Lyhyt yhteenveto globaalien lämpötila-anomalioiden mittaustarkkuuksista ja trendeistä – ilmastonmuutos

Lyhyt yhteenveto globaalien lämpötila-anomalioiden mittaustarkkuuksista ja trendeistä – ilmastonmuutos

Globaali lämpötila-anomalia

On vain muutamia tekijöitä, joihin olen kiinnittänyt erityistä huomiota näiden vuosien aikana. Ilmastonmuutosta määriteltäessä, kaikkein tärkein indikaattori on mielestäni ollut globaali lämpötila-anomalia. Tärkeää on myös se, miten tämä lämpötila-anomalia on määritelty. 

Erilaisia mittausmenetelmiä on periaatteessa kaksi: maan pinnasta tehdyt suorat havainnot ja avaruudesta tehdyt epäsuorat satelliittihavainnot. Näiden kahden mittaus-havaintojen välille syntyy selkeää lämpötila-poikkeamaa, joka muodostuu erilaisista lämpötilaa mittaavista periaatteista, joita aika-ajoin joudutaan korjaamaan (biasointi). 

Satelliitteja on useita ja ne kiertävät maapalloa ja luotaavat osaa ilmakehästä jopa 10km troposfääristä. Satelliitit hyödyntävät mikroaaltoja, missä mitataan, kuinka paljon happimolekyylit luovuttavat lämpöä, joista tutkijat voivat epäsuorasti selvittää ilmakehän lämpötilan.

Koska satelliitteja kiertää useita, mittausten suhteen paitsi biasointeja, myös satelliittien välisiä kalibrointeja joudutaan tekemään jatkuvasti. Satelliittien ratamuutokset (korkeus / kiertoaika) myös muuttuvat, joka vaikeuttaa ilmakehästä tehtyjä lämpötila-analayyseja.

Satelliitti-aikasarja ei siis ole homogeeninen. Se on rakennettu sarjasta satelliitteja, joissa on samanlaiset mutta ei identtiset anturit. Anturit myös heikkenevät ajan myötä, ja korjaukset ovat välttämättömiä. Erityisen suuria eroja rekonstruoitujen lämpötilasarjojen välillä esiintyy muutama kerta, kun peräkkäisten satelliittien välillä on ajallista päällekkäisyyttä, mikä tekee kalibroinnista vaikeaa. Muuttujia on siis yksinkertaisesti liikaa.

Kalibrointien suhteen tilanne on tietysti sama myös pintamittaus-havainnoissa, joissa etupäässä käytetään termometreja. Mutta niiden kalibrointi on huomattavasti helpompaa, ja mittausperiaate on suoraan maan pinnasta. Kaiken kaikkiaan, pintamittaushavainnot ovat tarkempia, kuin satelliiteista tehdyt havainnot. 

Tarkkuudessa syntyvä ero on luokkaa:

Virhe eli trendi (°C/decade)

(ks. kuva)

Satelliiteista syntyvä trendivirhe voisi siis olla jopa viisinkertainen vuosikymmenessä, suhteessa termometreihin. Vuosisadan vaihteesta lähtien UAH- ja RSS-aineistot osoittavat, että troposfäärin alhaisemmat lämpötilat lämpenevät vain vähän, kun taas suorat esim. säähavaintopalloista suoritetut mittaukset osoittavat jatkuvaa lämpenemistä.

Johtopäätös: Biasoinneista ja kalibroinneista johtuen, satelliiteilla suoritetut mittaukset tuottavat lämpötila-anomaliaan kohinaa, joka voi amplitudiltaan vaihdella merkittävästi. Toisaalta, koska satelliitit mittaavat epäsuorasti lämpötiloja korkealta avaruudesta (UAH ja RSS -aineistot), ne antavat pienempiä trendilukemia, kuin suoraan maan pinnasta mittaavat termometrit ja säähavaintopallot.      

Kaukokartoitusjärjestelmästä eli satelliittimittauksista ja termometreista tarkemmin:

PhD. Carl Mears.

(ks. video)

https://www.youtube.com/watch?v=8BnkI5vqr_0

Lähde: https://theclimatecenter.org/portfolio-item/mears-carl/

Lyhyesti voidaan siis todeta, että sekä maan pinnasta että säähavaintopalloilla tehdyt lämpötila-havainnot ovat tarkempia, ne myös antavat suoraa tietoa todellisesta lämpötila-anomaliasta ja trendistä.

Mittaustulosten homogenisointia 

Yhdellä sääasemalla on todennäköisesti monia muutoksia vuosikymmenien aikana. Harvat asemat pysyvät täsmälleen samassa paikassa pitkään, ja useimmilla asemilla on ainakin yksi siirtyminen uuteen paikkaan. Useimmat asemat ovat myös muuttaneet tapaa mitata lämpötiloja siirtymällä neste-lasi-lämpömittareista elektronisiin laitteisiin. Asemat ovat usein muuttaneet kellonaikaa mitatessaan lämpötiloja, ja kasvavat kaupungit ja kaupunkialueet voivat aiheuttaa keinotekoista lämpenemistä joillakin asemilla. Hyvin paikalliset tekijät, kuten asemien päällä kasvavat puut tai asemien huono sijainti, voivat myös aiheuttaa ongelmia.

Korjatakseen näiden muutosten aiheuttamat lämpötilasarjojen erot, jotka tunnetaan epähomogeenisuutena, tutkijat käyttävät tilastollisena homogenisaationa tunnettua lähestymistapaa. He vertailevat kutakin asemaa kaikkiin läheisiin naapureihinsa ja etsivät muutoksia, jotka ovat paikallisia yhdelle asemalle, mutta joita ei löydy muilta alueilta. Pitkien ajanjaksojen aikana ilmastonmuutokset ovat hyvin harvoin paikallisia, joten paikalliset muutokset, joita ei ole havaittu ympäröivillä asemilla, johtuvat todennäköisesti aseman liikkumisesta tai instrumentin vaihdosta.

Näin myös toimii GISTEMP (NASA Goddard’s Global Surface Temperature Analysis)

Esimerkiksi, jos yksi asema lämpenee vuosikymmenen aikana samalla, kun kaikki ympäröivät asemat ovat jäähtymässä, kyseinen asema merkitään ”epähomogeeniseksi” ja sen ennätys korjataan, jotta se saataisiin takaisin naapureidensa mukaiseksi.

Lähde: https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/global-surface-temperature-data-gistemp-nasa-goddard-institute-space-studies-giss

Rajoittavia tekijöitä ovat:

  • Ei kuukausiruudukkoa, tai kokonaisuuksien epävarmuuksien kvantifiointia
  • Tarjoaa vain anomalioita; ilmastoa tai absoluuttisia lämpötiloja ei ole annettu
  • Samat lähdetiedot kuin NOAAGlobalTemp

Lopputulema 

Satelliiteista tehdyt epäsuorat havainnot (UAH ja RSS) antavat pienempiä trendilukemia, kuin suoraan maan pinnasta mittaavat termometrit ja säähavaintopallot. Joten jos oletus on, että todellinen globaali lämpötila-anomalia on < 1.3°C, se ei ole mahdollinen.

***

Muilta osin pyrin tutkimaan ja oikomaan (mikäli niihin kaikkiin kykenen) ilmastonmuutokseen liittyviä faktoja.

+1
HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

(el. vanh. tut. / FMI)

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu