Nový článek Lona Hockera na webových stránkách „Watts Up With That?“ zkoumá vztah mezi globální teplotou a CO₂ v průběhu posledních tří desetiletí. Závěr tohoto článku je stručně shrnut v jeho titulu: Oteplení vedlo ke zvýšení koncentrace CO₂ a ne naopak. Pokud by byl tento závěr pravdivý, bylo by to poněkud zarážející, protože vědecký konsenzus je, že CO₂ je nyní radiačním působením, které vede k ohřívání klimatu. Jak Hocker dosáhl tohoto závěru a je to závěr rozumný?

Údaje použité v Hockerově analýze jsou měsíční měření atmosférického CO₂ na Mauna Loa (získáno z NOAA) a satelitně naměřená teplotní data spodní troposféry (od UAH, ukazující pouze podmnožinu globálních dat, nad oceány). Teplotní údaje jsou vykázány jako anomálie, čili jako rozdíly mezi momentální teplotou a dlouhodobým průměrem.

CO₂ údaje z Mauna Loa ukazují dlouhodobý nárůst atmosférické koncentrace CO_2. Tato data jsou nejdelším vysoce kvalitním záznamem CO₂, jsou zaznamenávána od roku 1958. Zatímco by si člověk mohl myslet, že svah sopky nemusí být tím nejlepším místem pro měření CO_2, ve skutečnosti postupy používané na Mauna Loa kompenzují případné znečištění sopečnými plyny. Jak je ukázáno na obrázku č. 1, globální data CO₂ od roku 1980 ze sítě měřících stanic ukazují, že trend Mauna Loa je velmi reprezentativní pro celosvětový trend v CO_2.

Obrázek 1: Globální CO₂ v atmosféře (NOAA) v porovnání s koncentracemi na Mauna Loa (NOAA).

Hocker začal svou analýzu výpočtem první derivace údajů CO₂. Provedl to pomocí rozdílu mezi měřením CO₂ šest měsíců po daném měsíci a šest měsíců před ním. (Počítání tohoto rozdílu užitím dvanáctiměsíčního intervalu účinně odstraňuje sezónní variace v atmosférické koncentraci CO₂.)

Již v tomto bodě mohou pozorní čtenáři postřehnout chybu v Hockerových metodách. Pojďme nicméně sledovat Hockerovu myšlenku až do konce.

Odvozuje jednoduchý model pro odhad teplotní anomálie jako funkce derivace koncentrace CO₂:

Teplotní anomálie = (CO2[n+6] – CO2[n-6]) / (12*0.22) – 0.58

Hockerův obrázek č. 2 ukazuje srovnání pozorovaných a modelovaných globálních teplotních anomálií oceánů:

Obrázek 2: Srovnání globální teplotní anomálie nižší troposféry nad oceány (modrá čára) s modelem založeným na první derivaci atmosferické koncentrace CO₂ na Mauna Loa (červená čára). (Hocker 2010).

Při pohledu na tento obrázek Hocker poznamenává „Je tam silná korelace mezi měřenými anomáliemi a derivačním modelem. Ukazuje velmi jasně silné El Niño v letech 1997-1998 a také ukazuje další výskyty El Niña v zobrazeném období podobně dobře, jako to dělají satelitní data.“ Nekvantifikuje korelaci mezi těmito dvěma křivkami, ale korelační koeficient na druhou (r²) pro tyto dvě časové řady je 0,36.

Zastavme se, abychom zvážili skutečný účinek Hockerovy metody v tomto bodě. První derivací údajů CO₂ odstraníme dlouhodobý trend koncentrace CO₂, což ukáže efekt krátkodobé variability kolem tohoto trendu. Proto by z toho bylo vhodné vyvodit, že krátkodobé výkyvy v celkově vzestupném trendu CO₂ jsou poměrně dobře korelovány s teplotami v dolní troposféře nad oceány.

Hockerův závěr je zcela odlišný: „Využitím dvou dobře akceptovaných sad dat může být použit jednoduchý model, aby ukázal, že nárůst CO₂ je výsledkem teplotní anomálie a ne naopak. To je přesný opak modelu IPCC, který tvrdí, že teplotní anomálie je způsobena rostoucí koncentrací CO₂.“

Jinými slovy Hocker prohlašuje, že jeho model ukazuje, že dlouhodobý vzestupný trend CO₂ je vysvětlen teplotou, ale jeho metody ve skutečnosti odstranily onen dlouhodobý trend.

Toto je ten moment, kdy budou výše zmínění pozorní čtenáři přikyvovat a říkat: „Ano, věděli jsme to!“. Chyba, kterou Hocker udělal, je použití derivace časové řady k odstranění jejího dlouhodobého trendu, poté korelace druhého datového souboru s touto derivací a nakonec prohlašování, že druhý soubor údajů vysvětluje dlouhodobý trend. To je naprosto stejná chyba jako ta, která byla nedávno objevena v prominentním „skeptickém“ článku McLean 2009 (viz i zde). McLean koreloval index El Niño/Jižní oscilaci s první derivací teploty, přičemž Hocker koreluje teplotu s první derivací koncentrace CO₂. Možná, že kdyby byl Hocker vášnivým čtenářem Skeptické vědy, byl by s touto chybou v analýze McLeana obeznámen a vyhnul by se jejímu opakování!

Co dalšího lze říci o tomto tématu? Je pravda, že rozpustnost CO₂ v mořské vodě je závislá na teplotě a že pokud by vše ostatní bylo beze změn, pak by oceán při ohřívání vydával CO₂ do atmosféry. On je to skutečně ten mechanismus, jehož prostřednictvím zpětná vazba CO₂ zesiluje výkyvy teploty během pleistocénních ledových/meziledových cyklů. V dnešním světě ale parciální tlak CO₂, velmi zvýšený v důsledku emisí z fosilních paliv ,způsobuje tok CO₂ z atmosféry do oceánů. To je známo z desetiletí oceánografických průzkumů, které ukazují, že oceány jsou spíše „propadem“ oxidu uhličitého z atmosféry než jeho zdrojem (Takahashi 2009, Sabine 2004).

Je zajímavé si také povšimnout, že klimatičtí vědci vědí už minimálně tři desetiletí, že krátkodobé výkyvy teploty (například ty, které souvisejí s cyklem ENSO) jsou korelovány s krátkodobými výkyvy v tempu nárůstu atmosférického CO₂ (Bacastow a Keeling 1981). Oddíl 7.3.2.4 z IPCC AR4, zprávy Pracovní skupiny 1 se tím zabývá do detailu.

(Přeložila Petra Sedláková, upravil a zveřejnil J. Hollan. Jde o překlad verze Basic.)