Czy globalne ocieplenie zatrzymało się w 1998 roku?

Co mówi nauka...

Stwierdzenie że globalne ocieplenie skończyło się w 1998 roku pomija prosty fizyczny fakt - ląd i atmosfera są tylko małym ułamkiem klimatu Ziemi (aczkolwiek tą część zamieszkujemy). Cała planeta akumuluje ciepło wywołane nierównowagą energetyczną. Atmosfera się ociepla. Oceany akumulują energię. Ląd absorbuje energię i lód pochłania ciepło kiedy się topi. Żeby mieć pełny obraz globalnego ocieplenia, musisz wziąć pod uwagę całą zawartość ziemskiego ciepła.

Taka analiza została wykonana w obserwowalnym bilansie energii Ziemi od 1950 roku (Murphy 2009), który zsumował ilość energii cieplnej z oceanów, atmosfery, lądu i z topnienia lodowców. Aby obliczyć całkowitą zawartość ziemskiego ciepła, autorzy użyli dane mierzące ilość ciepła z górnej 700 metrowej warstwy oceanu. Uwzględnili oni także ilość ciepła z głebszych warstw aż do 3000 metrów głębokości. Obliczyli zawartość ciepła w atmosferze używając danych temperatur powierzchniowych i pojemność cieplną troposfery. Ciepło w ziemi i lodzie (tzn. energię potrzebną do stopienia lodu) też zostały uwzględnione.

Rysunek 1: Całkowita zawartość ciepła Ziemi od 1950 roku (Murphy 2009). Dane z oceanów wzięte z Domingues et al 2008. Ląd + atmosfera (land + atmpsphere) obejmuje ciepło absorbowane przez topniejący lód.

Spojrzenie na całkowitą ilość ciepła Ziemi jasno pokazuje że globalne ocieplenie wciąż postępowało po roku 1998. Dlaczego w takim razie dane temperatur powierzchniowych pokazują 1998 rok jako najcieplejszy w historii? Rysunek 1 pokazuje, że pojemności cieplne lądu i atmosfery są małe w porównaniu do ocanu (ten wąski brązowy pasek reprezentujący "ląd i atmosferę" obejmuje też ciepło wchłonięte do stopienia lodu). Zatem stosunkowo małe wymiany ciepła pomiędzy atmosferą i oceanem mogą spowodować znaczące zmiany w temperaturze powierzchniowej.

W roku 1998, niezwykle mocne El Nino wywołało przepływ ciepła z Oceanu Spokojnego do atmosfery. W rezultacie odczuliśmy ponad przeciętne temperatury powierzchniowe. Z kolei przez ostatnie kilka lat mieliśmy umiarkowane zjawisko La Nina, które miało efekt oziębiający na globalne temperatury. W ostatnich kilku miesiącach warunki wróciły się do cieplejszego El Nino. To się zbiegło z rekordowymi najcieplejszymi temperaturami w okresie od czerwca do sierpnia. Te wewnętrzne odchylenia gdzie ciepło jest przekazywanie wokół naszego klimatu jest powodem, dla którego temperatura powierzchniowa ma taki hałaśliwy wykres.

Używanie średniej ruchomej aby dostrzec długoterminowe tendencje

Przy tak dużej zmienności naukowcy używają metod statystycznych aby dostrzec długoterminowe trendy w temperaturze powierzchniowej. Najłatwiejszą metodą na usunięcie krótko-terminowych zmian aby ujawnić ukryte tendencje, jest rysowanie średniej ruchomej, użytej w Czekając na Oziębienie (Fawcett & Jones 2008) . Rysunek 2 pokazuje 11-to letnią średnią ruchmą - przeciętną wartość obliczoną w ciągu danego roku i pięciu lat po obydwu stronach. Użyli oni trzy różne bazy danych - NCDC, NASA GISS i Brytyjskiego HadCRUT3. We wszystkich trzech przypadkach średnia ruchoma nie okazuje znaku że trend ocieplenia się odwrócił.

Rysunek 2: Globalnie-uśrednione przeciętne anomalie temperatur w stopniach Celsjusza, razem z 11-to letnimi nieważonymi średnimi ruchomymi (line ciągłe). Niebieski kółka są z Hadley Centre (Brytyjskie). Czerwone diamenty z NASA GISS. Zielone kwadraty z NOAA NCDC. NASA GISS i NOAA NCDC są przesunięte w pionie w przedziałach 0,5°C dla lepszego obrazu.

Liniowy trend od 1998 do 2007 roku

Następnie Fawcett i Jones szukali trendu oziębienia w ciągu 10-ciu lat od 1998 roku. Odkryli oni, że liniowy trend w latach 1998 do 2007 jest trendem ocieplenia we wszystkich trzech bazach danych. Zauważ, że HadCRUT3 pokazuje mniejsze ocieplenie niż NASA GISS i NCDC. Jest to najprawdopodobniej spowodowane faktem, że dane HadCRUT nie uwzględnia części Arktyki gdzie było mocne ocieplenie w ostatnich latach.

Rysunek 3: Liniowe trendy (linie ciągłe) w trzech globalnych danych rocznych średnich anomalii temperatur w latach 1998-2007.

Usunięcie sygnału ENSO z danych pomiarów temperatury

Powodem, dla którego rok 1998 był tak nietypowo ciepły, był mocny El Niño. Fawcett i Jones usuwają ten tzw. sygnał ENSO poprzez obliczenie regresji liniowej globalnych temperatur jako funkcji Indexu Południowej Oscylacji. Szczegółowy opis tego procesu można znaleźć w Fawcett 2007. Rezultat jest pokazany na Rysunku 4.

Rysunek 4: Trzy szeregi czasowe globalnie uśrednionych rocznych anomalii temperatur (kółka) w stopniach Celsjusza, razem z wersjami zmodyfikowanymi ENSO (linie) w lataach 1910-2007.

Wszystkie 3 szeregi pokazują że nietypowo gorący rok 1998 był wywołany mocnym El Niño z lat 1997/98. Po modyfikacji, ENSO 1998 wygląda znacznie mniej niezwykle. We wszystkich trzech szeregach z poprawką ENSO, 2006 jest najcieplejszym rokiem i trend od 1998 do 2007 jest trendem ocieplenia.

Czy rok 1998 jest rzeczywiście najcieplejszy?

Z trzech szeregów temperatur HadCRUT3, NASA GISS i MCDC, tylko HadCRUT3 pokazuje 1998 jako najcieplejszy. W danych NASA GISS i NCDC najcieplejszym rokiem jest 2005. Nowa niezależna analiza danych HadCRUT rzuca światło na tą rozbieżność. Analiza zrobiona przez Europejskie Centrum Prognozy Pogody Średniego Zasięgu (European Centre for Medium-Range Weather Forrecasts - ECMWF) obliczyła globalną temperaturę używając różnorodnych źródeł, włączając pomiary temperatur powierzchniowych, satelity, radiosondy, okręty i boje. Analiza odkryła, że ocieplenie było większe niż pokazane przez HadCRUT. Jet tak dlatego, bo HadCRUT mierzy w regionach, w których zachodzi mniej zmian - przeciętnie - niż na pozostałej części planety.

Rysunek 5 pokazuje regiony mierzone przez HadCRUT porównane z regionami uwzględnionymi przez ECMWF. Analiza ECMWF pokazuje, że w regionach z małą ilością pomiarów jak Rosja, Afryka i Kanada istnieje mocne ocieplenie nad lądem, które nie jest uwzględnione w pomiarach HadCRUT. To prowadzi ECMF, z dużym stopniem prawdopodobieństwa, do wniosku, że dane HadCRUT są w dolnej strefie prawdopodobnego ocieplenia.

Rysunek 5: Wzrost średnich temperatur blisko powierzchni od lat (1989-98) do (1999-2008). Górny rysunek pokazuje regiony mierzone przez HadCRUT, dolny pokazuje analizę ECMWF (ECMWF 2009).

Ten rezultat nie jest nieoczekiwany. NASA GISS pokazuje, że główą przyczyną rekordowo ciepłego roku 2005 było ekstremalne ocieplenie Arktyki (Hansen 2006). Ponieważ istnieje niewiele stacji meteorologicznych w Arktyce, NASA ekstrapolowała anomalie temperaturowe od najbliższych stacji. Stwierdzili oni, że szacunkowe mocne ciepło Arktyczne jest zgodne z podczerwonymi pomiarami satelitarnymi i rekordowo niskimi koncentracjami lodów morskich.

 
Rysunek 6: Anomalie temperatur powierzchniowych w pierwszym pięcioleciu 21-go wieku (Hansen 2006).

Więcej informacji na temat tego mitu jest na stronie Nauka o Klimacie: