Luontaiset tekijät ja ihmisen vaikutus summautunut – ihminen dominoi

Jatkoa edelliseen

https://puheenvuoro.uusisuomi.fi/hannusinivirta/ilmastonmuutoksessa-luontaiset-tekijat-ja-ihmisen-vaikutus-summautuvat-vastauksia-ilmastodenialisteille-ja-kreationisteille/

Malli jonka olen aiemmin esittänyt selittää ilmastonmuutoksen vaikutustekijät jakamalla ne kahteen ryhmään:

1. Luontaiset tekijät ja 2. Ihmisen aiheuttamat tekijät. 

Termi k_L F(t) edustaa luonnollisia vaikutuksia ja toinen termi k_I / r e ^rt kuvaa ihmisen vaikutusta, joka kasvaa ajan myötä.

Ilmastodenialistien ja kreationistien argumentti: Ihmisen vaikutuksen vähättely

Jotkut ilmastodenialistit tai kreationistit väittävät, että ilmastonmuutos johtuu vain luonnollisista tekijöistä ja että ihmisen vaikutus on merkityksetön. Tällainen väite voisi käytännössä tarkoittaa, että he yrittävät löytää funktion f (t), joka poistaa ihmisen vaikutuksen yhtälöistä. Toisin sanoen, heidän oletuksensa on, että lämpötilan muutos voitaisiin selittää kokonaan luonnollisten tekijöiden avulla, jolloin ihmisen vaikutus olisi nolla tai merkityksetön.

Matemaattisesti tämä tarkoittaisi sitä, että yritetään löytää f (t) siten, että luonnollisten tekijöiden vaikutus (ensimmäinen termi) olisi niin voimakas ja dominoiva, että se selittäisi kaiken havaitun lämpötilan muutoksen ja eliminoisi ihmisen aiheuttaman osan.

Analyysi ja ongelmat

On kuitenkin huomioitava, että malli sisältää ihmisen vaikutuksen eksponentiaalisen kasvun k_I/r e ^rt, joka kasvaa jatkuvasti ajan myötä. Tämä ei ole satunnainen tai vaihteleva tekijä, vaan se on havaittu ilmiö, joka perustuu mittauksiin kasvihuonekaasupäästöinä, energiankulutuksena, teollistumisena ja vastaavina prosesseina. Luonnolliset tekijät, kuten aurinkosyklit, ovat jaksollisia ja niiden vaikutukset ovat yleensä tilapäisiä (11:sta vuoden syklit). Niillä ei ole samaa pitkäaikaista ja tehollisesti riittävän nopeaa kasvavaa vaikutusta kuin ihmisen aiheuttamilla muutoksilla.

Tästä syystä, vaikka valitsisi minkälaisen luonnollisen vaikutuksen funktion f (t), ihmisen vaikutuksen eliminoiminen yhtälöstä on hyvin vaikeaa.

Mutta voiko ihmisen vaikutusta eliminoida valitsemalla tietyn f (t): n?

Periaatteessa f (t) voitaisiin valita sellaiseksi, että se näyttäisi kompensoivan ihmisen vaikutusta. Tämä voisi tarkoittaa, että valittaisiin luonnollinen tekijä, joka kasvaisi ajan myötä vastaavalla tavalla kuin ihmisen vaikutus e ^rt. Kuitenkin tällaisen funktion valinta olisi täysin keinotekoista, sillä luonnollisista tekijöistä ei ole havaittu eksponentiaalista kasvua vastaavalla tavalla kuin ihmisen vaikutuksista.

Matemaattisesti tämä voisi tarkoittaa sitä, että f (t) sisältäisi jonkinlaisen kasvavan komponentin, kuten f (t) = e ^rt. Tällöin luonnollisten tekijöiden vaikutus voisi matemaattisesti ”peittää” ihmisen vaikutuksen. Tämä ei kuitenkaan olisi realistinen fysikaalinen malli, koska luonnolliset vaikutukset eivät todellisuudessa seuraa samaa kasvutrendiä kuin ihmisen vaikutus.

Yhteenveto

Ilmastodenialistien näkökulmasta funktio f (t), joka eliminoisi ihmisen vaikutuksen, pitäisi selittää ilmaston lämpenemisen pelkästään luonnollisilla sykleillä ja tekijöillä. Kuitenkaan tieteelliset havainnot eivät tue tällaista väitettä, sillä ihmisen vaikutus on selvästi mitattavissa ja se kasvaa ajan myötä eksponentiaalisesti, kun taas luonnolliset tekijät ovat jaksollisia ja vaihteluiltaan paljon pienempiä. Tästä syystä ei ole realistista määritellä f (t):tä siten, että ihmisen vaikutus eliminoituisi.

Lopuksi kysymys ilmastodenialisteille onkin: Minkä fysikaalisen ilmiön perusteella he voivat väittää, että f (t) selittäisi ilmastonmuutoksen ilman ihmisen vaikutusta, kun sekä mittaukset että havainnot osoittavat ihmisen vaikutuksen merkittävän osuuden?

Lopuksi matematiikkaa (jo aiemmin esitetty)

Ilmastonmuutoksen kokonaisvaikutukselle ajan funktiona saadaan integroimalla aiemmin esitetty differentiaaliyhtälö:

dT(t)/dt = k_L f (t) + k_I e ^rt

Kun jaamme integraalin kahteen osaan ja integroimme termit erikseen, saadaan:

T (t) = ∫ k_L f (t) dt + ∫ k_I e ^rt dt

Ensimmäinen termi, joka liittyy luonnollisiin tekijöihin, voidaan jättää yleiseen muotoon, koska f (t) ei kasva eksponentiaalisesti niin, että se voisi eliminoida ihmisen vaikutuksen, joten:

∫ k_L f (t) dt = k_L F(t) + C₁

Toinen termi, eli ihmisen vaikutus, saadaan integroimalla eksponenttifunktio:

∫ k_I e ^rt dt = k_I/r e ^rt + C₂

Kokonaisratkaisuna saadaan siis:

T (t) = k_L F(t) + k_I/r e ^rt + C

Missä:

• k_L F(t) edustaa luonnollisten tekijöiden vaikutusta ajan funktiona
• k_I/r e^rt kuvaa ihmisen vaikutuksen eksponentiaalista kasvua ajan myötä
• C = C₁ + C₂ on integraalivakio, joka voidaan asettaa alkuarvoksi, esim. lämpötilaksi ajanhetkellä t = 0.

Tämä on lopullinen kaava, joka kuvaa lämpötilan muutosta ajan funktiona, ottaen huomioon sekä luonnolliset, että ihmisen aiheuttamat tekijät, ja missä ihminen dominoi.