Arguments
Надежны ли данные поверхностных температур?
Что говорит наука...
Продвинутый уровень
Независимые исследования, использующие различные программные средства, различные методы и разные наборы данных, дают очень сходные результаты. Рост температур с 1975 года является общим свойством всех реконструкций. Этот рост не может быть истолкован как артефакт процесса обработки данных, снижения числа станций или других не климатологических факторов.
Температурные данные ненадежны
Американские метеостанции размещены рядом с выхлопными вентиляторами кондиционеров, в окружении асфальтовых парковок, на раскаленных крышах, вблизи переходов и зданий, которые накапливают и излучают тепло. Размещение 89% станций не соответствует собственным требованиям Национальной службы погоды, согласно которым станции должны находится не менее чем в 30 метрах от любых искусственных или излучающих/отражающих источников тепла. (Watts 2009)
Существуют три наиболее известные реконструкции месячных глобальных средних температур (GMST) на основе данных измерений (рис.1), GISTEMP от NASA, CRUTEM от Отделения климатических исследований (СRU) Университета Восточной Англии и анализ Национального центра климатических данных (NCDC) при Национальной администрации океанов и атмосферы (NOAA).
Рис. 1 Сравнение реконструкций глобальных средних поверхностных (суши и океана) температур от NASA GISS, СRU Университета Восточной Англии и NOAA NCDC.
Насколько надежны эти реконструкции температур? Поднимались различные вопросы относительно данных и методов их обработки, использованных в этих реконструкциях. Сегодня, благодаря труду многих людей, мы можем заключить, что три анализа глобальной температуры являются приемлемыми, и что истинный тренд поверхностной температуры вряд ли существенно отличается от картины, рисуемой NASA, CRU и NOAA.
Три анализа GMST имеют много общего, хотя между ними есть и существенные различия. Все три имеют в своей основе месячные данные по температуре из Глобальной исторической климатологической сети (GHCN), и все три дают реконструкции как только по наземным станциям, так и комбинированные реконструкции суша/океан с включением замеров температуры на поверхности моря.
Рассмотрим надежность этих реконструкций под различными углами зрения.
Данные и программные средства, использованные для создания этих реконструкций, находятся в свободном доступе
Исходный код и данные для воссоздания GISTEMP и CRUTEM доступны на сайтах NASA и CRU. (Данные, предоставленные CRU, не включают в себя небольшую часть, полученную от третьих сторон, влияние этого факта на результат незначительно).
Программы успешно тестировались вне NASA и CRU, их работа соответствует описаниям
И GISTEMP и CRUTEM применялись независимыми исследователями. Например, Рон Броберг (Ron Broberg) использовал обе эти программы. Кроме того, в рамках проекта Clear Climate Code сделана репликация GISTEMP на языке Python. Рис.2 показывает сравнение результатов процесса реконструкции GISTEMP в исполнении NASA и Clear Climate Code... впрочем, ввиду идентичности результатов, вторая линия лежит в точности поверх первой.
Рис.2 Анализ температуры суши/океана GISTEMP в исполнении NASA и Clear Climate Code. Результаты идентичны.
Сходные результаты могут быть получены с использованием других программ и методов
В прошедшем году был целый наплыв температурных реконструкций по принципу "сделай сам" от независимых аналитиков, с использованием данных только по суше или комбинированных данных суша-океан. В добавление к ранее упомянытым работам Рона Бромберга (Ron Broberg) и Clear Climate Code, они включают следующее:
(Возможно есть и другие, которые здесь не упомянуты.)
Совсем недавно в рамках расследования Muir Russell investigation в Великобритании за пару дней была создана их собственная программа для анализа глобальных температур.
Во всех этих случаях результаты в общем вполне близки к "официальным" результатам NASA GISS, CRU и NOAA NCDC. Рис. 3 показывает набор из семи реконструкций по наземным температурам, а на Рис. 4 изображены пять глобальных реконструкций (суша/океан).
Рис. 3 Сравнение наземных реконструкций, 1900-2009. Реконструкция NASA GISS с использованием только наземных станции здесь не показана, поскольку она концептуально отличается от всех других.
Рис. 4 Сравнение реконструкций суша/океан, 1900-2009
Очевидно, что результаты вполне сходные, как у "большой тройки", так и у независимых анализов.
Рост температуры не является артефактом обработки данных GHCN
Большинство анализов, показанных выше, используют raw (необработанные) GHCN данные. Zeke Hausfather сделал сравнение, применив как обработанные, так и "сырые" данные набора GHCN, и, как показано на Рис. 5, результаты в глобальном масштабе существенно не отличаются, (хотя 2008 год и несколько выпадает из ряда).
Рис. 5 Сравнение глобальных температур из "сырых" (raw) и обработанных (adjusted) данных GHCN, 1900-2009 (автор анализа Zeke Hausfather).
Рост температуры не является артефактом снижения числа станций
Хотя действительно число станций в GHCN снизилось с начала 1990-х, это не оказало реального воздействия на результаты реконструкций глобальной температуры. Откуда мы это знаем?
Сравнение трендов для выпавших станций и для станций, оставшихся после 1990 года показывает отсутствие отличий между ними до выпадения (см., например, здесь, здесь и здесь)
Назначение весовых коэффициентов для станций (так наз. gridding) в этих анализах делает результаты устойчивыми к потере станций. Фактически, как показал Nick Stokes, можно сделать реконструкцию глобальной температуры всего по 61 станции в мире ( в этом случае все станции из GISTEMP будут в сельской местности, с историей не менее 90 лет и с данными за 2010 год).
Другие наборы данных, в отличие от GHCH не затронутые снижением числа станций, показывают такой же рост температуры (см. далее).
Весьма примечательным было утверждение (его авторы Joe D'Aleo and Anthony Watts), что потеря "холодных" станций (на больших высотах, в высоких широтах и в сельской местности) создает искажение в сторону потепления в тенденции изменения температуры. Но Рон Бромберг (Ron Broberg) решительно опроверг этот тезис, сравнив тренды после удаления станций из категорий, вызвавших сомнения. D'Aleo и Watts просто ошиблись.
Рост температуры не является артефактом размещения метеостанций в аэропортах
Это может показаться странным, но некоторые считают, будто тенденция размещать метеостанции в аэропортах искусственно преувеличивает температурный тренд. К счастью, не так велика разница в температурных трендах для метеостанций в аэропортах и вне их.
Рост температуры присутствует и в других наборах данных, не только в GHCH
Все упомянутые выше исследования основаны (целиком или частично) на месячных данных из базы GHCH. Но, оказывается, и другие, независимые наборы данных дают очень похожие результаты.
Рис. 6 Сравнение глобальных температур по базам данных Глобальной исторической климатологической сети (GHCN) и Глобальных итогов дня (GSOD). Авторы анализа Ron Broberg and Nick Stokes.
А как насчет спутниковых измерений температуры нижней тропосферы? Существует два часто цитируемых анализа температурных трендов по данным MSU датчиков на спутниках NOAA с полярными орбитами, один от Remote Sensing Systems (RSS), другой от Университета Алабама-Хантсвилл (UAH). Эти данные есть только с 1979 года, но они дают хорошую возможность сравнения с данными температуры поверхности за последние более чем три десятилетия. Рис. 7 показывает сравнение температурных данных по суше, океану и по их комбинации из реконструкций (среднее по анализам, показанным на Рис. 3 и 4) и из спутниковых данных ( среднее результатов от RSS и от UAH):
Рис. 7 Сравнение температур от наземных станций и спутниковых наблюдений нижней тропосферы.
Завершим наш обзор рассмотрением всех (наземных и спутниковых) температурных трендов за весь период их доступности (с 1979 г. включительно). Каковы тренды в разных наборах данных и в различных регионах? Как показано на Рис. 8, тренды поверхностной температуры над сушей имеют заметные вариации, но все укладываются между +0,2 и +0,3 С за десятилетие. Поверхностные тренды с включением океана имеют меньший разброс.
Рис. 8 Сравнение температурных трендов, в градусах Цельсия за десятилетие.
Спутниковые замеры в целом показывают меньшие тренды, чем поверхностные. Это не вполне понятно, поскольку модели климата предсказывают, что в целом тропосфера должна нагреваться примерно в 1,2 раза быстрее поверхности (хотя над сушей должно быть не совсем так, суша должна нагреваться быстрее). Итак, есть как минимум три возможности:
Тренд поверхностной температуры показывает слегка преувеличенное потепление
Тренд спутниковой температуры показывает слегка преуменьшенное потепление
Предсказания климатических моделей (о повышенном потеплении нижней тропосферы) неверны, либо есть осложняющие факторы, не принятые во внимание.
Нужно отметить, что в прошлом несоответствие между поверхностной и спутниковой температурами было много больше. Исправление различных ошибок в обработке спутниковых данных привело их в гораздо лучшее соответствие с данными поверхностной температуры.
Выводы
Хорошо известные и широко цитируемые реконструкции глобальной температуры, выполненные NASA GISS, UEA CRU и NOAA NCDC, являются воспроизводимыми.
Независимые исследования с использованием других программных средств, других методов и других наборов данных дают очень похожие результаты.
Рост температур с 1975 года является общей чертой всех реконструкций. Он не может быть объяснен как артефакт процедур обработки данных, снижения числа станций или других не климатологических факторов.
Источники
- GISTEMP
- CRUTEM
- NCDC global temperature series
- RSS
- UAH
- Results from individual reconstructions, compiled by Zeke Hausfather
Автор ответа John Cook. Последнее обновление 30 августа 2010 года.
Translation by matros_, . View original English version.
Аргумент скептиков...