Liioitteleeko kaupunkilämpösaareke ilmaston lämpenemistä?

Mitä tiede sanoo...

Lämpötilasarjoja yhdistettäessä, NASAn GISSissä nähdään paljon vaivaa kaikkien mahdollisten kaupunkilämpösaarekkeen vaikutuksien poistamiseksi. He vertaavat kaupunkialueiden pitkän ajan trendejä läheisiin maaseudun trendeihin. Sitten he säätävät kaupunkialueiden trendiä niin, että se täsmää maaseudun trendin kanssa. Prosessi on kuvattu yksityiskohtaisesti NASAn verkkosivulla (Hansen 2001).

He havaitsivat, että useimmissa tapauksissa kaupunkien lämpeneminen oli pientä ja jäi epävarmuusrajojen sisälle. Yllättäen 42% kaupunkitrendeistä ovat viileämpiä suhteessa niitä ympäröiviin maaseutuihin, koska sääasemat on usein sijoitettu kylmiin saarekkeisiin (esim. puisto kaupungissa). Pääasia on se, että he ovat tietoisia kaupunkilämpösaarekkeesta ja suorittavat kovasti korjauksia sen takia analysoidessaan mittaussarjoja.

Tämä vahvistaa vertaisarvioidun NCDC:n tutkimuksen (Peterson 2003), jossa tehtiin tilastollinen analyysi kaupunkialueiden ja maaseudun lämpötilapoikkeamille ja jossa tehtiin johtopäätös: "Vastoin yleisesti hyväksyttyä tietoa, kaupungistumiselle ei löytynyt tilastollisesti merkittävää vaikutusta vuotuisiin lämpötiloihin... Kaupunkien teollisuusalueet saattavat hyvinkin olla merkittävästi lämpimämpiä kuin maaseudun alueet, mutta kaupunkialueiden säähavainnot tehdään todennäköisemmin puistojen viileissä saarekkeissa kuin teollisuusalueilla."

Toinen hiljattain ilmestynyt tutkimus (Parker 2006) teki kuvaajan 50 vuoden ajalta tyynien öiden lämpötilasarjoista ja toisen tuulisista öistä. Hän teki johtopäätöksen: "lämpötila maan päällä on noussut yhtä paljon niin tuulisina kuin tyyninäkin öinä, joka viittaa siihen, että havaittu kokonaislämpeneminen ei ole seurausta kaupungistumisesta".

Maaseudun ja kaupunkialueiden vertailu

Tutkimus "Urbanization effects in large-scale temperature records, with an emphasis on China" (Jones et al 2008) havaitsi kaupunkien lämpötilatrendien poikkeavan vain vähän maaseudun trendeistä. Tutkimus aloittaa tarkastelemalla viittä paikkaa Lontoossa ja sen ympäristössä. Kuva 1 näyttää absoluuttiset lämpötilat osoittaen selvästi kaupunkilämpösaarekkeen vaikutuksen London Weather Centren (ruskea) ja St. James Parkin (tummansininen) kaupungin mittauspaikkoihin. Viilein mittaussarja on maaseudulla sijaitseva Rothamsted (tummanvihreä). Korkeampi kaupunkilämpötila ei kuitenkaan vaikuta lämpötilan muutokseen - kaikissa mittauspaikoissa näkyy sama kokonaismuutos.

Kuva 1: Vuotuiset lämpötilan muutokset viidellä mittauspaikalla Lontoossa ja sen ympäristössä. Ruskea ja tummansininen ovat kaupungin mittauspaikoilta, vihreät maaseudulta.

Sama vertailu tehtiin kahdelle mittauspaikalle Wienissä. Jälleen absoluuttinen lämpötila on korkeampi kaupungin mittauspaikalla, mutta molemmilla mittauspaikoilla näkyy lähes identtinen muutos.

Kuva 2: Vuotuiset lämpötilan muutokset kahdelta mittauspaikalta Wienissä – Hohewarte keskustassa (ruskea) ja maaseudulla sijaitseva Grossenzersdorf (vihreä).

Maaseudun ja kaupunkialueiden vertailu Kiinassa

Vakiintuneet kaupunkialueet siis näyttävät samaa trendiä kuin ympäröivä maaseutu. Entä vasta kehittymässä olevat kaupunkialueet? Eurooppaan verrattuna Kiinassa on tapahtunut voimakasta taloudellista kasvua viimeisten 30 vuoden aikana, jonka myötä Kiinan kaupunkialueet ovat kasvaneet huomattavasti. Jos kaupungistumiseen liittyy merkittävää lämpenemistä, sen pitäisi näkyä tällä alueella viimeisten vuosikymmenten aikana. Kuvassa 3 verrataan joukkoa lämpötilan mittaussarjoja:

Kuva 3: Vuotuisia keskimääräisiä lämpötilapoikkeamia. Jones et al. (vihreät ja ruskeat pisteviivat) on mittaussarja 42:sta maaseudun ja 42:sta kaupunkialueen mittauspaikasta. Li et al. (vihreä ja ruskea kiinteä viiva) on homogenisoitu mittaussarja 42:sta maaseudun ja 40:stä kaupunkialueen mittauspaikasta. Li (sininen) on homogenisoimaton sarja 728:sta mittausasemasta, joukossa kaupunkialueen ja maaseudun mittauspaikkoja. CRUTEM3v (punainen) on mittaussarja pelkästään maan päältä (Brohan et al., 2006). Tässä kuvaajassa käytetään vertailuajanjaksona vuosia 1954–1983.

Se, että näiden kuuden sarjan välillä ei ole juurikaan eroja, kertoo meille monta asiaa. Pienet mittaussarjat vain 40:stä mittauspaikasta antavat saman tuloksen kuin 728:n paikan mittaussarja. Toisin sanoen keskiarvo voidaan muodostaa pienemmästä mittauspaikkojen määrästä tämän kokoiselle alueelle viitaten siihen, että 728:n mittauspaikan verkostossa on jo paljon päällekkäisyyttä.

Kun skaala kasvaa, homogenisointikorjausten kokonaisvaikutus pienenee. Tämä saattaa olla hieman sydäntäsärkevää niille lujasti raataville hulluille tiedemiehille, jotka uhraavat satoja työtunteja mittausaseman datan pikkutarkkaan hiomiseen varmistaen, että data on perusteellisesti homogenisoitu (vaikka he eivät tietenkään tee sitä pelkästään laskeakseen globaalia lämpötilatrendiä).

Luonnollisesti merkittävin löydös: trendi on sama sekä kaupunkialueiden ja maaseudun mittaussarjoille kaikilla annetuilla aikaväleillä. Jopa vasta kehittymässä olevien kaupunkialueiden tapauksessa ja kun keskiarvo lasketaan laajalta alueelta, kaupunkilämpösaarekkeella ei ole paljon vaikutusta lämpenemistrendeihin.