*

aveollila1 Aika on totuuden puolella

IPCC:n ilmastomalli ja tietokonemallit sakkaavat – syy kosteudessa

  •  Kuva 1. Mitattu maapallon tasoitettu lämpötila ja IPCC:n lämpötilamalli.
    Kuva 1. Mitattu maapallon tasoitettu lämpötila ja IPCC:n lämpötilamalli.
  • Kuva 2. Maapallon vuosittainen lämpötila 179-2015 ja muutoksen aiheuttajat.
    Kuva 2. Maapallon vuosittainen lämpötila 179-2015 ja muutoksen aiheuttajat.
  • Kuva 3. Maapallon suhteellinen kosteus vuosina 1948-2013.
    Kuva 3. Maapallon suhteellinen kosteus vuosina 1948-2013.

 Kuvassa 1 on esitetty IPCC:n ilmastomallin ja mitatun lämpötilan käyrät. Kuvasta 1 selviää, että näennäisesti kaikki näytti menevän hyvin vuoteen 2005 saakka, koska lämpötilan nousu näytti seuraavan hiilidioksidin (CO2) pitoisuuden kasvua ilmakehässä. Kun lämpötila ei ole noussut vuoden 2000 jälkeen, niin ero on kasvanut nyt noin 50 prosenttiin.

Kuvassa 2 on esitetty vuosittainen lämpötilavaihtelu, CO2:n ja veden aiheuttama lämpeneminen. Lämpötilagraafista näkyy, että maapallon lämpötilassa näkyy vahvasti ENSO-ilmiön (El Nino Southern Oscillation) vaikutus eli El Nino-piikit ylöspäin sitä seuraavat La Nina-piikit alaspäin. El Nino:ssa on kysymys suhteellisen pienen Tyynen meren päiväntasaaja-alueen voimakkaasta lämpenemisestä, joka aiheutuu tuulien ja merivirtojen häiriöistä. Nämä El-Ninot luokitellaan heikoiksi, keskinkertaisiksi ja voimakkaiksi. Vuosina 1998 ja 2016 oli erittäin voimakkaat El Nino-ilmiöt.

Kun verrataan veden aiheuttamaa vaihtelua ENSO-tapahtumiin, on helppo havaita, että ne seuraavat toisiaan. Itse asiassa on vedettävissä yksinkertainen johtopäätös, että El Nino aiheuttaa koko ilmakehän absoluuttisen kosteuspitoisuuden nousun, joka vastaa 50 % koko El Nino – piikistä. El Nino muodostuu siis kahdesta osasta: 1) meren pintaveden voimakkaasta lämpenemisestä, 2) meriveden lisääntynyt haihtuminen nostaa ilmakehän absoluuttista vesipitoisuutta, jolloin maapallon pinnan emittoima infrapunasäteily lisää ilmakehän lämpötilaa.

ENSO ilmiö siis tukee IPCC:n ja tietokonemallien oletusta, että ilmakehän suhteellinen kosteus säilyisi maapallon lämmetessä vakiona, jolloin lämpötilan noustessa lisääntynyt absoluuttisen vedenmäärä kaksinkertaistaa kasvihuonekaasujen vaikutuksen. Mutta ilmasto toimii tällä tavalla vain lyhytkestoisten (1-2 vuotta) ENSO-ilmiöiden yhteydessä. Kuvasta 2 selviää, että ilmakehän keskimääräinen absoluuttinen kosteus ei reagoi tällä tavalla. Ajanjaksolla 1979 – 2000, jolloin tapahtui ilmaston voimakasta lämpenemistä, absoluuttinen kosteustaso hieman laski ja vuodesta 2000 eteenpäin se on hieman noussut, mutta lämpötila on pysynyt vakiona. Jos IPCC:n ja tietokonemallien oletus suhteellisesta kosteudesta pitäisi paikkansa, niin absoluuttisen kosteuden pitäisi seurata lämpötilakäyrää, mutta nyt siinä ei ole mitään korrelaatiota.

Ilmaston käyttäytyminen osoittaa, että IPCC:n ja tietokonemallien perusoletukset eivät pidä yhtä todellisuuden kanssa. Tämä tarkoittaa sitä, että näiden mallien laskemasta kasvihuonekaasujen vaikutuksesta pitää jo tämän perusteella ottaa 50 % pois.

Kuvassa 3 on esitetty säähavaintomittausten perusteella lasketut suhteellisen kosteuden käyrät eri korkeuksilla. Vuoden 1980 jälkeen mittaukset on tehty pääsääntöisesti Vaisalan luotettavilla kosteusantureilla, jotka perustuvat Humicap©-teknologiaan. Kaikissa korkeuksissa suhteellinen kosteus on ollut laskussa, kunnes se on nyt 2000-luvulla tasoittunut samoin kuin lämpötilakin on tasoittunut. Jos joku näkee, että nämä käyrät ovat oleellisesti säilyneet samalla tasolla, niin a) kannattaa mennä optikolle, tai b) hakea töitä ilmaston tietokonemalleja rustailevasta organisaatiosta.

Kuvissa 2 ja 3 on esitetty omalla nimelläni käyrä, joka kuvaa CO2:n todellista vaikutusta, ja siinä on oletettu ilmakehän absoluuttisen kosteuden olevan vakio. Palaan tähän asiaan tarkemmin lähipäivinä. Kuvassa 2 on esitetty myös salaperäinen käyrä nimeltä Factor X eli tekijä, joka tarvitaan selittämään ero mitatun lämpötilan ja CO2-vaikutuksen (Ollila) ynnä veden vaikutuksen välillä. Tämä tässä blogissa tuntemattomaksi jäävä tekijä on kosmisten voimien aikaansaama lämmitysvaikutus. Se on ollut vuoden 2000 paikkeilla suurimmillaan ja on sitten lähtenyt laskusuuntaan. Näihin kosmisiin tekijöihin palaan ehkä myöhemmin keväällä. Kyseessä on tekijät, jotka ovat aiheuttaneet nykyisen kaltaiset lämpötilat 1000 ja 2000 vuotta sitten.

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Selvyyden vuoksi ilmoitan, että en ole ilmaston enkä ilmastonmuutoksen kieltäjä, joksi minua tavallisesti nimitetään englanninkielisillä nettisivustoilla. Olen eri mieltä IPCC:n kanssa siitä, kuinka paljon kasvihuonekaasut pystyvät nostamaan maapallon lämpötilaa. Olen julkaissut asiasta 12 vertaisarvioitua tieteellistä artikkelia viimeisen viiden vuoden aikana.

Oma ilmastosivustoni, jossa on tarkempaa tietoa ilmastonmuutoksesta: www.climatexam.com

 

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

5Suosittele

5 käyttäjää suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelijat

NäytäPiilota kommentit (4 kommenttia)

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

Säähavaintomittauksia tulisi ehdottomasti ottaa käyttöön enemmän (ilmakehän kasvihuonekaasut -> infrapunasäteilyn absorbtio), koska mittaukset sisältävät adiapaattisia lukemia:

Lämpötilan riippuvuus paineesta ja suht. kosteudesta suoraan ja välittömästi ilmakehästä.

Suomessa on erinomaisen laadukasta ja maailman parasta anturiteknologiaa (Vaisala Oyj), kuten mainitsit ja jota on hyödynnetty myös avaruustutkimuksessa (olin ks. hankkeissa vaikuttamassa).

Jos Lapse Rate -käyrän ottaa tarkastelun alle, se osoittaa ilmakehän lämpenemisen vaihtelut aina 120km :iin (Mesopaussi) asti.

Maan pinnasta tropopaussiin lienee kiinnostavin. Tällä osuudella käyrä on n. lineaarinen (6,5°C/km) ja kasvihuonekaasujen aiheuttama lämpögradientti kyetään indikoimaan tehokkaimmin juuri Vaisala Oyj:n radiosondeilla (resolution 0,1°C / repeatability in calibration 0,15°).

Toki mittaukset antavat vielä hieman epätarkkoja lukemia (näennäinen lineaarisuus) ja derivaatta muutoksilla ajan funktiona lämpötilagradientteja (epälineaariuus) ei kyetä havaitsemaan kohti tropopaussia, -jollei mittaus-sarjoja tehdä suunnitelluin välein.

Derivaattamuutoksien kautta, tarkemmat lämpötilaerot tulevat paremmin esiin ajan funktiona ja ennustettavuus paranee.

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

Vaisala voisi hyödyntää luotauksissaan myös CO2 antureitaan paineen, suht. kosteuden ja lämpötilan mittaamiseksi samanaikaisesti. Näin saadaan välitön korrelaatio...

Käyttäjän aveollila1 kuva
Antero Ollila

Kuvassa 1 on yksi täppä, joka vastaa 105 tietokonemallin laskemaa lämpötilaa (CMIP5). Se menee täysin päällekkäin IPCC:n mallin kanssa. Perussyy on siinä, että tietokonemalleissa ei lasketa spektrianalyysillä kasvihuonekaasujen vaikutusta, vaan sovelletaan yksinkertaisempia malleja. Sen vuoksi globaalit arvot vastaavat täysin IPCC:n mallin antamia tuloksia. Tietokonemallit ovat niin laajoja, että niiden yhteyteen ei ainakaan vielä ole ympätty spektrianalyysilaskentaa. Spektrianalyysiä tehneenä epäilen, tullaanko niin koskaan tekemäänkään.

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

"El Nino aiheuttaa koko ilmakehän absoluuttisen kosteuspitoisuuden nousun, joka vastaa 50 % koko El Nino – piikistä. El Nino muodostuu siis kahdesta osasta: 1) meren pintaveden voimakkaasta lämpenemisestä, 2) meriveden lisääntynyt haihtuminen nostaa ilmakehän absoluuttista vesipitoisuutta, jolloin maapallon pinnan emittoima infrapunasäteily lisää ilmakehän lämpötilaa."

Kyllä näin on. Ilmakehän vesipitoisuus eli nesteaerosolit lisäävät IR- absorbtiota ilmakehässä.

"Jos IPCC:n ja tietokonemallien oletus suhteellisesta kosteudesta pitäisi paikkansa, niin absoluuttisen kosteuden pitäisi seurata lämpötilakäyrää, mutta nyt siinä ei ole mitään korrelaatiota."

Kosteudella ja paineella on suuri merkitys lämpötilamuutoksissa.

"Ilmaston käyttäytyminen osoittaa, että IPCC:n ja tietokonemallien perusoletukset eivät pidä yhtä todellisuuden kanssa. Tämä tarkoittaa sitä, että näiden mallien laskemasta kasvihuonekaasujen vaikutuksesta pitää jo tämän perusteella ottaa 50 % pois."

Tietokonemallinnus ei aina pidä paikkansa todellisuuden kanssa. Laskenta voi mennä pahasti pieleen. Parametrit ja muuttujat (esim. kumulatiiviset frekvenssit jne ). Tilastomateriaalin on myös oltava luotettava. Mittaukset tulisi olla mahdollista konvertoida (muuntaminen vanhoista mittaus-sarjoista tähän päivään).

Tilastoja on monenlaisia ja eksaktien korrelaatioiden löytäminen on todella työlästä. Hyvin tehokkailla tietokoneillakaan ei välttämättä saavuteta oikeaa ennustettavuutta, jos mittausdata on epätarkkaa. Erilaisilla faktoreilla on tietysti mahdollisuus tasoittaa hajontaa ja löytää yhteisiä tekijöitä.

Vaikeutena tosiaan on se, että mittausdataa on tehty erilaisilla tarkkuuksilla ja toistettavuuksilla menneisyydestä tähän päivään. Jos menetelmät ja kalibrointi olisi ollut jatkuvasti yhtenevä ja mittausdata olisi yhdessä formaatissa, ennustettavuus olisi monta dekadia parempi.

Radioluotauksella eli paine, -suht. kosteus, -lämpötila, -CO2 pitoisuus (adiapatic results) saa välittömän korrelaation jo yhdellä luotauksella.

Toimituksen poiminnat

Tämän blogin suosituimmat kirjoitukset