Работа «Охлаждение мирового океана с 2003 года» (Loehles 2009) рассматривает теплосодержание океана по данным Арго. Арго представляет собой сеть из более чем 3000 плавучих измерительных устройств, рассеянных по мировому океану и измеряющих температуру и соленость верхнего слоя океана. Loehles находит тренд похолодания, начиная с 2003 года по 2008 год.


Рис. 1 Теплосодержание, сглаженное фильтром 1-2-1, с наложенной частью линейного тренда наиболее подходящей модели (уклон = -0,35х10²² Дж/год)

Поскольку океан содержит около 80% всей энергии климатической системы, теплосодержание океана является хорошим показателем того, что происходит с климатом. Поэтому недавнее охлаждение океана приводит некоторых к заключению, что глобальное потепление остановилось. Наверное, наиболее ясно это мнение выражено в статье «Гипотеза глобального потепления и теплосодержание океана», автор William DiPuccio. Его логика следующая:

1.    Гипотеза антропогенного глобального потепления гласит, что теплосодержание океана должно вполне устойчиво и без прерываний (монотонно) расти, за исключением вулканических извержений.
2.    Океан охлаждается с 2003 года
3.    Следовательно, гипотеза антропогенного глобального потепления ложна или фундаментально неадекватна

Рассмотрим пункты 1 и 2 более подробно.

1. Верно ли, что теплосодержание океана монотонно растет от года к году?

Если климатическая система устойчиво накапливает тепло, значит ли это, что теплосодержание океана также демонстрирует монотонный устойчивый тренд? Для ответа мы должны взглянуть на результаты измерений теплосодержания океана за последние 40 лет.


Рис.2 Теплосодержание мирового океана с 1955 по 2008 год. Синяя линия соответствует теплосодержанию океана на глубинах 0-700 метров (Levitus 2009). Красная линия представляет глобальную среднюю оптическую глубину стратосферы, демонстрируя распределение во времени основных вулканических извержений (NASA GISS, данные заканчиваются в 1999 году)

Долгосрочные данные показывают краткосрочную изменчивость наряду с долгосрочным трендом потепления. Вулканические извержения (показанные красной линией стратосферной оптической глубины) накладывают краткосрочные воздействия в сторону охлаждения на несколько лет. Также имеется изменчивость, связанная с циклическими процессами, подобными Эль-Ниньо. Не являются сколько-нибудь необычными замедления тренда потепления или даже обращения его вспять на несколько лет. Еще о причинах краткосрочного охлаждения океана…

2. Действительно ли океан охлаждается с 2003 года?

Теплосодержание океана измеряется непосредственно, с помощью плавучих измерительных устройств, которые погружаются на различные глубины, производя замеры температуры.  Наиболее полной по охвату является система Арго, которая была развернута с 2003 по 2007 год, с 3388 «поплавками», разбросанными сегодня по мировому океану.

Ранее имелись проблемы с замерами теплосодержания океана. До развертывания  Арго применялись термографы XBT. У них была обнаружена систематическая ошибка в сторону повышения температур, и когда «теплые» данные XBT объединялись с более поздними данными Арго, недавний тренд показывал преувеличенное похолодание (еще об этом см. здесь). Кроме того, некоторые устройства сети Арго имели проблемы с датчиком давления, что приводило к дополнительной ошибке в сторону уменьшения температур.

Loehles 2009 использовал реконструкцию данных Арго из работы Willis 2008. Другой анализ тех же самых исходных данных Арго выполнен в работе Leuliette 2009 – сравнение Willis 2008 и Leuliette 2009 показано на рис. 3


Рис. 3 Месячные изменения в глобальном среднем объемном уровне моря, вычисленные в Willis 2008 (серая линия) и Leuliette 2009 (черная линия).

Willis 2008 показывает тренд похолодания с 2004 года, а Leuliette  показывает тренд потепления. Основные различия между ними относятся к ранним данным Арго, когда было развернуто меньшее количество «поплавков». Leuliette 2009 объясняет несоответствие возможным низким качеством выборки и различием методов обработки данных. Какой же набор данных более правильный?

При наличии двух исследований с разными результатами полезным референсным пунктом является набор данных, полученный независимо от них. Наряду с использованием данных Арго Cazenave 2009 делает еще две независимых оценки теплосодержания океана. Повышение уровня моря состоит из двух компонентов: изменения массы из-за таяния льда и повышение уровня моря из-за изменения плотности океана. Температурное расширение является главным двигателем объемного расширения (соленость менее значимый фактор), поэтому объемное повышение уровня моря является еще одной мерой теплосодержания океана.

Первая реконструкция использует спутниковые измерения гравитационного поля для подсчета изменения массы океана. Затем повышение уровня моря из-за изменения массы вычитается из общего роста уровня моря и определяется ХХХ повышение уровня моря. Вторая реконструкция использует спутниковые измерения гравитационного поля для подсчета изменения массы наземного льда и воды на материках. Повышение уровня моря от этого фактора вычитается из общего роста уровня моря и получается еще одна оценка объемного повышения уровня моря. Обе реконструкции показывают статистически значимый тренд потепления.

Арго предоставляет два потока данных – в реальном времени, когда данные доступны почти мгновенно, и с задержкой, когда они проходят более строгую проверку. Cazenave использует только данные с установкой на максимальное качество (такой подход наверное одобряют люди с Surfacestations). Тренд Арго хорошо соответствует двум другим реконструкциям.


Рис. 4 Три реконструкции объемного уровня моря с исключением сезонных колебаний. Синяя линия представляет оценку из разницы между альтиметрией и массой океана по GRACE. Зеленая линия соответствует оценке из разницы между спутниковой альтиметрией и общим вкладом наземного льда и воды. Красная линия: оценка по данным Арго (Cazenave 2009).

В дискуссиях о климате наиболее частой ошибкой является внимание только к определенной части головоломки при игнорировании картины в целом. Мем охлаждения океана повторяет эту ошибку дважды. Во первых, рассматриваются данные только за 6 лет,  последние 40 лет нагрева океана игнорируются. Во вторых, все надежды возлагаются на одну определенную реконструкцию, которая показывает охлаждение, притом, что другие результаты и независимые исследования указывают на небольшой рост температуры.

Вывод состоит в том, что сохраняется неопределенность в оценках теплосодержания океана. В целом различные реконструкции показывают одинаковый долгосрочный тренд, но не всегда согласны в том, что касается краткосрочных изменений. Неопределенность означает, что нельзя с уверенностью говорить об охлаждении океана. Независимые исследования, похоже, показывают, что за последние полдюжины лет океан нагревается медленнее долгосрочного тренда, но, тем не менее, тренд потепления остается статистически значимым.

Последнее обновление 3 сентября 2010 года. Автор ответа John Cook.