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.