Havaintoja globaaleista ilmastoestimaateista ja arktisista jäätilastoista

Ilmoitin noin viikko sitten käyttäväni jatkossa pohjoisen napajään pinta-alaa ilmastonmuutoksen edistymisen seurannassa. Siksi lienee syytä dokumentoida hiukan tarkemmin se, miltä nuo tilastot näyttävät juuri nyt. Ja koska yksi kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa, päätin tehdä tämän käyttäen apunani muutamaa piirrosta.

Ensin kuva koko NOAA:n tilastosta, joka löytyy täältä.

Arvoisan lukijani on syytä huomata, että yllä olevan kuvan sininen käyrä on epäjatkuva, mikä tarkoittaa, että käytettävissä olevasta datasta puuttuu muutama mittausarvo. Nämä datan puutteet ajoittuvat vuosille 1987 ja 1988.

Kuvassa näkyvästä kuukausittaisen datan vuoden mittaisesta liukuvasta keskiarvosta (punainen viiva) nähdään jääpeitteen keskimääräisen koon muutos, joka on tilastojen olemassaoloajalta vaihteleva, mutta kokonaisuutena jonkin verran laskeva.

Ilmastonmuutoksen kannalta koko vuoden keskiarvoa oleellisempaa on jääpeitteen minimiarvo, eli kunkin vuoden syyskuiden mittaustulos. Se näkyy seuraavassa kuvassa.

Tästä nähdään selvästi, että arktisen jääpeitteen minimilaajuus supistui voimakkaasti vuosien 1996 ja 2007 välillä, minkä jälkeen nähtävissä on lähinnä satunnaisvaihtelua. Itse asiassa trendi vuodesta 2007 on pikemminkin nouseva kuin laskeva, kuten alla olevassa kuvassa olevasta lineaarisesta trendiviivasta (punainen suora) näkyy.

* * *

Kuvien piirtelystä selvittyäni laskin, onko satelliittimittauksiin perustuvan maapallon alailmakehän keskilämpöä kuvaavan RSS-datan ja arktisen jääpeitteen laajuuden välillä tilastollinen riippuvuus. Tein laskelman käyttäen kunkin vuoden kuukausien keskiarvoa sekä RSS-datalle, että napajään laajuusdatalle poistaen vuodet 1987 ja 1988, koska niistä puuttuu osa lähtötiedoista.

Tämän vertailun tuloksena RSS-estimaatin ja napajään keskimääräisen koon välillä on tilastollisesti erittäin merkitsevä keskinäinen riippuvuus (P=0,001). Tulos osoittaa, että arktisen jääpeitteen pinta-ala on hyvä mittari koko maapallon lämpötilan kehitykselle.

Tein saman testin myös RSS-datan tulkintamuutosta edeltäneelle aineistolle (joka ulottui kesäkuulle 2016, eli testiin tulivat vuodet 1979-1986 ja 1989-2015). Myös näiden välillä oli riippuvuus, mutta sen tilastollinen merkitsevyys oli huomattavasti heikompi kuin nykyistä RSS-tilastoa käytettäessä (P=0,041)

Tästä voitaneen päätellä, että nykyinen RSS-aikasarja vastaa korjausta edeltänyttä aikasarjaa paremmin ilmaston todellista kehitystä. Siten RSS-aikasarjan tulkintaan viime vuonna tehty korjaus on mitä ilmeisimmin ollut hyvin perusteltu.

Ihan uteliaisuuttani hain myös maanpinnan mittauksiin perustuvat HadCRUT4-estimaatit maapallon globaalille lämpötilalle ja testasin niiden ja arktisen jääpeitteen laajuuden välisen riippuvuuden vuoden 1979 ja 2016 välisenä aikana (pl. 1987-1988). Myös näiden välillä oli riippuvuus, joskin sen tilastollinen merkitsevyys oli aavistuksen vähäisempi kuin käytettäessä RSS-dataa (P=0,002).

Aivan lopuksi laskin, onko RSS-datan perusteella lasketun maapallon alailmakehän vuotuisen keskilämmön ja arkitsen jääpeitteen minimikoon (syyskuun tilasto) välillä tilastollinen riippuvuus (vuodet 1979-2016 ilman vuosia 1987-1988). Sellainen löytyi erittäin suurella tilastollisella merkitsevyydellä (P=0,001).

* * *

Tämä kirjoitus tulee siis jatkossa toimimaan jonkinlaisena referenssinä seuratessani maapallon ilmaston kehitystä. Siltä osin edelle kirjoittamastani on syytä nostaa esille kaksi kohtaa.

Ensimmäinen merkittävä seikka koskee ilmastotilastojen ja pohjoisen jääpeitteen laajuuden välistä suhdetta. Niiden välinen korrelaatio on erittäin suuri ja tilastollisesti merkitsevä, joten jääpeitedatan käyttäminen pelkästään omien havaintojeni perusteella kummallisuuksia (esimerkki, toinen ja kolmas) sisältävien ilmakehän lämpömittausten sijaan on hyvin perusteltua, koska arktisen jään pinta-alatietojen jälkikäteiselle muokkaukselle ei pitäisi olla mitään tarvetta. Toki otin varmuuden vuoksi talteen tämänhetkisen tilaston, jota tulen vertaamaan myöhemmin julkaistaviin tilastoihin.

Vielä mielenkiinoisempaa oli huomata, että arktisen jääpeitteen minimikoon (ja vähemmässä määrin myös jääpeitteen vuotuisen keskiarvon) kehitys viittaa vahvasti siihen, että globaalin ilmaston lämpenemien olisi sittenkin pysähtynyt noin kymmenen vuotta sitten. Kuluneen vuoden aikanahan on esiintynyt paljonkin väitteitä siitä, ettei näin olisi. Siksi tämän asian seuraaminen tulee lähivuosina olemaan erityisen mielenkiintoista.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Kuinka ilmastonmuutos näkyy arktisessa jääpeitteessä?
Ilmaston lämpeneminen kiihtyi noin 0,2 asteella
Myös RSS:n globaalit lämpötilaestimaatit ovat jälkikäteisen muokkauksen kohteena

JK 20.11. kello 18.30. Laskin alla kommentoineen Samin ehdotuksesta edellä tekemäni tilastotestin myös UAH-datan perusteella. Mukana olivat vuodet 1979-2016 pois lukien 1987-1988. Tuloksen perusteella myös UAH-datan ja jääpeitteen pinta-alan välillä on tilastollisesti erittäin merkitsevä riippuvuus (P=0,007), mutta jonkin verran suuremmalla riskitasolla kuin nyky-RSS- tai HadCRUT4-datalla.