Ilmastomallien virheet atomipommeilla mitattuna

energybalanceIlmastotiedotuspiireissä uudeksi energian yksiköksi on otettu Hiroshiman atomipommi. Tämän tieteellisen läpimurron takana on australialaisen sarjakuvapiirtäjän perustama Skeptical Science -blogi, johon mm. Vihreiden kansanedustajat viittaavat tieteellisenä auktoriteettina.

Maapallon oletetaan kasvihuonepäästöjen vuoksi keräävän lämpöä noin neljä atomipommia sekunnissa, vanhan merkintätavan mukaan 0,5 W/m2. Tämä päätelty (ei mitattu) energiataseen epätasapaino on koko ilmastonmuutoksen alku ja juuri.

Monesti kuulee, että GCM-malleihin on yksinkertaisesti ohjelmoitu sisään fysiikan lait ja katastrofiennusteet tulevat yksiselitteisesti ulos niiden tuloksena. Harvemmin kvantifioidaan epävarmuuksia. Yritän tässä havainnollistaa niitä ilmastotiedottajienkin ymmärtämän mittayksikön avulla.

Tiesitkö, että uusien ilmastomallien mukaan esiteollisena aikana vallitsi energiataseen epätasapaino, joka vastaa kymmeniä Hiroshiman atomipommeja sekunnissa – moninkertaisesti se epätasapaino, joka oletetaan edellisen lämpenemisen syyksi? Löysin tiedon Journal of Geophysical Research: Atmospheres -julkaisusta (Forster ym. 2013, kuva 1) ja taas kerran piti hieraista silmiä.

Virheen suunta vaihtelee mallista toiseen. Jos ne olisivat oikeassa edes tästä lähtötilanteesta, elämä maapallolta olisi varmaankin tuhoutunut jäätymällä tai käristymällä jo ennen pyörän keksimistä.

Planeetalle saapuva auringon säteilyenergia on suunnilleen 340 W neliömetriä kohti. Oletettu energiataseen epätasapaino on suuruusluokaltaan tuhannesosa tästä. Satelliittimittausten tarkkuus ei riitä sen suoraan havaitsemiseen.

Tavanomaista virhetarkastelua ilmastomalleissa ei tehdä. Syy on tuttu sääennusteistakin; kumuloituva virhe ”leviää käsiin” jo muutamassa päivässä eikä ennusteella ole sen jälkeen käytännön arvoa. Hajonta eri mallien välillä ei kerro läheskään todellista epävarmuutta, mutta paremman puutteessa siitäkin voi päätellä jotain.

IPCC:n AR5-raportissa käytetyissä malleissa (CMIP5, 22 kpl) em. auringon säteilyenergian arvo vaihtelee välillä 338.9 – 341.6 W/m2. Siis jo järjestelmään saapuva energia on ohjelmoitu malleihin niin vaihtelevasti, että ääripäiden ero on parikymmentä Hiroshiman pommia sekunnissa. Voisi kuvitella, että vuosikymmenestä toiseen jatkuessaan tuollainen virhe haittaisi tulevaisuuden säiden ennustamista.

Jos tarkastellaan, minkä verran energiaa maapallolta poistuu avaruuteen, nämä fysiikan lakeihin perustuvat mallit saavat vielä kirjavampia tuloksia. Ääripäillä on eroa kymmenisen Wattia neliömetrillä eli liki 70 atomipommia sekunnissa.

Konsensus mallien keskuudessa koskien alaspäin suuntautuvaa lämpösäteilyä maan pinnan tasolla on vielä kauempana. Arvot vaihtelevat parikymmentä W/m2 eli yli 130 Hiroshimaa sekunnissa.

Energiabudjetin keskeisimmissä osissa on siis kymmeniä kertoja suurempia virheitä kuin mielenkiinnon kohteena oleva, suhteessa häviävän pieni ilmiö. Tosin maapallon pelastajille tämä ei ole edes hidaste. Maailman ilmastopolitiikka on rakennettu sille oletukselle, että simulaatiot tuottavat oikeata tietoa siitä oletetusta 0,5 W/m2 suuruisesta epätasapainosta planeetan energiataseessa.

Suuruusluokkia havainnollistaakseni tein kuvan (yläkulmassa, suurenee napsauttamalla). Seuraavassa on lueteltu pylväiden selitykset ja lähteet. Lainaukset ovat artikkelista ”The global energy balance from a surface perspective”, Wild ym. 2013, Climate Dynamics.

A: auringosta tuleva säteily, ”Distributed over the sphere of the globe this revised estimate corresponds to a total solar irradiance close to 340 Wm–2
B: päätelty energiataseen epätasapaino, ”approx. 0.6 Wm-2 global energy imbalance inferred from ocean heat content measurements”

Pylväät C-G kuvaavat arvojen vaihteluväliä ilmastomalleissa.

C: auringon säteily,

16 out of 22 models use a value in the small range between 341.4 and 341.6 Wm–2, 5 models a value of 340.4 Wm–2 close to the SORCE estimate, and one model a lower value of 338.9 Wm–2.

D: heijastunut auringon säteily, Table 3, ”solar up”, range = 11,6
E: auringon säteily maan pinnalla,

Global mean values of downward solar radiation at Earth’s surface as calculated in the CMIP5 models are shown in Fig. 5. … The models show a considerable spread in this quantity and vary in a range of more than 15Wm-2

F: alaspäin suuntautuva lämpösäteily maan pinnalla, Table 3, ”thermal down”, range = 19,8
G: Vaihtelu energiataseen epätasapainossa esiteollisena aikana, Forster et al. 2013, Figure 1, yli 6 W/m2.

 

Mainokset

12 kommenttia artikkeliin ”Ilmastomallien virheet atomipommeilla mitattuna

  1. Onko sillä merkitystä että tiedossamme ko. suureiden arvosta on epätarkkuuksia? Eiväthän nuo epätarkkuudet vaikuta siihen että fysiikan perusteella kasvihuonekaasuilla on, ceteris paribus, lämmittävä vaikutus.

    • Jos olet kiinnostunut vain tuosta triviaalista väittämästä, joka on kai alunperin esitetty jo 1800-luvun lopulla, niin voi tuntua ettei epävarmuuksilla ole väliä. Mutta niillä on väliä oikeastaan kaikille, kiinnosti asia tai ei. Kun vaikkapa IPCC ennustelee, mitä millekin eläinlajille tai viljelykasville kuuluu vuonna 2100 tai mikä silloin on lämpötilan desimaali, maailma muotoilee arvioiden pohjalta politiikkansa ja vaikutukset tuntuvat joka päivä. Silloin asioiden suuruusluokilla on ratkaiseva merkitys. Koko homma perustuu näihin tietokoneohjelmiin niiden oletettuun luotettavuuteen.

      Esimerkiksi käsien yhteen hieromisella on, ceteris paribus, lämmittävä vaikutus. Väite on sellaisenaan aika triviaali. Vain suuruusluokalla on merkitystä. Tässäkään tapauksessa se ei ole sillä tasolla, että olisi perusteltua maailmanlaajuisesti kieltää käsien yhteen hierominen. Saati sitten pysäyttää inhimillisen hyvinvoinnin kehitys vuosikymmeniksi.

      • Mihin kvantitatiiviseen analyysiin perustuen kasvihuonekaasuista ei ole merkittävää ilmastonmuutoshaittaa?

  2. Tietääkseni kukaan ei väitä, että kasvihuonekaasuista olisi nettohaittaa. Ilman niitä maapallo olisi kuulemma elinkelvoton.

    Mitä tulee analyyseihin, niin nollahypoteesi ja todistustaakka taisivat tuossa kommentissa kääntyä väärinpäin. Eihän käytännössä tai teoriassakaan voida lähteä siitä, että maailmankaikkeuden kaikki havaitut, hypoteettiset ja mahdolliset ilmiöt ja asiat ovat katastrofaalisen haitallisia, ellei niiden merkittävää haitattomuutta (?) ole todistettu kvantitatiivisellä analyysillä.

    Kasvihuonekaasujen osalta analyysit perustuvat näihin malleihin, joiden virheet ovat kymmeniä kertoja suurempia kuin oletettu tutkittava ilmiö. Tämä oli kirjoituksen pointtikin.

    • Samanlainen ongelma Sitran tiedottajalla:

      Oiva veto US-fyysikolta: Saat kymppitonnin, jos osoitat tieteellisesti, ettei ihminen muuta ilmastoa

      Kiteyttää aika hyvin ilmastokeskustelun tilan, niin monta asiaa tässä ”oivassa” ideassa on vialla.

      Saat huomattavan palkkion, jos osoitat tieteellisesti, ettei apina/Jumala/tomaatti/näkymätön yksisarvinen kuun pimeällä puolella muuta ilmastoa. Ja tietysti, kuten tuo ”fyysikkokin” sanoo, ”I am the final judge”.

      Onko maapallolla tai lähiavaruudessa mitään, mikä ei teoriassa jossain mielessä ”muuta” ilmastoa? Jos on, voiko tuon negaation todistaa? Onko joku ollut sitä mieltä, ettei ihminen voi millään tavalla vaikuttaa ilmastoon? Jne.

      Tuula Sjöstedt vastaa Sitrassa ekologisesti kestäviin elämäntapoihin ja luonnonvarojen älykkääseen käyttöön liittyvästä viestinnästä sekä yhteistyösuhteista.

  3. Siis nythän on valittu sellainen politiikka että ilmakehään tungetaan kasvihuonekaasuja ahtopaineella. Eikö olisi hyödyllistä selvittää onko tämä järkevää ilmaston kannalta? Status Quon kannattajilla on todistustaakka osoittaa että kaikki on jees.

  4. Ei kai se noin mene. Voin keksiä teorian, jonka mukaan vaikkapa käveleminen on planeetalle katastrofaalisen haitallista ja siten kiellettävä. Onko tosiaan sinulla, kävelemisen status quon kannattajana ja politiikan ”nyt” valinneena, velvollisuus osoittaa teoria vääräksi? On helppo muotoilla se niin, ettei ennusteita ei voi tarkistaa vuosikymmeniin tai ollenkaan.

    • Kasvihuonekaasut absorboivat todistettavasti ja tunnetusti infrapunasäteilyä, joten on painavaa syytä olettaa että ne vaikuttavat ilmastoon. Tämä on hyvin kaukana jostakin kuvitteellisesta kauhuskenaarioista joka ei perustu mihinkään.

      • Kyllä miljardien ihmisten päivittäinen kävely on ihan todellinen ilmiö, joka kokonaisuutena aiheuttaa valtavan paineen maankuoreen. Paineen muutokset voivat asiantuntijoiden mukaan vaikuttaa maanjäristysten esiintymiseen. Varmasti muistetaan vielä maanjäristyksen aiheuttama Aasian tsunami, jossa uhreja oli satoja tuhansia, puhumattakaan Fukushiman ydinkatastrofista.

        Kävely lisää merkittävästi eroosiota ja tappaa jatkuvasti suunnattomia määriä alle jääviä eliöitä – enemmän kuin CO2. Tuntuu käsittämättömältä, että joillekin ei jo terve järki kerro, että tällaisella vuosisatoja kiihtyvällä rasituksella on oltava dramaattisia vaikutuksia. Koskaan ennen, ei miljardeihin vuosiinkaan, näin moni ihmisjalka ei ole kuormittanut planeetan pintaa. On todellista uhkapeliä uskoa siihen, ettei sillä voisi olla mitään vaikutusta. Panoksena on lastenlastemme elämä.

        Varovaisuusperiaatteen mukaisesti toimiin on syytä ryhtyä nyt heti, vaikka katastrofin mittasuhteissa on vielä pientä epävarmuutta. Tiede on ollut vuosisatoja yksimielinen pääasiasta: osuessaan maahan jalka aiheuttaa painetta kaavan p=F/A mukaisesti ja sillä voi olla vakavia seurauksia.

        Käytännössä katastrofin estäminen vaatii koko yhteiskunnan ja talousjärjestelmän täydellisen uudistamisen. Ensimmäinen vaihe on askelvero, joka vaatii pakollisten askellaskureiden asentamisen kaikkiin kenkiin. Vanhoja jalkineita ei saa enää myydä tai hallussapitää, eikä ilman laskurikenkiä saa kävellä. Asiantuntijat ovat ehdottaneet cap’n’trade-järjestelmää, jossa askelten määrä on rajattu, mutta käyttämättä jääneitä askelia voisi myydä enemmän käveleville. Mikä on sinun askeljalanjälkesi?

        Lähes kaikki onnettomuudet, väkivallanteot, terrorismi, ylikansoitus ja sodat mahdollistuvat kävelyn ansiosta. Viimeistään tämän argumentin takia näennäinen ”debatti” on syytä lopettaa. Jo palstatilan antaminen kävelykatastrofin kiistäjille on epäeettistä.

        Kävelynkiistäjät ovat pieni mutta äänekäs joukko, joka saa rahoitusta kävelyn edistämältä teollisuudelta. Tämä sektori on jättimäinen: kaikki maailman suurimmat yritykset on rakennettu kävelyn pohjalta ja kävelyn kieltäminen romahduttaisi niiden voitot. Suomen pitäisi olla eturivissä cleantechissä jolla vähennetään vanhanaikaista likaista kävelyä eli askelsaastetta. Johtavien ajattelijoiden mielestä kävelemättömyys ei ole rajoitus vaan hieno mahdollisuus. Tulevaisuudessa kävelydenialisteja luultavasti tuomitaan Nurnberg-tyylisissä totuuskomissioissa.

  5. Tieteellinen salaliittoko mielestäsi on kaiken AGWn takana? Siis se salaliitto joka estää skeptikkoja tekemään mitään merkittävää tutkimusta tai edes julkaisemaan peer-review lehdissä?

  6. Jotakuinkin kaikki merkittävä tiede on skeptikoiden tekemää, koska skeptisyys on osa tieteellistä metodia. Tämän jutun (ja monen muunkin tässä blogissa) tiedot ilmastomallien virheistä on julkaistu peer review -lehdissä. Tutkijat eivät varmastikaan kuulu ilmastomallien vastaiseen salaliittoon, vaan niissä on oikeastikin suuria virheitä. Et tainnut kiistää kirjoitukseni keskeisiä tietoja, vaan kyseenalaistit, onko mallien virheillä mitään väliä. Ainakaan siinä suhteessa et näytä olevan näiden tutkijoiden linjoilla.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s