Linker

Den statiske siden Linker inneholder en oversikt over linker som jeg bruker ofte og som jeg vurderer som seriøse. Du kommer dit ved å klikke på fanen Linker eller ved å klikke her.

Du kan ikke legge inn kommentarer på den statiske siden. Jeg har derfor skrevet dette innlegget, slik at du kan gi tilbakemelding her om linker som ikke fungerer, som du mener er useriøse eller som du mener bør være med i listen. Jeg får automatisk en epost for hver kommentar.

Havets evne til å ta opp CO2

En modifisert og noe forkortet utgave av dette innlegget ble publisert på Dagsavisens Nye Meninger 28. desember.

Havet inneholder ca 50 ganger mere uorganisk karbon enn det som er i atmosfærens CO₂. Dette blir ofte feilaktig brukt som argument for at havet vil oppta 50 ganger mere enn atmosfæren av de menneskeskapte CO₂-utslippene. Jeg vil i dette innlegget forklare hvorfor havets evne til å ta opp CO₂ er vesentlig mindre, og jeg vil gå gjennom litt av historikken om hvordan vitenskapen kom frem til dette

Vitenskapen har visst siden 1890-tallet at CO₂ i atmosfæren er en drivhusgass. I 1896 publiserte Svante Arrhenius en artikkel der han regnet ut at jordas middeltemperatur vil øke med 5 til 6°C hvis CO₂ konsentrasjonen i atmosfæren fordobles. Senere justerte han tallet ned til 4°C. Han regnet ut temperaturstigningen ved forskjellige breddegrader før han integrerte opp til hele jorda. Han tok hensyn til endringer i jordas albedo pga. endringer i snedekket land. Han tok også hensyn til at varmere klima gir mere vanndamp i atmosfæren. Han regnet ut at temperaturstigningen blir kraftigst i polare områder, og at den vil bli større om natten enn om dagen. Med papir og blyant brukte han flere år på dette. Arrhenius var forut for sin tid. FNs klimapanel anslo i sine rapporter fra 2007 at temperaturstigningen ved en dobling av CO₂ blir mellom 2 og 4,5°C, og at oppvarmingen blir størst om natten og i polare strøk.

Karbonsyklusen

Jeg utvidet nylig bloggen med en statisk side om karbonsyklusen. Du ser den ved å klikke på fanen Karbonsyklusen, eller ved å klikke her. Du kan lese innlegget som du er på nå, som en innledning.

For ca fem år siden leste jeg om karbonsyklusen på hjemmesidene til NASA Earth Observatory. For meg ble det  avgjørende, både for min egen forståelse og for mitt engasjement. NASA har nylig ajourført denne siden, se http://earthobservatory.nasa.gov/Features/CarbonCycle/.

Det er helt nødvendig å ha en viss forståelse av karbonsyklusen for å forstå hvordan brenning av fossilt brennstoff endrer balansen som naturlige prosesser normalt opprettholder. Når vi brenner fossilt brennstoff, overfører vi store mengder karbon fra "permanente" geologiske lagere inn til biosfæren uten å åpne en tilsvarende retur til de geologiske lagerene. Dette ekstra karbonet vil sirkulere i biosfæren –  mellom luft, land, hav, planter og dyr – i noen hundre tusen år før naturlige prosesser gjenoppretter balanse.

Klimafornektere misbruker BEST

I de to forrige innleggene, se her og her, har jeg gått gjennom temperaturene fra BEST prosjektet (Berkeley Earth Surface Temperature). BEST har regnet ut temperaturavvik over land relativt middeltemperaturen 1950 til 1979. BEST viser klar oppvarming fra midten av 1970-tallet, noe dets leder Richard Muller sier like klart. Alikevel påstår noen klimafornektere at BEST viser at temperaturøkningen har stoppet opp i de siste 10 årene. Den britiske tankesmien GWPF, The Global Warming Policy Foundation, har skrevet en rapport om dette.  De kirsebærplukker starttidspunkt, og de ignorerer informasjon knyttet til temperaturene. På denne GWPF siden finner du et plot av BEST temperaturene fra januar 2001 til mai 2010 som de underbygger påstanden med. Plotet er tilsvarende mitt plot i figur 1 (Det er laget basert på den samme temperaturfilen fra BEST).

Figur 1.  BEST temperaturene fra januar 2001 til mai 2010 slik de fremstilles i GWPF rapporten

Temperaturen for april 2010 er veldig lav. Den er basert på 47 målestasjoner i Antarktis, mens f.eks. temperaturen for mars 2010 er basert på hele 14 488 målestasjoner over hele verden. Mai 2010 er også bare basert på målestasjoner i Antarktis. Klimaskeptikere og -fornektere har lenge kritisert de tre andre temperaturseriene, NASA GISS, HadCRUT3 og NCDCD, for å bruke for få temperaturmålinger. Og når nå BEST foreligger med mange flere temperaturmålinger, velger de å basere sine konklusjoner på en måned med målestasjoner bare i Antarktis!

Usikkerhet i BEST temperaturserie

I det forrige innlegget skrev vi om Berkeley Earth Surface Temperature, BEST, og viste plot med utgangspunkt i BEST. Vi skrev at BEST har beregnet månedlige temperaturavvik fra middelverdien i perioden 1950 - 1979, og at de har estimert en 95% konfidensintervall usikkerhet for hvert månedlige avvik. De har gjort det for perioden januar 1800 til mai 2010, som vist i figur 1.

Figur 1. BEST temperaturavvik fra perioden 1950 - 1979 og beregnet 95% konfidens usikkerhet

BEST bruker ikke selv usikkerheten i figur 1 som vekt når de beregner årlige temperaturavvik, og jeg gjorde det derfor heller ikke selv i det forrige innlegget. Nå vil vi se nærmere på usikkerhetene.

BEST temperaturserie

BEST er forkortelse for Berkeley Earth Surface Temperature. En gruppe forskere har under Richard Mullers ledelse jobbet i et par år med å innhente og analysere 1,6 milliarder temperaturrapporter fra total 39 000 landbaserte målestasjoner. Bakgrunnen for å lage BEST temperaturene er at flere er kritiske til både metodikk og antall målinger som de 3 andre, NASA GISS, HadCRUT3 og NCDC, bruker. BEST bruker alle målingene fordi BEST tar hensyn til antatt kvalitet til de enkelte målingene. BEST kan bruke korte tidserier med målinger, og kan dele opp en lange tidsserie i kortere serier når forholdene har forandret seg i den lange serien. BEST modifiserer ikke målinger som de 3 andre. I stedet for å modifisere målinger bruker BEST separate parametere, f.eks. biaser, for hver tidsserie, og alt optimaliseres i beregningen. Denne metodikken er forskjellig fra metodikken som ligger til grunn for de 3 andre temperaturseriene, og den virker mere matematisk korrekt. Resultatet er månedlige temperaturavvik med tilhørende usikkerhet for perioden 1800 til mai 2010. Avvikene er relativt middelverdien for perioden 1950 til 1979.

Berkeley offentligjør både resultater, målinger og programvare, se her. Det har i det siste vært oppslag i media om tolkningen av resultatene. Bl.a. har det vært en mediekonstruert uenighet mellom Richard Muller og medforfatter Judith Curry. Utgangspunktet var en artikkel i Wall Street Journal skrevet av Richard Muller, med titell "The Case Against Global-Warming Skepicism. There were good reasons for doubt, until now." Richard Muller hadde sent inn artikkelen med titellen "Cooling the Warming Debate", og mislikte sterkt at den uten hans vitende ble "spritet opp". Judith Curry mislikte også overskriften, noe hun ga uttrykk for. Uenigheten legger hun selv død i et innlegg på bloggen sin 30 oktober. Her skriver hun også at det er veldig god overenstemmelse mellom NASA GISS landtemperaturer og BEST.

Judith Curry og Richard Muller understreker at BEST er temperatur over land. Verdenshavene dekker mere enn 70% av jordas overflate, og de har en enorm varmekapasitet. BEST gir derfor ikke direkte svar på spørsmålet om global oppvarming. Men BEST bekrefter de landbaserte resultatene i de andre temperaturseriene, og angir derved indirekte at det skjer en global oppvarming.

Varmetransport med konveksjon

Figur 1 i det forrige innlegget viser temperaturendringen i et legeme som ble flyttet fra et kaldt til et varmt rom. Oppvarmingen skjedde med konveksjon mellom luften og legemet. Hensikten med figuren var å illustrere begrepet tidskonstant. Nå går vi gjennom fysikken og formlene som ble brukt for å lage figuren. For mange er dette elementær fysikk som det ikke er nødvendig å repetere, mens det for andre kan være en nyttig forklaring om hvordan oppvarmingen foregår.

Problematiske tidskonstanter

Vi mennesker er dårlige til å håndtere endringer som er raskere eller langsommere enn det vi naturlig forventer. Balchen, tidligere professor i Teknisk Kybernetikk ved NTNU, var en god foreleser som klarte å visualisere dette. Han var med på å innføre datastyring av aluminiumsovner for mere enn 40 år siden. Ett av problemene ved den manuelle styringen var tidskonstanter lengere enn varigheten av et skift. Operatøren på et skift så at temperaturen i ovnen ble for lav, og økte strømmen for å oppnå ønsket temperatur. Temperaturen var fin da skiftet hans var ferdig. Men etter noen timer ser operatøren på det neste skiftet at temperaturen ble for høy, og reduserte strømmen. Temperaturen var fin da hans skift var ferdig, men operatøren på neste skift måtte øke strømmen igjen. Slik fortsatte det, med ujevn kvalitet som resultat.

Uheldige kombinasjoner av tidskonstanter gjør at konsekvensene av dagens klimagassutslipp kommer med full styrke først om flere generasjoner. Dette innlegget behandler de problematiske tidskonstantene, med hovedvekt på hvordan de kan påvirke destabilisering av innlandsis med påfølgende havnivåstigning.

Klimarealistene påstår feilaktig at havtemperaturen synker

Klimarealistene har utgitt heftet "Naturen - ikke menneskene - styrer klimaet!". I kapitlet om havtemperatur skriver Ole Henrik Ellestad: "Etter 2003 har havtemperaturen avtatt svakt ifølge målinger med 3000 bøyer som flyter rundt i havene (Argos)."

Ellestad oppgir ikke referanse for påstanden sin, men han tenker kanskje på artikkelen "Recent Cooling of the Upper Ocean" av John M. Lyman, Josh K. Willis and Gregory C. Johnson. Den ble publisert 20.september 2006 i Geophysical Research Letters, og FNs klimapanel refererer til den i sin hovedrapport fra 2007. Forfatterene oppdaget like etterpå en feil i beregningene. De informerte Geophysical Research Letters om dette 10. juli 2007. Som oppsummering om feilen skriver de at en biasfeil ble oppdaget i et subsett av Argo bøyene, og at det ser ut til å være forklaringen på den observerte avkjølingen. Se hele dokumentet her.

Global temperatur og temperaturen i verdenshavene

De foregående innleggene om global temperatur viser at temperaturen midlet over jorda varierer mye fra år til år, og at det er sykliske variasjoner med mange års periodetid. Dette kan ikke forklares med en jevnt stigende konsentrasjon av klimagasser i atmosfæren. De tidligere innleggene har også vist at vi må se på tidsintervaller opp mot 20 år og lengere for å se stabile langsiktige trender. Disse langsiktige trendene viser økende temperatur, som aktive klimaforskere mener forårsakes av økningen av klimagasser.

Mye av variasjonene over korte perioder skyldes tilfeldigheter, dvs. endring i vær og ikke i klima.

Noe av variasjonene skyldes endringer i varmeenergien som jorda mottar fra sola. Solaktiviteten endrer seg i 11 års sykluser. Store vulkanutbrudd, som f.eks. Pinatubu i 1991, genererer aerosoler i atmosfæren. De skjermer for solinnstrålingen og virker derved kjølende. De oppholder seg i atmosfæren i størrelsesorden ett år, og forårsaker en dipp i global temperatur.

En dominerende årsak til de sykliske variasjonene i global temperatur er varierende varmeutveksling mellom atmosfæren og verdenshavene og mellom sjiktene i verdenshavene. Det belyses nærmere i dette innlegget.

Myte om ingen statistisk signifikant oppvarming etter 1995

HadCRUT3 temperaturene blir utarbeidet av Climate Research Unit (CRU) ved East Anglia University sammen med Hadley senteret. Dette er en av de 3 temperaturseriene som bl.a. FNs Klimapanel refererer til, som forklart i et tidligere innlegg.

Professor Phil Jones, en av lederene ved CRU, sa til BBC i februar 2010 at den globale oppvarmingen fra 1995 til 2009 basert på HadCRUT3 temperaturene ikke er statistisk signifikant, men nær grensen for å være det. Videre sa han at statistisk signifikans ofte krever lengere tidsserier enn 15 år. Uttalelsen hans om manglende statistisk signifikans er hyppig sitert av klimaskeptikere, uten at de nevner presiseringene hans. Det fremstilles som at han motvillig har vært nødt til å innrømme dette.

Nå er temperaturdataene for 2010 tilgjengelige, og i juni 2011 ble Phil Jones på nytt intervjuet av BBC. Nå sier han at den globale oppvarmingen siden 1995 basert på HadCRUT3 dataene er statistisk signifikant på 95% nivået, som er terskelverdien statistikere vanligvis bruker. Men klimaskeptikerene fortsetter å bruke uttalelsen hans fra februar 2010, selv om den er gått ut på dato.

Temperaturseriene fra NASA GISS og NCDC er de to andre seriene som Klimapanelet og andre referer til. De viser begge statistisk signifikant oppvarming, både for perioden 1995 til 2009 og for perioden 1995 til 2010. Klimaskeptikerene nevner ikke dette når de siterer Phil Jones. I dette innlegget vil vi se på oppvarmingen fra 1995, både mht. trendverdi i °C/år og mht. statistisk signifikans.

Myte om at Global oppvarming stoppet på 2000-tallet

Mange klimaskeptikere påstår at den globale oppvarmingen har stoppet opp på 2000-tallet. Bl.a. skriver Erik Bye, Ole Humlum og Kjell Stordahl (BHS) i Teknisk Ukeblad # 27 i 2011 at: "Den globale temperaturen holdt seg på samme nivå i rundt 33 år frem til ca 1978. Deretter økte den globale temperaturen sterkt frem til slutten av 1990-tallet, for så å stagnere på 2000-tallet." De begrunner påstanden sin indirekte ved å misbruke uttalelser fra Phil Jones, en av lederene for Climate Research Unit ved East Anglia University. Innlegget som du leser nå viser at påstanden er feil, og det neste innlegget vil forklare hvordan uttalelsene fra Phil Jones ble misbrukt.

Temperaturtrend for mange intervaller frem til 2011

I det forrige innlegget så vi hvordan temperaturtrenden for 3 faste intervaller, 5 11 og 21 år, varierte med tiden. Nå vil vi se på hvordan temperaturtrenden frem til 2011 varierer med starttidspunktet for intervallet som trenden beregnes over. Vi kommer til å se at trenden beregnet over kortere intervaller enn 15 år varierer, og at den for disse korte intervallene ikke er statistisk signifikant. Vi kommer til å se at alle intervallene med lengde lenger enn 15 år viser statistisk signifikant oppvarming frem til 2011.

Temperaturtrend som funksjon av år

Vi har i et tidligere innlegg sett på globale temperaturer. Global temperaturer er i denne sammenhengen avviket fra en gjennomsnittstemperatur målt over land og i havoverflaten. I et annet innlegg har vi beregnet temperaturtrend [°C/år] i tidsrommet 1998 til 2010, og diskutert når en beregnet trend er statistisk signifikant. Nå vil vi beregne temperaturtrend for tidslengdene 5, 11 og 21 år for alle mulige tidsintervaller etter 1880. Vi kommer til å se at det bare er tidslengden 21 år som gir et troverdig bilde av langsiktige trender, og at temperaturseriene fra NASA GISS, HadCRUT3 og NCDC gir like resultater for 21-års trendene, både i verdi og m.h.t. statistisk signifikans.

Student T sannsynlighetsfordeling

I det forrige innlegget diskuterte vi kriteriene for om en temperaturserie viser en statistisk signifikant oppvarming eller nedkjøling. Vi regnet ut t-score, som er beregnet trend dividert med dens beregnete standardfeil. Vi skrev at t-score verdien har en Student T sannsynlighetsfordeling. Vi vil nå se nærmere på hvordan Student T sannsynlighetsfordelingen brukes for å bestemme statistisk signifikans.

Når er global oppvarming statistisk signifikant ?

Dette innlegget bruker lineær regresjonsanslyse for å beregne trend i temperaturutviklingen. Vi vil også undersøke om temperaturdataene gir grunnlag for å si at det er en statistisk signifikant global oppvarming eller nedkjøling.

Innlegget bruker temperaturdata for tidsrommet 1998 til 2010 som et eksempel. 1998 var et varmt år. Det er med hensikt valgt som start i eksempelet, fordi mange påstår at den globale oppvarmingen stoppet i 1998, og noen hevder at det har har vært en kjølende trend siden 1998. Bl.a. hevder Ivar Giæver, nobelprisvinner i fysikk, i en kronikk i Aftenposten 26. juni 2011 at "Men klimaforkjemperne snakker ikke lenger om global oppvarming, temperaturen har jo gått ned siden 1998!" Giæver underbygger ikke påstanden sin, hverken i kronikken eller som svar på de kritiske kommentarene som kom i Aftenposten. Blogginnlegget som du leser nå, viser at Giæver's påstand er feil.

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.

Test

Dette innlegget brukes til testformål, og er ment for bloggskriveren selv. Innlegget har med tiden utviklet seg til en personlig bruksanvisning for å legge inn, ofte ved å editere i html, det som Blogger editoren ikke direkte gir støtte for.