Global temperatur

FNs klimapanel har ingen offisiell gjennomsnittserie for global temperatur, men i følge Cicero refererer panelet til tre serier. De aviker noe fra hverandre. De er basert på de samme temperaturmålingene, men det er forskjeller i hvordan målingene blir midlet til global temperatur. Dette blogginnlegget omhandler disse tre seriene, og viser både årlige og månedlige plot basert på dem. Plotene er oppdatert t.o.m. mai 2011.


Disse tre globale temperaturseriene ligger åpent tilgjengelig på internett. De inneholder globalt temperaturavvik med månedlig oppløsning relativt til en referenseperiode. De oppdateres månedlig. De bruker temperatur både over land og i havoverflaten. Jeg har lastet ned dataene i juli 2011, og prossesert dem med Scilab funksjoner skrevet i denne hensikt. Dette danner grunnlaget for innleggene om global temperatur og temperaturtrender på denne bloggen. De tre temperaturseriene er:

• NASA GISS (The NASA Goddard Institute for Space Studies)
  Temperaturene er hentet herfra, og er temperaturavvikene fra januar 1880 relativt gjennomsnittet 1951 til 1980. Disse temperaturavvikene omtales ofte som GISTemp, mens vi i plot og tekst skriver NASA GISS.
  
• HadCRUT3 (Climatic Research Unit ved East Anglia University)
  Temperaturene er hentet herfra. De er også tilgjengelige i en variansjustert utgave som er hentet herfra.
  Begge seriene er temperaturavvikene fra januar 1850 relativt gjennomsnittet 1961 til 1990. Det er liten forskjell mellom temperaturene som er variansjusterte og de som ikke er det. Variansjusteringen, og råd om når de bør brukes fremfor de ikke-justerte temperaturene, er godt forklart her.  Basert på disse rådene bruker vi vanligvis de ikke-justerte dataene.
  
• NCDC (National Climatic Data Center)
  Temperaturene er hentet herfra, og de er temperaturavvikene fra januar 1880 relativt gjennomsnittet 1901 til 2000.
  

Temperaturplot med glidende middel
For hver av de ovenfor nevnte temperaturseriene viser vi temperaturplot fra januar 1880 frem til mai/juni 2011. Plotene inneholder de månedlige temperaturene som blå punkter, og glidende middelverdi for henholdsvis 5, 11 og 21 år som heltrukne streker. Hver glidende middelverdi plottes midt i tidsintervallet som middelverdien er beregnet over, og kan derfor aldri tegnes for den siste halvparten av tidsintervallet.

Disse temperaturplotene er på mange websider i ulike varianter. Jeg tar dem med her fordi de viser basisen for plotene som kommer senere, både i dette innlegget og i senere innlegg.

Figur 1 og 2 er plot med NASA GISS temperaturene. Figur 1 viser de månedlige temperaturene som små blå prikker, og figur 2 viser de årlige avvikene som store blå prikker.

Figur 1.  Månedlige temperaturavvik basert på NASA GISS

Figur 2.  Årlige temperaturavvik basert på NASA GISS

De månedlige avvikene "hopper og spretter" mere enn de årlige avvikene. Derfor er skalaen litt grovere i det månedlige plotet for å favne de store avvikene. De heltrukne linjene for de glidende middelavvikene er omtrent de samme uavhengig av om månedlige eller årlige avvik er utgangspunktet.

Figur 3 og 4 er plot med HadCRUT3 og NCDC temperaturene. Her vises bare med de årlige avvikene.

Figur 3.  Årlige temperaturavvik basert på HadCRUT3

Figur 4.  Årlige temperaturavvik basert på NCDC

Nulllinjen er forskjellig, fordi de tre temperaturseriene viser avviket relativt forskjellige tidsintervaller. Det glidende middelet over bare 5 år er ganske ustabil. 5 år er for kort interval til å se langsiktige trender. Variasjoner pga solflekker med syklustid 11 år blir selvfølgelig ikke midlet ut over bare 5 år. Likeledes lager La Nina og El Nino i Stillehavet mye støy på 5 års middelverdier. Middelet over 11 år er mere stabilt, men vi må opp til 21 års middelet for å se en pålitelig trend. Da er formen på linjene ganske lik. Det ser vi tydelig i figur 5, som viser glidende middel over 21 år for de tre temperaturseriene i perioden etter 1940.

Figur 5.  21 års glidende middel for NASA GISS, HadCRUT3 og NCDC månedlige temperaturavvik

Kurveformen for NASA GISS, HadCRUT3 og NCDC er veldig like for 21 års glidende middel. Kurveformen viser tydelige trender uten overlagret støy, og bekrefter utsagn fra klimaforskere om at vi må se på lange tidsserier for å se klare trender.

I det siste ti-året er det forskjell mellom NASA GISS og HadCRUT3 temperaturene. Det skyldes at NASA GISS tar med data fra områder uten målinger ved å ekstrapolere fra omkringliggende områder med målinger, mens HadCRUT3 i sin prosessering sier at disse områdene mangler data. NCDC gjør en mellomting. Arktis er et område med mangelfulle målinger, og der har temperaturen økt mye i det siste 10-året. Dette forklares fint på denne websiden. Forskjellen er tydelig i figur 6, som viser glidende middelverdi over bare 12 måneder. Figuren starter i 1995 for å se detaljene bedre.

Figur 6.  12 måneders glidende middel for NASA GISS, HadCRUT3 og NCDC temperaturavvik

Toppen i begynnelsen av 1998 skyldes en kraftig El Nino i Stillehavet, og middelet over 12 måneder får med seg den påfølgende temperaturstigningen i slutten av 1997 og i begynnelsen av 1998. 

Kurven for HadCRUT3 i figur 6 brukes av klimaskeptikerene i deres argumentasjon om at global oppvarming stoppet i 1998, og at det etter 1998 har vært en kjølende trend. De forbigår i stillhet at kurvene for NASA GISS og NCDC klart viser oppvarming også etter 1998. Det neste innlegget på denne bloggen er om trendanalyse. Her bruker vi tidsserien fra 1998 til 2010 som eksempel. En trendanalysen tar utgangspunkt i de årlige eller månedlige temperaturene, dvs ikke et glidende middel som vist i figur 6. Trendanalysen viser at de 3 temperaturseriene for perioden 1998 til 2010 alle viser global oppvarming, men at oppvarmingen ikke er statistisk signifikant på 95% nivået for noen av dem. Et senere innlegg vil vise at oppvarmingen er statistisk signifikant for de 3 temperaturseriene når vi ser på litt lengere tidsserier.