Προσαρμοσμένα δεδομένα (adjusted data) παγκόσμιας θερμοκρασίας
Το 2011 συνέγραψε ο στατιστικός επιστήμονας Grant Foster μαζί με τον επιστήμονα κλίματος Stefan Rahmstorf μια εργασία(Foster & Rahmstorf 2011, εφεξής FR11) στην οποία προσάρμοσαν την παγκόσμια θερμοκρασία προκειμένου να αφαιρέσουν (όσο καλύτερα γίνεται) την επιρροή παραγόντων που γνωρίζαμε ότι ήταν μόνο προσωρινοί και όχι ανθρωπογενείς. Συγκεκριμένα όπως ήδη σε άλλο κείμενο μας στο blog, πρόκειται για τις ηφαιστειακές εκρήξεις (των οποίων τα αερολύματα ψύχουν τον πλανήτη), τη Νότια Ταλάντωση El Niño (ENSO, η οποία θερμαίνει τον κόσμο στη θετική φάση el Niño και ψύχει στην αρνητική φάση la Niña ) και τις ηλιακές διακυμάνσεις (όταν ο ήλιος θερμαίνεται ή ψύχεται, το ίδιο συμβαίνει και με τη Γη). Αυτοί οι εξωγενείς παράγοντες κάνουν την παγκόσμια θερμοκρασία να αυξομειώνεται, αλλά δεν οδηγούν πουθενά- η αφαίρεση της επιρροής τους καθιστά σαφέστερο το κομμάτι της υπερθέρμανσης του πλανήτη.
Ενημερώθηκε η στατιστική μέθοδος και για το λόγο αυτό επεκτάθηκε το χρονικό διάστημα που καλύπτει. Με αυτόν τον τρόπο αφαιρείται μεγάλο μέρος της διακύμανσης της παγκόσμιας θερμοκρασίας, έτσι ώστε οι ετήσιοι μέσοι όροι από το 1950, οι οποίοι μοιάζουν με αυτό για πέντε εξέχοντα σύνολα δεδομένων παγκόσμιας θερμοκρασίας:
καταλήγουν να μοιάζουν με αυτό:
Υπάρχουν τρεις βασικές αλλαγές στη μεθοδολογία. Πρώτον, η χρήση νέων συνόλων δεδομένων.[i]
- Για τα ηφαιστειακά αερολύματα, χρησιμοποιήθηκαν τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται για τις εκτελέσεις μοντέλων CMIP6, τα οποία είναι πολύ πιο ενημερωμένα από αυτά που χρησιμοποιήσαμε στο FR11.
- Για το ENSO τον δείκτη ταλάντωσης Soutern (SOI) αντί για τον πολυμεταβλητό δείκτη El niño (MEI).
- Για την ηλιακή ακτινοβολία αριθμούς ηλιακών κηλίδων ως πληρεξούσιο.
Δεύτερον, δεν χρησιμοποιήθηκε πλέον καθυστερημένη παλινδρόμηση (δηλ. παλινδρόμηση θερμοκρασίας έναντι καθυστερημένων εκδόσεων των δεδομένων για ηφαιστειακή, ελ Νίνιο και ηλιακή επιρροή και επιλογή των καθυστερήσεων κατά ελάχιστα τετράγωνα), αντ 'αυτού εξομαλύνθηκαν εκθετικά τα δεδομένα και παλινδρόμηση έναντι των εξομαλυνμένων εκδόσεων (επιλέγοντας τις χρονικές κλίμακες εξομάλυνσης κατά ελάχιστα τετράγωνα).
Τρίτον, δεν μοντελοποιήθηκε πλέον το τμήμα του σήματος που αφορά την «υπερθέρμανση του πλανήτη» με μια ευθεία γραμμή. Αυτό ήταν καλό για το FR11, διότι κατά τη διάρκεια του σχετικού χρονικού διαστήματος (1979 έως 2010) ακολούθησε στενά μια ευθεία γραμμή (πολύ στενά, στην πραγματικότητα). Αλλά το νέο χρονικό διάστημα ξεκινά το 1950, και από τότε το μέρος της υπερθέρμανσης του πλανήτη του σήματος ήταν αρκετά πιο περίπλοκο από μια ευθεία γραμμή, τώρα μοντελοποιήθηκε ως γενική συνάρτηση του χρόνου g(t) που εκτιμάται από ένα lowess ομαλή. Ως εκ τούτου, το μοντέλο είναι τώρα[ii]
Ας δούμε λεπτομερώς τα προσαρμοσμένα δεδομένα για αυτό από το Ινστιτούτο Διαστημικών Μελετών Goddard της NASA. Εδώ είναι τα ανεπεξέργαστα δεδομένα:
Η επίδραση των ηφαιστειακών εκρήξεων, με καφέ χρώμα, δείχνει την ψύξη από τις τρεις μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ειδικά τη μαζική έκρηξη του όρους Pinatubo στη δεκαετία του 1990. Οι ηλιακές διακυμάνσεις, σε μωβ, είχαν μόνο μια μικρή επίδραση στη θερμοκρασία της Γης, επειδή οι ίδιες οι ηλιακές διακυμάνσεις είναι μικρές. Το ENSO, με κόκκινο χρώμα, άλλοτε θερμάνθηκε και άλλοτε ψύχθηκε. Η εκτιμώμενη συνολική επίδραση αυτών των προσωρινών παραγόντων είναι:
Όταν αφαιρούμε αυτό από τα αρχικά δεδομένα, παίρνουμε τα προσαρμοσμένα δεδομένα για τη NASA.
Το μειωμένο επίπεδο διακύμανσης είναι εμφανές, και ακόμη περισσότερο στα γραφήματα των ετήσιων μέσων όρων. Εδώ είναι τα ανεπεξέργαστα δεδομένα:
Και εδώ είναι η προσαρμοσμένη έκδοση:
Ίσως το κύριο αποτέλεσμα του FR11 ήταν ότι τα προσαρμοσμένα δεδομένα δεν έδειξαν κανένα σημάδι επιτάχυνσης ή επιβράδυνσης, σε αντίθεση με τις ιδέες ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη είχε σταματήσει ή ακόμα και επιβραδυνθεί. Αλλά τα νέα προσαρμοσμένα στοιχεία δεν έρχονται σε αντίθεση με την πρόσφατη επιτάχυνση που υποδηλώνουν τα ανεπεξέργαστα στοιχεία, στην πραγματικότητα την επιβεβαιώνουν, κυρίως επειδή η αβεβαιότητα στις εκτιμήσεις τάσεων είναι τόσο πολύ μειωμένη ώστε η μεταβολή του ρυθμού (επιτάχυνση) είναι ευκολότερο να αποδειχθεί στατιστικά.
https://tamino.wordpress.com/2024/02/16/adjusted-global-temperature-data/
[i] Second, I’m no longer using lagged regression (i.e. regressing temperature against lagged versions of the data for volcanic, el Niño, and solar influence and choosing the lags by least squares), instead I’m exponentially smoothing the data and regressing against the smoothed versions (choosing the smoothing timescales by least squares).
Third, I no longer model the “global warming” part of the signal with a straight line. That was fine for FR11, because during the time span involved (1979 to 2010) it did closely follow a straight line (very closely, in fact). But the new time span starts in 1950, and since then the global warming part of the signal has been quite a bit more complicated than a straight line; now I’m modeling it as a general function of time g(t) which is estimated by a lowess smooth.
[ii] όπου g(t) varepsilon(t)Vj(t) is volcanic aerosol optical depth exponentially smoothed on a time scale of j months, Sk(t) is the Southern Oscillation Index SOI exponentially smoothed on a time scale of k months, Rl(t) is sunspot number exponentially smoothed on a time scale of l months, and the are a stationary noise process. The function g(t) is determined by a lowess smooth, the coefficients cj, ck, and cl, and the time scales j, k, and l, are determined by least squares. Combining them creates a generalized additive model.
