torstai 7. tammikuuta 2016

Hiilidioksidikonsentraation ja ilmaston keskilämpötilan välinen korrelaatio ei palannut vuonna 2015

Lämpömittarini näyttää parhaillaan noin 25 pakkasastetta. Täällä etelässä ei kuitenkaan voi vielä puhua samanlaisista paukkupakkasista kuin pohjoisessa. Siellähän elohopea on lehtitietojen mukaan pudonnut peräti -40,7 ºC:een.

Suomen kylmästä talvisäästä huolimatta kulunut vuosi on mainittu ehdokkaana jopa kaikkien aikojen lämpimimmäksi. On siis sopiva hetki tarkastella jälleen globaalin ilmastonmuutoksen etenemistä.

Teen sen samoin kuin olen jo useiden vuosien ajan tehnyt. Eli tarkastelemalla maapallon estimoidun keskilämpötilan ja Mauna Loalta mitatun ilmakehän hiilidioksidikonsentraation välisen tilastollisen riippuvuuden kehitystä. Sarjan edellinen kirjoitus löytyy täältä.

Seuraavaan kuvaan olen merkinnyt vuodesta 1979 alkavien ja vuoteen 2015 ulottuvien lämpötilasarjojen ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden välisen riippuvuuden tilastollisen merkitsevyyden. Toisin sanoen vuoden 1979 kohdalla on 37 vuoden ja vuoden 2013 kohdalla kolmen vuoden aikasarja, joiden riippuvuutta ilmakehän hiilidioksidikonsentraation kehityksestä on tarkasteltu tilastotestin avulla.


Kuvasta nähdään, että ilmakehän hiilidioksidipitoisuudella ja keskilämpötilalla on tilastollinen riippuvuus pisimmissä aikasarjoissa. Käytettäessä tavanomaista viiden prosentin riskitasoa, katoaa riippuvuus kuitenkin vuodesta 1993 palatakseen takaisin vuodesta 2011 alkavaan aikasarjaan.

Yleiskuva on lähes täsmälleen samanlainen kuin vuosi sitten laskemieni aikasarjojen kohdalla, vain sarjan viimeiseksi on ilmaantunut tilastollista merkitystä vailla oleva uusi pylväs. On kuitenkin huomattava, että myös vuoden 2012 kohdalla tilastollinen merkitsevyys on lähestynyt, joskin P=0,05 taso jäi ainakin toistaiseksi saavuttamatta.

Joudun siis kysymään saman kysymyksen kuin vuosi sitten. Onko hiilidioksidin ja maapallon keskilämpötilan välinen tilastollinen merkitsevyys sittenkin palannut oltuaan pitkään kadoksissa? 

Vai onko kyseessä vain tilastollinen sattuma. Se on mahdollista koska käytettäessä viiden prosentin riskitasoa tuottaa myös satunnaisluvuista koottu aineisto tilastollisen merkitsevyyden yhdelle havainnolle kahdestakymmenestä. Toisin sanoen tilastollinen testaus tuottaa virheellisen merkitsevyyden aina yhdelle kahdestakymmenestä havainnosta. 

Saadakseni asiaan selvyyden tarkastelen seuraavassa ilmakehän alaosan lämpötilan kehitystä viimeisen 15 vuoden aikana. Se on kuvattu alle.


Kuvasta nähdään, ettei itse maapallon alailmakehän lämpötilassa ole tapahtunut 15 vuoden aikana kovin merkittäviä trendinomaisia muutoksia vaan pikemminkin näemme satunnaiselta vaikuttavaa heilahtelua. Sellaiselta vaikuttaa myös vuodesta 2011 alkanut lämpötilan nousu, joka selittänee kyseisestä vuodesta alkavan aikasarjan tilastollisesti merkitsevän riippuvuuden tasaisesti nousevasta hiilidioksidipitoisuudesta. 

Tässä blogissa vuosittain tehtyjä analyysejä voidaan käyttää ilmastomallien pohjalta tehdyn hypoteesin falsifiointiin. Noiden mallien sanomahan on se, että ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja muiden kasvihuonekaasujen konsentraation noustessa maapallon ilmakehän keskilämpötila kasvaa.

Näin ei kuitenkaan näyttäisi tapahtuvan, joten tässä tehty analyysi viittaa vahvasti siihen, ettei ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja ilmakehän alaosien keskilämpötilalla ole ollut keskenään riippuvuussuhdetta viimeisten 15 vuoden aikana. 

Tässä vaiheessa näyttää todennäköiseltä, että se tilastollinen merkitsevyys joka voidaan havaita pisimmistä aikasarjoista olisi syntynyt siitä korrelaatiosta, joka liittyi ilmaston nopeaan lämpenemiseen 1980- ja 1990-luvuilla ja jäädessä sen jälkeen korkealle tasolle. Ja vuodesta 2011 alkanut tilastollisesti merkitsevä aikasarja puolestaan näyttäisi olevan lähinnä tilastollinen sattuma.

 Seuraavassa vielä asian selventämiseksi kuva koko RSS-aikasarjan kestolta.


Kuvasta nähdään punaisella merkitty trendinomainen lämpötilan nousu, joka kuitenkin päättyy saavutettuaan huipun vuoden 1998 kohdalla. Sen jälkeen muutosta ei ole tapahtunut kuten yllä esitetty viimeisten 15 vuoden lämpötilakehityksen näyttävä kuva osoittaa.

Tässä yhteydessä on kuitenkin huomattava, että mikäli vuodesta 2011 alkanut ilmakehän lämpiäminen jatkuu myös tulevina vuosina, se alkaa tuottamaan yhä useampia tilastollisesti merkitseviä ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja keskilämpötilan välisiä riippuvuussuhteita. 

Tämä tarkoittaisi sitä, että tässä blogissa tehtävät analyysit alkaisivat tukea ilmastomallien kautta luotuja skenarioita ilmaston lämpenemisestä. Tässä vaiheessa analyysini kuitenkin osoittavat pikemminkin nykyisiin ilmastomalleihin sisällytetyt ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja maapallon keskilämpötilan väliset riippuvuussuhteet vääriksi.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:

5 kommenttia:

  1. Ikävää, ettei hiilidioksidia tuottamalla saada tätä palloa lämpenemään. Ainakin olen saanut kuulla, että esim. Saharan alueella on ollut vihreää, säilyneissä kaliopiirroksissa kuvataan suurnisäkkäitä kuten kirahveja lämpimämmältä ajalta. Tämä antaisi toivoa siitä, että ilmaston lämpeneminen olisi hyödyllistä ihmiskunnalle. Täytyy vain toivoa, että se tapahtuu luonnollisten vaihteluiden kautta, kun me emme asiaa voi auttaa.

    Minä kyllä ihmettelen kovasti, miksi niin monet väittävät lämpenemisen olevan jotenkin vaarallista. Eikä kukaan ole osannut sitä minulle kertoa, paitsi Hollywoodin filmintekijät. Mutta heidän satujaan en oikein osaa ottaa täydestä.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Ilmasto jatkaa vaihteluitaan varmasti myös tulevaisuudessa. Jääkaudella oli paljon nykyistä kylmempää ja ennen sitä taas merkittävästi lämpimämpää kuin nykyisin. Siksi puheet arkisten eläinlajien kuten jääkarhun häviämisestä ovat vähän hassuja - kuinka ihmeessä ne sitten selvisivät edellisestä interglasiaalista?

      Minun laskelmillani ei sinänsä voi kiistää, etteikö kasvihuonekaasuilla olisi minkäänlaista merkitystä maapallon keskilämpötilaan. Käytännössä CO2 vs. lämpö -kausalitettin katoaminen kuitenkin viittaa vahvasti siihen, että muut tekijät ovat paljon merkittävämpiä kuin ihmisen toiminnan kautta noussut ilmakehän hiilidioksiditaso.

      Poista
    2. Lämpenenminen on vaarallista koska lämpimien alueiden vieraslajit saattaisivat vallata elintilaa nykyistäkin pontavammin.
      Onneksi, siinä mielessä, seuraavat 20-30 vuotta viiletellään alamäkeä vauhdilla, varmaankin Thamesin talvimarkkina oloihin asti.
      Tähän ei tietenkään olla varauduttu mitenkään, viimeksi peruna pelasti. Nyt ehkä varallisuus, voimme maksaa ruuasta enemmän kuin monet muut. Kysymys kuuluukin, mitä ne muut tekevät? Euroopan kokeman invaasionkin välitön lähtölaukaus oli korkeaksi, muiden raaka-aineiden perässä, noussut ruuan hinta. Arabit ja afrikkalaiset eivät harrasta hallintomallipohdintoja laajassa mitassa vaan ovat sitäkin kiinnostuneempia mahan täyttämisesta.

      Poista
  2. Elohopea ei varmaankaan ole pudonnut -40,7 ºC:een, koska se jähmettyy jo −38,9 °C:ssa.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Totta. Sitä paitsi tuo lämpötilakin on pielessä: kylmin lämpötila saavutettiin yllä olevaa kirjoitusta kirjoitettaessani ja on nyt 41,1 astetta pakkasen puolella.

      Poista

Kiitos ajatuksen lukemisesta

Tervetuloa uudelleen!