminen ja pilvet. Vesihöyry tiivistyy pilviksi, jolloin ylimääräinen vesihöyry, jota syntyy ylimääräisen hiilidioksidin lämmittävän vaikutuksen seurauksena, aiheuttaa lisää pilviä, jotka heijastavat auringon säteilyn takaisin avaruuteen ja viilentävät maapalloa, mikä hidastaa ilmaston lämpenemistä.

Erilaisia takaisinkytkentöjä on tuhansia, ja ne joko vahvistavat tai vaimentavat ylimääräisen hiilidioksidin aiheuttamaa lämpenemistä. Lähes kaikissa pitkäikäisissä systeemeissä takaisinkytkentöjen yhteisvaikutus vaimentaa häiriön vaikutusta. Jos systeemi reagoikin häiriöön vahvistamalla häiriötä, systeemi saavuttaa käännekohdan ja tulee epästabiiliksi (kuten kun mikrofoni on liian lähellä kaiuttimia, jolloin syntyy voimakas häiriöääni). Maapallon ilmasto on pitkäikäinen ja stabiili - se ei ole koskaan muuttunut äärimmäiseksi kasvihuoneeksi kuten Venus - josta voidaan hyvinkin päätellä, että takaisinkytkennät vaimentavat häiriöitä, kuten ylimääräistä hiilidioksidia.


Mitä mittaukset sanovat

Ilmastomallit ovat olleet käytännössä samanlaisia jo 30 vuotta, ja niissä on suunnilleen sama herkkyys ylimääräiselle hiilidioksidille, vaikka niistä on tullutkin paljon yksityiskohtaisempia tietkoneiden kasvaneen laskentatehon myötä.

• Miten hyvin ilmastomallit ovat ennustaneet lämpötilaa?
• Tukevatko mittaukset paremmin ilmastomalleja vai skeptikkojen näkemystä?

Ilman lämpötilat

Tohtori James Hansen, "ilmastomuutoksen isä", esitti yhden varhaisimmista ja tärkeimmistä ennusteista Yhdysvaltain kongressille 1988:

Maapallon lämpötila: Hansenin 1988 ennuste ja NASAn satelliittimittaukset.

Kuva 3: Maapallon lämpötila: Hansenin 1988 ennuste [6] ja NASAn satelliittimittaukset. [7]

Hansenin ilmastomalli liioitteli selvästi tulevaa lämpötilan nousua.

Hänen ilmastomallinsa ennusti, että jos ihmisen aiheuttamia CO2-päästöjä leikattaisiin radikaalisti vuodesta 1988 alkaen siten, että vuoteen 2000 mennessä hiilidioksidin määrä ei kasvaisi enää lainkaan, me saisimme kuvan skenaarion C. Todellisuudessa lämpötila ei noussut edes näin paljon, vaikka hiilidioksidipäästöt kasvoivat voimakkaasti - mistä voidaan päätellä, että ilmastomallit liioittelevat suuresti CO2-päästöjen vaikutusta.

IPCC:n ensimmäisessä raportissa vuonna 1990 esiteltiin tarkennettu ennuste; [8]

IPCC:n 1990 ennuste ja NASA:n satelliittimittaukset. Maapallon lämpötila.

Kuva 4: IPCC:n 1990 ennuste ja vertailu NASA:n satelliittimittauksiin.

On kulunut 20 vuotta ja todellinen keskimääräinen lämpeneminen on IPCC:n ennusteen pienimmän suoran alapuolella.


Valtamerien lämpötilat

Valtameret sitovat valtavan määrän lämpöä ilmastosysteemissä. Olemme mitanneet merien lämpötilaa kunnolla vasta vuoden 2003 puolivälistä, jolloin Argo aloitti toimintansa [9, 10] Argossa poiju sukeltaa 2000:n metrin syvyyteen ja mittaa lämpötilaa samalla, kun se hitaasti vajoaa syvemmälle. Sitten se lähettää tulokset satelliitin kautta päämajaan. Maailman meriä mittaa yli 3000 Argo-poijua.

Valtamerien lämpötila. Ilmastomallit ja Argo-mittaukset.

Kuva 5: Ilmastomallien ennuste merien lämpenemisestä [11] ja Argo-poijujen mittaukset. Pystyakselin yksikkö on 10^22 Joulea (noin 0,01 Celsius-astetta).

Valtamerien lämpötila on pysynyt suunnilleen paikoillaan sinä aikana, kun olemme tehneet kunnollia mittauksia. Ilmastomallien ennustamaa lämpenemistä ei ole tapahtunut.


Ilmakehän hotspot

Ilmastomallit ennustavat, että ilmakehän lämpenemisessä tapahtuu tiettyjä ilmiöitä; huomattavin näistä ilmiöistä on yli kymmenen kilometrin korkeudessa oleva lämmin ilmamassa, "hotspot".

Hotspot on merkki vahvistuksesta ilmastotieteilijöiden teoriassa (katso kuva 1). Teoria sanoo, että hotspot aiheutuu ylimääräisestä haihtumisesta, jolloin ylimääräinen vesihöyry työntää lämmintä ja kosteaa alemman ilmakehän ilmaa ylemmäs, jossa on aikaisemmin ollut kylmää ja kuivaa ilmaa. Hotspot osoittaa vahvistuksen olemassaolon ja päin vastoin.

Olemme mitanneet ilmakehän lämpötiloja sääpalloilla 1960-luvulta alkaen. Miljoonat sääpallot ovat rakentaneet hyvän kuvan ilmakehän lämpötiloista parin viime vuosikymmenen ajalta, mukaanlukien lämpenemisen ajanjakson 1970-luvun lopulta 1990-luvun loppuun. Tätä tärkeää ja keskeistä dataa eivät ilmastotieteilijät olleet julkaisseet ennen vuotta 2006, ja silloinkin huomaamattomassa paikassa. [13] Tässä se on:

Ilmakehän lämpeneminen 1979 - 1999

Kuva 6: Vasemman puoleisessa kuvassa miljoonien sääpallojen keräämät mittaukset. [14] Oikeanpuoleisessa kuvassa on ilmastomallien ennuste. [15] Ilmastomallien teoria ei pidä yhtä havaintojen kanssa. Molemmissa kuvissa vaaka-akseli näyttää leveyspiirin ja pystyakseli korkeuden maanpinnasta kilometreinä.

Todellisuudessa mitään hotspottia ei ole, ei edes pientä. Kuvan 1 osoittamaa vahvistusta ei ole.


Avaruuteen heijastuva säteily

Ilmastomallit ennustavat, että kun maan pinta lämpenee, maa säteilee vähemmän lämpöä avaruuteen (viikottaisella tai kuukausittaisella aikajänteellä).  Teorian mukaan tämä aiheutuu siitä, että lämmin ilma aiheuttaa enemmän veden höyrystymistä ja vesihöyry sitoo lämpöä itseensä. Juuri tämä lämmön sitoutuminen aiheuttaa oletetun vahvistuksen kuvassa 1.

Satelliitit ovat mitanneet maasta tulevaa säteilyä viimeiset kaksi vuosikymmentä. Tehty tutkimus yhdistää muutokset maanpinnan lämpötilassa avaruuteen menevään säteilyyn. Tässä ovat tulokset:




Kuva 7: Säteily maasta avaruuteen (pystyakseli) ja lämpötila merenpinnan tasolla (vaaka-akseli) ERBE satelliittien mittaamana (vasemman yläkulman kuvaaja) ja 11:n ilmastomallin ennustamana (muut kuvaajat). [17]  Huomatkaa, että ilmastomallien suorat kulkevat päinvastaiseen suuntaan mitattuihin arvoihin verrattuna.

Tämä osoittaa, että todellisuudessa maa säteilee enemmän lämpöä, kun sen pinta on lämpimämpi. Tämä on päinvastoin kuin ilmastomallit ennustavat. Ilmastomallit siis mallintavat lämmön sitoutumisen liian aggressiivisesti, eikä kuvassa 1 esitettyä vahvistusta todellisuudessa tapahdu.


Johtopäätökset

Kaikelle tässä esitetylle datalle löytyy täydelliset lähteet - satelliitit, Argo ja sääpallot. [18]

Ilmakehän ja valtamerien lämpötilamittaukset osoittavat, että ilmastomallit liioittelevat lämpötilan nousua. Ilmastotieteilijät ehdottavat, että havaitsemattomat aerosolit aiheuttaisivat viilenemistä, mutta tämä tekosyy alkaa kulua loppuun - lämpenemistä ei tapahdu niin paljon kuin he sanoivat, eikä sillä tavalla kuin he sanoivat. Toisaalta lämpötilan nousu on ollut nopeampaa kuin pelkän hiilidioksidin olisi pitänyt aiheuttaa. Skeptikkojen selitys tähän on, että nousu voi johtua muista syistä - ja he osoittavat, että maapallo on ollut melko tasaisen 0,5 asteen per vuosisata lämpenemisen trendillä vuodesta 1680 asti (vaihdellen noin 30 vuoden ajanjaksoin lämpenemisen ja lievän viilenemisen välillä), kun taas suurin osa ihmisen aiheuttamista hiilidioksidipäästöistä on tapahtunut vuoden 1945 jälkeen.

Olemme nyt käyneet läpi kaikki tärkeimmät ilmastomallien ennustukset ja verraneet niitä parhaisiin mittaustuloksiin:

• Lämpötilat 1988 - ilmastomallit yliarvioivat jopa CO2-päästöjen dramaattisella leikkauksella
• Lämpötilat 1990 - ilmastomallit yliarvioivat lämpötilan nousun
• Valtamerien lämpötilat 2003 - ilmastomallit yliarvioivat suuresti
• Ilmakehän hotspot - puuttuu kokonaan -> vesihöyryn vahvistus puuttuu
• Säteily avaruuteen - todellisuus päinvastainen - vesihöyryn vahvistus puuttuu

Ilmastomallit antavat aivan vääriä tuloksia. Puuttuva hotspot ja avaruuteen menevän lämpösäteilyn mittaukset osoittavat molemmat yksinään, että ilmastomalleissa käytettävää vahvistusta ei ole todellisuudessa. Ilman vahvistusta ilmastomallien ennusteita pitäisi korjata ainakin kahdella kolmanneksella, mikä selittäisi miksi ne ovat yliarvioineet viimeaikaiset ilman ja valtamerien lämpötilojen nousut. Niinpä,

1. Ilmastomallit ovat perustaltaan virheellisiä. Ne olettavat takaisinkytkennän aiheuttaman kolminkertaisen vahvistuksen, mutta sitä ei todellisuudessa ole.
2. Ilmastomallit yliarvioivat lämpötilan nousun hiilidioksidin vuoksi ainakin kolminkertaisesti.

Skeptikkojen näkemys on yhdenmukainen mittaustulosten kanssa.

Muutama poliittinen näkökohta

Kaikelle tässä esitetylle datalle löytyy täydelliset lähdeviitteet, se on hyvin olennaista, julkisesti saatavilla ja mitattu parhailla mittausvälineillämme.  Sitä ei kuitenkaan juuri koskaan esitetä valtamediassa - oletko koskaan nähnyt mitään tässä esitetyn kaltaista valtamediassa?  Tämä yksistään kertoo siitä, että kyse on politiikasta ja vallasta, ei tieteestä tai totuudesta.

Tämä on epätavallinen poliittinen aihe, sillä tähän löytyy oikea ja väärä vastaus, ja kaikki lopulta tietävät kumpi se oli.  Ihmiset jatkavat hiilidioksidin päästämistä ilmakehään joka tapauksessa, joten teemme tavallaan käytännön koetta: joko maapallo lämpenee useita asteita vuoteen 2050 mennessä, tai sitten ei.                                       

Huomatkaa, että skeptikot ovat samaa mieltä hallituksen ilmastotieteilijöiden kanssa hiilidioksidin vaikutuksesta; he ovat eri mieltä vain takaisinkytkennästä. Ilmastokeskustelussa on kysymyksessä nimenomaan takaisinkytkennät ja kaikki muut, arktinen jääpeite, huono sää tai psykologia, ovat vain sivuseikkoja. Kukaan ei koskaan mainitse takaisinkytkentöjä. Miksi? Kuka sen saa aikaan?

• 1.More generally, if the CO2 level is x (in parts per million) then the climate models estimate the temperature increase due to the extra CO2 over the pre-industrial level of 280 ppm as 4.33 ln(x / 280). For example, this model attributes a temperature rise of 4.33 ln(392/280) = 1.46°C to the increase from pre-industrial to the current CO2 level of 392 ppm.
• 2.The direct effect of CO2 is the same for each doubling of the CO2 level (that is, logarithmic). Calculations of the increased surface temperature due to of a doubling of the CO2 level vary from 1.0°C to 1.2°C. In this document we use the midpoint value 1.1°C; which value you use does not affect the arguments made here.
• 3.The IPCC, in their last Assessment Report in 2007, project a temperature increase for a doubling of CO2 (called the climate sensitivity) in the range 2.0°C to 4.5°C. The central point of their model estimates is 3.3°C, which is 3.0 times the direct CO2 effect of 1.1°C, so we simply say their amplification is threefold. To be more precise, each climate model has a slightly different effective amplification, but they are generally around 3.0.
• 4.More generally, if the CO2 level is x (in parts per million) then skeptics estimate the temperature increase due to the extra CO2 over the preindustrial level of 280 ppm as 0.72 ln(x / 280). For example, skeptics attribute a temperature rise of 0.72 ln(392/280) = 0.24°C to the increase from preindustrial to the current CO2 level of 392 ppm.
• 5.The effect of feedbacks is hard to pin down with empirical evidence because there are more forces affecting the temperature than just changes in CO2 level, but seems to be multiplication by something between 0.25 and 0.9. We have used 0.5 here for simplicity.
• 6.Hansen's predictions were made in Hansen et al, Journal of Geophysical Research, vol. 93, no. D8 (August 20, 1988), fig. 3a, p. 9,347: Global climate changes as forecast by Goddard Institute for Space Studies three-dimensional model. In the graph here, Hansen's three scenarios are graphed to start from the same point in mid-1987 — we are only interested in changes (anomalies).
• 7.The earth’s temperature shown here is as measured by the NASA satellites that have been measuring the earth’s temperature since 1979, managed at the University of Alabama Hunstville (UAH). Satellites measure the temperature 24/7 over broad swathes of land and ocean, across the whole world except the poles. While satellites had some initial calibration problems, those have long since been fully fixed to everyone’s satisfaction. Satellites are mankind’s most reliable, extensive, and unbiased method for measuring the earth’s air temperature temperatures since 1979. This is an impeccable source of data, and you can download the data yourself from vortex.nsstc.uah.edu/data/msu/t2lt/uahncdc.lt (save it as .txt file then open it in Microsoft Excel; the numbers in the “Globe” column are the changes in MSU Global Monthly Mean Lower Troposphere Temperatures in °C).
• 8.IPCC First Assessment Report, 1990, page xxii in the Policymakers Summary, Figure 8 and surrounding text, for the business-as-usual scenario (which is what in fact occurred, there being no significant controls or decrease in the rate of increase of emissions to date). “Under the IPCC Business-as-Usual (Scenario A) emissions of greenhouse gases, the average rate of increase of global mean temperature during the next century is estimated to be about 0.3°C per decade (with an uncertainty range of 0.2°C to 0.5°C).”
• 9.Marine Weather.
• 10.Ocean temperature measurements before Argo are nearly worthless. Before Argo, ocean temperature was measured with buckets or with bathythermographs (XBTs) — which are expendable probes lowered into the water, transmitting temperature and pressure data back along a pair of thin wires. Nearly all measurements were from ships along the main commercial shipping lanes, so geographical coverage of the world’s oceans was poor—for example the huge southern oceans were not monitored. XBTs do not go as deep as Argo floats, and their data is much less precise and much less accurate (for one thing, they move too quickly through the water to come to thermal equilibrium with the water they are trying to measure).
• 11.The climate models project ocean heat content increasing at about 0.7 × 10^22 Joules per year. See Hansen et al, 2005: Earth’s energy imbalance: Confirmation and implications. Science, 308, 1431-1435, page 1432, where the increase in ocean heat content per square meter of surface, in the upper 750m, according to typical models, is 6.0 Watt·year/m2 per year, which converts to 0.7 × 10^22 Joules per year for the entire ocean as explained here..
• 12.The ocean heat content down to 700m as measured by Argo is now available; you can download it from ftp://ftp.nodc.noaa.gov/pub/data.nodc/woa/DATA_ANALYSIS/3M_HEAT_CONTENT/DATA/basin/3month/ohc_levitus_climdash_seasonal.csv. The numbers are the changes in average heat for the three months, in units of 10^22 Joules, seasonally adjusted. The Argo system started in mid-2003, so we started the data at 2003-6.
• 13.The weather balloon data showing the atmospheric warming pattern was finally released in 2006, in the US Climate Change Science Program, 2006, part E of Figure 5.7, on page 116 (www.climatescience.gov/Library/sap/sap1-1/finalreport/sap1-1-final-chap5.pdf). There is no other data for this period, and we cannot collect more data on atmospheric warming during global warming until global warming resumes. This is the only data there is. Btw, isn’t this an obscure place to release such important and pivotal data – you don’t suppose they are trying to hide something, do you?
• 14.See previous endnote.
• 15.Any climate model, for example, IPCC Assessment Report 4, 2007, Chapter 9, page 675 (Figure 9.1 parts c and f). There was little warming 1959 – 1977, so the commonly available 1959 – 1999 simulations work as well.
• 16.So the multiplier in the second box in Figures 1 and 2 is at most 1.0.
• 17.Lindzen and Choi 2009, Geophysical Research Letters Vol. 36. The paper was corrected after some criticism, coming to essentially the same result again in 2011.
• 18.In particular, we have not quoted results from land thermometers, or from sparse sampling by buckets and XBT’s at sea. Land thermometers are notoriously susceptible to localized effects – see Is the Western Climate Establishment Corrupt? by the same author: jonova.s3.amazonaws.com/corruption/climate-corruption.pdf.