Ilmastonmuutoksenkieltäjät ja harhaanjohtavat kuvaajat – maapallon keskilämpötilan määrittäminen

Oletetaan, että meillä on suorakaiteen muotoinen alue, jonka keskilämpötilan haluamme selvittää. Suorakaiteeseen kuuluu kaksi samankokoista aluetta. Toisen lämpötila on 9 celsiusastetta ja toisen 11 celsiusastetta. Tästä on helppo laskea päässälaskuna, että koko alueen keskilämpötila on 10 celsiusastetta. Oletetaan, että meillä on neljä lämpötilan mittausasemaa kummallakin alueella seuraavan kuvan esittämällä tavalla (lisäksi oletamme että asemien lämpötilamittaukset ovat absoluuttisen tarkkoja – mittaustarkkuus ei vaikuta tämän esimerkin lopputuloksiin):

Keskilämpötilan määrittämiseksi on kuvassa esitetty kaksi eri tapaa: lasketaan kaikkien asemien keskiarvo (KA) tai lasketaan ensin kummankin alueen keskiarvo erikseen ja sitten alueiden keskiarvojen keskiarvo (ALUE). Tässä tapauksessa molemmat saavat lopputulokseksi tasan 10 celsiusastetta.

Otetaanpa sitten yksi mittausasema pois kylmemmältä alueelta ja toistetaan laskelmat, kuten seuraavassa kuvassa on tehty:

Aseman poistamisen vaikutus näkyy kaikkien asemien keskiarvossa hiukan nousseena keskilämpötilana (10,14 astetta), muttei näy alueellisessa keskiarvossa, joka on edelleen tasan 10 astetta. Jos kylmemmän alueen asemia poistetaan kaksi, yksinkertainen keskiarvo antaa vielä enemmän pielessä olevan arvon (10,33 astetta).

Tämä esimerkki näyttää sen, että maapallon keskilämpötilaa ei voi laskea yksinkertaisena kaikkien mittausasemien keskiarvona, vaan on käytettävä alueellista keskiarvoistamista. Muuten on riski, että uusien mittausasemien lisäämiset ja vanhojen lakkauttamiset vaikuttavat liikaa lopputulokseen.

Edellä kuvatun tapainen alueellinen keskiarvoistaminen on käytössä kaikissa maapallon pintalämpötilan analyyseissä. Tapa, jolla alueellinen keskiarvoistaminen on toteutettu vaihtelee eri analyysien välillä, mutta perusperiaate on sama. HadCRUT4, NOAA ja JMA jakavat maapallon pinnan ristikoksi, kun taas GISS laskee tasavälein asetettujen pisteiden keskiarvot laskemalla kaikki tietyn mittaisen säteen sisään pisteesta osuvat mittausasemat.

Tässä esimerkiksi NOAAn menetelmän kuvaus (Vose ja muut, 2012):

Finally, the temperature anomalies are averaged together in a manner that accounts for the uneven distribution of stations in space (e.g., as in Jones et al. 2012). The first step in this process entails subdividing the land surface into grid boxes that are five degrees of latitude by five degrees of longitude in size, and then assigning each station to a grid box based on the station’s coordinates. An average temperature anomaly is then computed for each grid box, year, and month using all of the stations available in the grid box at that time. Because each grid box has only one value for each year and month, regardless of how many stations were in the grid box, global averages are not unduly influenced by large numbers of stations in some regions.

Ilmastonmuutoksenkieltäjillä on tähän liittyen yksi jo kauan kieltänyt kuvaaja (kuvaajan teki alunperin tunnettu ilmastonmuutoksenkieltäjä Ross McKitrick), joka käyttää virheellisesti kaikkien asemien yksinkertaista keskiarvoa. Kuvaaja on esitetty seuraavassa:

Kuvaajassa esitetään maapallon mittausasemien keskilämpötila punaisilla palkeilla ja mittausasemien määrä sinisillä vinoneliöillä. Vuoden 1990 tienoilla molemmissa tapahtuu merkittävä muutos ja kuvaajan perusteella on väitetty, että ilmaston lämpeneminen johtuisikin vain mittausasemien vähenemisestä Neuvostoliiton luhistumisen myötä, koska sen seurauksena paljon asemia suljettiin “kylmiltä” seuduilta.

Tämä on tietenkin väärin, koska alueellisen keskiarvoistamisen ansiosta asemien väheneminen ei vaikuta merkitsevästi, ellei tiettyjen alueiden kaikki mittausasemat poistu. Seuraavassa kuvaajassa olen lisännyt GISS-lämpötila-analyysin oikein lasketun maapallon keskilämpötilan edellisen kuvaajan päälle ja siitä nähdään, että alueellisen keskiarvoistuksen menelmällä laskettu maapallon keskilämpötila ei tehnyt merkittävää hyppäystä vuoden 1990 tienoilla:

Edellä esitetty virheellinen kuvaaja jatkaa seikkailuaan ilmastonmuutoksenkieltäjien väitteissä. Esimerkiksi viime vuonna sitä on esitellyt tutkija Mauri Timonen esityksessään. Hän kommentoi kuvaajaa näin:

Otetaan tähän yhteyteen yksi laajempikin tarkastelu keskilämpötilojen mittaamisen häilyvyydestä. Globaalin keskilämpötilan mittaamista vaikeuttaa muun muassa ilmastoasemien määrän ja mittaustekniikoiden muutokset. Tämä kuva on herättänyt keskustelua (1, 2 ) siitä, kuinka paljon maaseutuilmastoasemien lakkauttaminen Venäjällä, Kiinassa, Afrikassa ja Etelä-Amerikassa on vaikuttanut laskennalliseen globaaliin keskilämpötilaan. Ainakin kuvan perusteella muutos on ollut dramaattinen. Jäljelle jääneiden kaupunkiasemien kaupunkisaarekeilmiön laskennallista lämpötilaa nostava vaikutus voi olla hyvinkin merkittävä, jopa Pariisin ilmastosopimuksessa sovitun 1.5 asteen luokkaa! Ilmastopolitiikan perustaminen näihin epätasaisesti jakautuneiden mittaustuloksiin on umpisilmäistä hasardipeliä!

Mauri Timonen on jo kauan kuulunut ilmastonmuutoksenkieltäjien leiriin, mutta silti tutkijalta sentään odottaisi, että hän tietäisi edes yksinkertaisimmat perusteet kritisoimistaan asioista. Näin ei kuitenkaan selvästi ole, sillä Timosen kommentit osoittavat selvästi, ettei hän tunne maapallon keskilämpötilan laskentamenetelmiä.

Posted in Ilmasto. Comments Off on Ilmastonmuutoksenkieltäjät ja harhaanjohtavat kuvaajat – maapallon keskilämpötilan määrittäminen
%d bloggers like this: