ONI (Oceanic Niño Index) lämpötila-anomalia ja CO2 -pitoisuus: ratkaisut edelliseen puheenvuorooni

Viitteeni:

https://puheenvuoro.uusisuomi.fi/hannusinivirta/vahan-vaikeamman-kautta-el-nino-ja-la-nina-tapahtumat-oni-index-seka-lampotila-anomalia-ja-co2n-vaikutus/

ONI (Oceanic Niño index)

ONI-indeksi (Oceanic Niño Index) on mittari, joka kuvaa El Niño- ja La Niña -ilmiöiden voimakkuutta ja esiintymistä. Se perustuu Tyynenmeren keskiosan meren pintalämpötilojen poikkeamiin tietyllä alueella, joka tunnetaan nimellä Niño 3.4 -alue (5°N-5°S, 120°W-170°W). ONI-indeksi määritellään seuraavasti:

  1. Meren pintalämpötilojen mittaukset: Meren pintalämpötiloja mitataan Niño 3.4 -alueella
  1. Kolmen kuukauden liukuva keskiarvo: Lämpötilojen poikkeamat (anomaliat) lasketaan suhteessa pitkän aikavälin keskiarvoon (vuosien 1971 – 2000 keskiarvo). Näiden poikkeamien 3:n kuukauden  liukuva keskiarvo lasketaan.
  1. Anomalioiden keskiarvon määrittäminen: Näin saadaan aikaiseksi 3:n kuukauden keskiarvojen sarja, joka esittää poikkeamia normaalista.
  1. Kynnysarvot El Niñolle ja La Niñalle:
  • El Niño: Kun kolmen kuukauden liukuva keskiarvo Niño 3.4 -alueen meren pintalämpötilan anomaliasta ylittää +0.5 °C vähintään viiden peräkkäisen kuukauden ajan, sitä kutsutaan El Niñoksi.
  • La Niña: Kun kolmen kuukauden liukuva keskiarvo Niño 3.4 -alueen meren pintalämpötilan anomaliasta on alle -0.5 °C vähintään viiden peräkkäisen kuukauden ajan, sitä kutsutaan La Niñaksi.

Jos tilanne on se, että ONI -indeksi ei ylitä tai alita ±0.5 arvoa, silloin voimme hyvällä omallatunnolla integroida tämän lukuarvon, joka jo silmällä voidaan todeta, että siitä syntyy ±0.

Mutta esimerkin vuoksi:

Jos kaikki arvot E(ti) välillä t0 ja t11 ovat ±0.5, tämä tarkoittaa, että jokainen arvo E(ti) on joko 0.5 tai -0.5 Tammikuusta – Joulukuuhun:

011 E(t) dt ≈ ∑i=0N E(ti) Δt ≈ 0 x 1=0

Tässä tapauksessa, kun E (ti) -arvot tasapainottavat toisensa, ONI -indeksi on tasan nolla!

Kun ONI-indeksin lämpötilan muutosnopeus ∂T/∂t on ilmaistu yhtälöllä, joka riippuu E(t):stä seuraavasti:

∂T/∂t = α E(t)

Missä:

E(t) on annettu ehdolla E(t0 – t11) = ±0.5 eli nolla. Ensimmäiseksi tulee ymmärtää, että E(t) on tässä funktionaalinen arvo tietyn ajanjakson aikana, ja kun E(t) = 0, lämpötilan muutosnopeus ∂T/∂t on myös nolla.

Yhtälön mukaisesti:

∂T/∂t = 0

Tämä tarkoittaa, että lämpötila T ei muutu ajan funktiona, kun E(t) = 0.

Kun tämä integroidaan aikaintervallin yli saadaksemme T(t):n:

∂T/∂t dt = ∫ 0 dt

T(t) = C

Missä:

C on integraatiovakio, joka edustaa alkuperäistä lämpötilaa T(t0).

ONI -yhteenveto

Lämpötilan T muutosnopeus ∂T/∂t on nolla silloin, kun E(t) = 0. Tämä johtaa siihen, että lämpötila T pysyy vakiona tietyllä arvolla C kyseisen ajan hetken yli.

Viimeisimpien virallisten tietojen mukaan, ONI -indeksi 2024 Huhtikuusta – Kesäkuuhun vuodesta 1950 on ≈ 0.4!

Lähde:

https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/lanina/enso_evolution-status-fcsts-web.pdf

CO2 ja globaali lämpötila

∂T/∂t = β log (C(t))

Missä:

β on vakio ja C(t) on ajan funktio, joka edustaa CO2 -pitoisuutta. Yhtälön mukaan lämpötilan muutosnopeus riippuu CO2 -pitoisuuden logaritmista. Ratkaistaan em. differentiaaliyhtälö integroimalla molemmat puolet ajan suhteen. Erotusmuodossa tämä voidaan kirjoittaa:

dT = β log (C(t)) dt

Integroimalla molemmat puolet saadaan:

dT = ∫ β log (C(t)) dt

Oletetaan, että β on vakio. Tämä antaa:

T(t) = β ∫ log (C(t)) dt + C1

Missä:

C1 on integraatiovakio. Tässä vaiheessa tarvitsemme C(t) funktionaalisen muodon, voidaksemme jatkaa integraalia. Oletetaan yksinkertaisuuden vuoksi, että C(t) muuttuu eksponentiaalisesti ajan myötä, niinkuin se käytännössä tekee:

C(t) = C0ekt

Missä:

C0 on alkuperäinen CO2 -pitoisuus ja k on kasvunopeutta kuvaava vakio. Korvataan tämä yhtälöön:

T(t) = β ∫ log (C0ekt) dt + C1

Koska log (C0ekt) = log (C0) + log (ekt) = log (C0) + kt, saamme:

T(t) = β ∫ (log (C0) + kt) + C1

Tämä voidaan jakaa kahteen osaan:

T(t) = β (log(C0) ∫ dt + k ∫ t dt) + C1

T(t) = β (log(C0)t + kt2/2) + C1

Yhteenvetona globaali lämpötila T(t) ajan funktiona on:

T(t) = β log (C0)t + β kt2/2 + C1

Tämä yhtälö kuvaa lämpötilan muutosta ajan myötä, ottaen huomioon CO2 -pitoisuuden eksponentiaalisen kasvun. Integraatiovakio C1 voidaan määrittää alkuperäisten olosuhteiden perusteella.

Jätän tämän yhtälön vielä ilmastodenialisteille ratkaistavaksi. Katsotaan nyt mihin he kykenevät? Jos vastausta ei synny, siitä tulee vetää vain yksi johtopäätös: Matematiikka ei heille ole se vahvin osaamisen alue, mikä näissä kysymyksissä olisi perusedellytys.

HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

(FMI)

el. vanh. tut. ava.tek.elektr. ins. fys.

Teoriat ja mielipiteet ovat omiani, ne eivät edusta instituutteja tai organisaatioita. Ajalla ei ole partikkelia (toistaiseksi) valolla on.

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu