Hyväntahtoinen elämänkerta vai raa´at faktat - kas siinäpä vasta kysymys

Ilman tiedettä eläisimme edelleen maatalousyhteiskunnassa, jossa tekniikan maksiimi olisi hevosen tai härkien vetämä aura ja ihmisten elämä riippuisi siitä, tuleeko hyvä vai huono sato. Tai ainakaan emme nauttisi tietokoneilla nettiin kirjoitetuista blogeista emmekä lentäisi 900 km/h nopeudella mantereelta toiselle. Siksi tiedettä voi hyvin pitää yhteiskunnallisen kehityksen primus motorina, joka soveltavan tutkimuksen, tuotekehityksen ja kaupallisten toimijoiden kautta vie ihmiskunnan kehitystä eteenpäin. 

Tämä seikka huomattiin viimeistään viime vuosisadalla ja sen takia ympäri maailmaa on syntynyt valtion tai muiden tahojen rahoittamaa tutkimusta kaikille mahdollisille ihmiselämän aloille alkaen tähtitieteestä ja päättyen feministiseen sukupuolentutkimukseen. Osa tästä kehityksestä on kuitenkin herättänyt ihmisissä epäilyjä - usein ihan hyvästäkin syystä. Ja sen seurauksena tieteen arvostus on pudonnut ihmisten parissa. 

Siksi oli mielenkiintoista havaita, että Yhdysvalloissa oli tehty tutkimus, jossa oli selvitetty kuinka tavallisten ihmisten luottamusta tieteentekijöihin voitaisiin kasvattaa. Tätä varten tutkijat tarkastelivat erityisesti tiedeviestinnän asiantuntijoiden mahdollisuuksia. 

Tarkemin sanottuna tutkijat selvittivät sitä, että voisiko tieteilijöiden elämäkertoja parantamalla kohentaa heistä muodostuvia mielikuvia. Tarkemmin sanottuna he loivat lyhyitä fiktiivisiä kasvitieteilijöiden elämäkertoja. 

Tulokset osoittivat, että elämänkertaan kirjattu hyväntahtoisuuden aste vaikutti merkittävästi ihmisten haluun luottaa tutkijoihin ilman, että sillä olisi ollut merkittävää vaikutusta tieteilijöiden koettuun pätevyyteen. Nämä löydökset tukivat ajatusta siitä, että pieni muutos, kuten elämäkerran päivittäminen, voi johtaa muutoksiin yleisön mielikuvissa.

Itse pitkän tutkijanuran tehneenä jäin pohtimaan sitä, että tutkijan luotettavuus riippuu - tai ainakin sen pitäisi riippua - viime kädessä hänen tekemistään tutkimuksista. Ennen kaikkea siitä, kuinka hyvin tehdyt johtopäätökset voidaan perustella saaduilla tutkimustuloksilla ja toisaalta kuinka relevanteilla menetelmillä nämä tulokset on tuotettu. 

Tämä ei tietenkään tarkoita sitä, että kiistäisin tutkijan julkisuuskuvan muodostuvan muustakin kuin raa´asta tutkimustyöstä. Tai etteikö tutkijoiden elämänkertojen tapaisilla taustatiedoilla olisi merkitystä ihmisten heistä luomiin käsityksiin. 

Toisaalta en missään tapauksessa kaipaa ensimmäistäkään "sankaritutkijaa", jonka tieteelliset aikaansaannokset ovat vähäisiä, mutta julkisuuskuva positiivinen ja vahva. Ja joka siksi voi esitellä tieteellisinä faktoina sellaisia omia kuvitelmiaan, jotka perustuvat vain heikosti tai eivät ollenkaan tutkittuun tietoon.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Natsittelevat tutkijatohtorit ilman ymmärrystä
Tieteestä ja sen tarpeellisuudesta
Positiivinen syrjintä tiedeakatemioissa

Arktiset salamat lisääntyvät, mutta pitäisikö meidän olla huolissamme?

MTV3 julkaisi artikkelin, jonka mukaan "ilmastonmuutoksen karut merkit näkyvät arktisilla alueilla yhä enemmän: salamointi on kasvanut alueella huomattavasti ja tutkijoiden mukaan tämäkin on seurausta ilmaston lämpenemisestä". Jutussa haastateltu tutkija-meteorologi kertoi myös, että "arktisen alueen muutokset voivat merkitä sekä äärimmäistä kylmyyttä että valtavia lämpöaaltoja tai muita äärimmäisiä sääolosuhteita koko Eurooppaan".

Tutkija-meteorologin mukaan "on mahdollista, että myös salamoinnin seurauksena syntyneet metsäpalot lisääntyvät tulevaisuudessa". Tämä on tietenkin aivan erityisen huolestuttavaa meille suomalaisille, jotka asumme maailman pohjoisimmassa valtiossa, jonka hyvinvointi on rakennettu pitkälle metsiin perustuvan talouden varaan. 

* * *

Ilmastotieteen vallitsevan dogmin mukaan globaali lämpeneminen on riippuvainen ilmakehän kasvihuonekaasuista (tärkeimpänä hiilidioksidi) ja vieläpä siten, että tuo muutos on ajan myötä kiihtyvä. Tästä dogmista voidaan johtaa testattavissa oleva hypoteesi, jonka mukaan ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja sen lämpötilan välinen tilastollinen riippuvuus saavutetaan ajan myötä lyhenevässä aikajaksossa. 

Parhaiten tuo hypoteesi voidaan testata maapallon pohjoisimmissa osissa, koska edellä mainitsemani dogmin perusteena käytetyt ilmastomallit ennustavat lämpenemisen olevan nopeinta maapallon pohjoisimmissa osissa. Arktisen merijään pinta-alan minimikoon kehitys suhteessa ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden muutoksiin tarjoaa tätä varten erinomaisen aineiston. 

Siksi olen vuodesta 2018 alkaen analysoinut näiden kahden muuttujan välisen tilastollisen yhteyden kehittymistä. Saamani tulokset olen puolestaan julkaissut kuvana, jossa on sinisellä merkitty niiden vuosien lukumäärä, joiden jälkeen ilmakehän hiilidioksidin ja arktisen merijään minimikoon välinen yhteys on ollut tilastollisesti merkitsevä. Aineiston laajuuden takia olen tulkinnut merkitseviksi vain aikasarjat, jotka ovat saavuttaneet tilastollisen merkitsevyyden 0,1 prosentin riskitasolla kahtena vuotena peräkkäin (tarkemmat perustelut täällä). 

Ilmastonmuutostutkimuksen vallitsevasta dogmista seuraa arktisen merijään minimikoon koon supistumisen kiihtyminen ajan myötä. Ja kuten alla olevasta kuvasta näkyy, tämä myös toteutuu varsin hyvin vuosien 1979 ja 2001 välillä (siniset pylväät).

Sen sijaan vuodesta 2002 alkaen ei hiilidioksidin ja napajään minimikoon välillä ole edellä ilmoittamieni kriteereiden perusteella ollut tilastollisesti lainkaan merkitsevää yhteyttä, vaan tilastollisen merkitsevyyden puuttuessa punaisiksi piirtämäni pylväät lyhenevät vuosi vuodelta. Näin siksi,  että tarkasteltavien vuosien määrä on vuosi vuodelta pienempi. Toisin sanoen ilmastotieteen vallitseva dogmi on viimeisten 19 vuoden ajan ollut räikeässä ristiriidassa napajään pinta-alasta saatujen mittaustulosten kanssa.

Tieteen yleisten periaatteiden mukaan tämä tarkoittaa, että tuon dogmin perusteena olevissa malleissa on jonkinlainen vika eli se on virheellinen. Tämän seurauksena tuota mallia tulisi joko korjata siten, että se antaisi empiiristen mittausten kanssa yhteensopivia tuloksia tai vaihtoehtoisesti tulisi koko malli ja siihen perustuva dogmi hylätä. 

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Pohjoisen merijään sulaminen siirtyi 20 vuodella
Millä perusteilla luonnontieteelliset tutkimukset vanhenevat?
Arktinen napajää sulaa kiihtyvällä tahdilla - vai sulaako?

Australian ilmastohistoria jatkaa edelleen villiä elämäänsä

Näin sunnuntaipäivän ratoksi päätin huvikseni katsahtaa, mitä kuuluu pitkään seuraamalleni Australian Alice Springsin ilmastohistorialle. Edellisen kerranhan kävin tutkailemassa sitä viime helmikuussa, jolloin se oli säilynyt samanlaisena kuin nelisen kuukautta aiemmin.

Tänään avatessani tietokoneellani olevan kirjanmerkin sain eteeni kuvan, jossa oli linkki uudempaan kuvaversioon v4. Kirjanmerkin avulla avaamani kuva perustui versioon v3. Eipä sitten muuta kuin vertailemaan helmikuista tilannetta molempiin versioihin tämän hetken tilanteesta.

Alla on kuvakaappaukset kaikista kolmesta: helmikuinen tilanne on otettu tietokoneeni muistista ja muut kaksi GISSin nettisivuilta, joilta löytyy vanhempi ja uudempi dataversio. Niistä ensimmäisen otsikkona on pelkkä "Alice Springs" ja jälkimmäisen "Alice Springs Airport". Tämä tarkoittanee, että lämpömittarin paikkaa on vaihdettu etenkin kun kuvissa annetut koordinaatit viittaavat siihen (tai sitten kahdessa ensimmäisessä kuvassa on pyöristysvirhe).

Tässä siis viime helmikuun tilanne:

Tässä v3-version nykytilanne:

Ja tässä v4-version nykytilanne:

Arvoisa lukijani huomanne pelkästään katsahtamalla kuvia, että ne kaikki ovat erilaisia. Helpoiten sen voi havaita käyrän ensimmäisestä pisteestä eli ensimmäisestä havainnosta (1880). Se oli viime helmikuussa alle 19 °C, mutta nyt v3-datan mukaan lähes 20,5 °C ja v4-aineistossa hiukan alle 21 °C. Eroa eri ilmastohistorioiden välillä on siis noin kaksi astetta.

Huomionarvoista lienee sekin, että helmikuussa Australian Alice Springsin ilmastohistoria osoitti hyvin tasaista lämpenemistä reilusti yli sadan vuoden ajan. Sen sijaan nykyisessä v3-datassa lämpeneminen on hiipunut viimeisten vuosikymmenien aikana. Ja mikä vielä mielenkiintoisempaa, nykyisen v4-version mukaan lämpötila on ensin laskenut yli 20 vuoden ajan ja kääntynyt sitten tasaiseen nousuun.

Lisäksi kun katsotaan kuviin piirrettyjä korkeimpia lämpöpiikkejä voidaan todeta, että molempien nykyisten Alice Springsin ilmastohistorioiden korkeimmat lämpötilat ovat reilusti yli 22 °C, kun taas helmikuussa korkein piikki jäi sen alle. Tämän hetken v3-versioon eroa kertyy jopa yli kokonainen aste.

* * *

Kuten arvoisa lukija tietää, olen myös itse tutkija. Sellaisena olen tottunut ajattelemaan, että mittausdata - on se luonteeltaan minkälaista tahansa - on se vahva peruskallio, jolle tutkimuskohteesta ja -kysymyksestä tehdyt johtopäätöksen nojaavat.

Näin ollen tieteellisen tiedon luotettavuus riippuu ensisijaisesti mitatun datan luotettavuudesta. Toisin sanoen, mitä luotettavampaa dataa on käytettävissä, sitä varmempia johtopäätöksiä siitä voidaan tehdä. Ja päinvastoin, mitä epäluotettavampi data on käytettävissä, sitä varovaisempi pitäisi olla johtopäätösten kanssa.

Tähän asiaan ei siis vaikuta se, onko datan analysointi tehty silmämääräisesti päättelemällä, mallintamalla ilmiö hienosyisillä matemaattisilla yhtälöillä tai vaikkapa simuloimalla. Tässä asiassa kun pätee tieteessä hyvin tunnettu sääntö: "rubbish in, rubbish out" eli "roskaa sisään, roskaa ulos".

Vaikka Australian Alice Springsin villit ilmastohistoriat eivät (toivottavasti) edustakaan ilmastodatan valtavirtaa, päätän tämän kirjoitukseni jättämällä arvoisan lukijani oman arvion varaan se, kuinka syvällisesti ilmastonmuutostutkimuksen johtopäätösten perusteella meidän tulisi heikentää talouselämämme toimintaedellytyksiä, rajoittaa ihmisten harrastuksia ja evätä heiltä kulinaarisia nautintoja.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Ilmastopaneeli onnistui jälleen
Metsien kasvusta ja ilmastohistoriasta
Hämmentäviä ilmastouutisia

Ilmastonmuutoksen faktoista ja niiden kumoamisesta

Helsingin Sanomien mukaan presidentti Donald Trump haluaa ilmastoskeptikoista koostuvan tutkijaryhmän "selvittämään hallinnon tekemiä, ilmastotieteeseen nojaavia raportteja. Ryhmän tarkoituksena olisi kumota yleisesti hyväksyttyjä faktoja ilmastonmuutoksesta."

Tämä vaatii kommentin: tutkimuksen tarkoituksena ei koskaan voi olla faktojen kumoaminen. Asiaa on syytä tarkastella kahdesta eri suunnasta.

Ensimmäinen on se, että faktoja ovat suorien mittausten tulokset, joten niitä ei voi jälkeenpäin kumota. Mittaustuloshan on se mikä on, esimerkiksi lämpömittarin lukema. Toki se voidaan saattaa epäilyksenalaiseksi esimerkiksi silloin kun tulos poikkeaa kovasti vastaavista muista mittaustuloksista.

Toinen asia on se, ettei ylipäänsä tieteessä lähtökohtaisesti kumota yhtään mitään. Sen sijaan siinä testataan hypoteeseja. Niiden pohjalta luodaan koeasetelma, jonka avulla testattava hypoteesi voidaan osoittaa mittausten eli faktojen avulla vääräksi. Ellei näin tapahdu, tukevat mittaustulokset hypoteesia.

Tässä yhteydessä on ymmärrettävä, että tieteellisen hypoteesin tai teorian kanssa yhteensopivaa testitulos ei osoita sitä oikeaksi, mutta yksikin perustavalla tavalla ristiriidassa oleva tutkimustulos eli fakta voi osoittaa sen vääräksi. Siis kumota hypoteesin tai teorian, mutta ei kumota mittaustuloksia eli faktoja.

HS:n ymmärtämättömyys ei ole mitenkään ainutlaatuista. Erityisesti apurahahakemuksista saa lueskella kerta toisensa jälkeen tekstinpätkiä, jotka ovat muunnelmia seuraavista: "tutkimuksen tarkoituksena on osoittaa se ja se asia oikeaksi" tai "tutkimuksen tarkoituksena on osoittaa se ja se asia vääräksi". Itse esitän näitä arvioidessani hakemusta aina hylättäväksi, sillä tutkimuksen koeasetelman tulee lähtökohtaisesti olla aina neutraali koeasetelman suhteen. .

* * *

HS:n jutussa oli toinenkin kohta, joka oli liiankin tavallinen ilmastonmuutokseen liittyen. Siinä Yhdysvaltain avaruushallinnon Nasan ilmastotutkija Kate Marvelin väitettiin sanoneen, että "niin kuin perustettaisiin painovoimaskeptikkojen paneeli, joka väittäisi, että katolta hyppääminen on turvallista".

Vaikka tuhatkaan tutkimusta ei voi osoittaa sen enempää painovoimateoriaa kuin ilmastonmuutoshypoteesiakaan oikeaksi, on ensin mainitun tukena järkyttävän paljon enemmän faktoja kuin jälkimäisellä.

Tosiasiassa ilmastonmuutos perustuu varsin pieneen määrään tutkimus- eli mittaustuloksia ja niiden pohjalta luotuihin äärettömän monimutkaisiin malleihin. Omalta kohdaltani kiinnostustani tähän aihepiiriin on lisännyt se, että tässä blogissa esittelemieni muutamien avoimesti saatavien faktatietojen pohjalta tekemäni hypoteesintestaukset eivät ole tukeneet tällä hetkellä vallalla olevaa ihmisen vaikutuksesta kiihtyvää ilmaston lämpenemishypoteesia.

Koko ilmastonmuutostutkimus taas on ruvennut kiinnostamaan aivan valtavasti johtuen joihinkin näihin tutkimustuloksiin tehdyistä jälkikäteiskorjauksista. Lisäksi olen hyvin tietoinen joistakin vaihtoehtoisista tieteellisistä selityksistä viime vuosikymmenten ilmaston lämpenemiselle, joille ei ainakaan julkisuudessa ole annettu sen suurempaa painoarvoa.

Siten en puhuisi edelleenkään ihmisen aiheuttamasta kiihtyvästä ilmastonmuutoksesta painovoimateoriaan verrattavana vahvasti tuettuna tieteellisenä teoriana. Se on kuitenkin vallitseva ilmastotutkijoiden näkemys asiasta ja siksi siihen liittyvään riskiin on syytä varautua.

Ei kuitenkaan niin, että kaikki hyvä - kuten liharuoka, asumismukavuus tai teollisuutemme kilpailukyky - olisi uhrattava tälle alttarille, mutta kuitenkin siten, että eniten vaikuttaviin ja helpoimmin korjattaviin ilmastonmuutosta mahdollisesti kiihdyttäviin asioihin kuten väestöräjähdykseen, kaukomatkailuun tai saastuttavimpiin fossiilisiin energiamuotoihin kiinnitetään huomiota. Reino Helismaata lainatakseni: varmuuden vuoksi.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Arktinen napajää sulaa kiihtyvällä tahdilla - vai sulaako?
Napajää ei tue yhteyttä globaalin lämpenemisen ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden välillä
Ilmastonmuutosennusteista, auringonpilkuista ja lämpökausista

Hiilidioksidin vaikutus globaaliin ilmaston lämepenemiseen

Tämä kirjoitus on jatkoa kirjoitussarjalle, jonka edellinen osa löytyy täältä. Valitettavasti en enää pysty käyttämään samaa lämpötilatiedostoa kuin aiemmin (HadCRUT3), sillä sitä ei ole päivitetty viime toukokuun jälkeen.

Tässä tarkastelussa siirryn käyttämään satelliittidataa, vaikka se alkaakin vasta vuodesta 1979. Näin siksi, etten ole havainnut mitään sen luotettavuutta kyseenalaistavaa - toisin kuin ehkä paremmin tunnetuista maanpinnan mittauksiin perustuvista HadCRUT4 ja GISS -aikasarjoista. 

Tällä kertaa laskin kaikki mahdolliset regressiot hiilidioksidin ja satelliittidatan mukaisen maapallon vuotuisen keskilämpötilan välille. Näin toimien tein muutamia mielenkiintoisia ja vahvasti aiempia havaintojani tukevia huomioita.

Yllä olevasta kuvasta nähdään Mauna Loalta mitatun ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja maapallon alailmakehän satelliittimittauksiin perustuvan vuotuisen keskilämpötilan välisen regression tilastollinen merkitsevyys. Kaikki kuvaan piirretyt aikasarjat ulottuvat vuoteen 2014, joten jokainen aikasarja on vuoden edellistä lyhyempi. 

Siirryttäessä kuvassa vasemmalta oikealle huomaamme, että vuodesta 1979 alkavasta aikasarjasta aina vuodesta 1992 alkavaan sarjaan asti hiilidioksidin ja keskilämpötilan välinen riippuvuus on poikkeuksetta tilastollisesti merkitsevä (P < 0,05). Nämä tilastollisesti merkitsevät aikasarjat ovat siis keskenään eripituisia ja 36-23 vuotta pitkiä. 

Vuodesta 1992 alkavan aikasarjan jälkeen tilastollinen merkitsevyys kuitenkin katoaa kokonaan, joskin vuodesta 2011 alkaneessa vain neljän vuoden mittaisessa aikasarjassa hiilidioksidin ja ilmakehän keskilämpötilan välinen yhteys on jälleen tilastollisesti merkitsevä. 

Tällä perusteella näyttää siis siltä, että tilastollisesti merkitsevän yhteys maapallon keskilämpötilan ja hiilidioksidipitoisuuden väliltä olisi kadonnut pariksikymmeneksi vuodeksi palaten taas aivan viime aikoina merkitseväksi. Näin ollen kyseessä voisi olla vain satunnainen häiriö ja edessämme olisi sittenkin ilmastotieteen valtavirran käsityksen mukaiseen hiilidioksidin ja keskilämmön aiheuttama kauhea ilmastokatastrofi. 

Vai onko sittenkään? 

Havaitsemamme huolestuttavan nelivuotisen aikasarjan merkityksen ymmärtämiseksi meidän on tarkasteltava viimeisen 15 vuoden aikaista maapallon keskilämpötilan muutosta. Olen piirtänyt ilmaston kuukausittaisen vaihtelun seuraavaan kuvaan.

Kuvasta näemme, etteivät viimeiset neljä vuotta ole suinkaan olleet erityisen lämpimiä, mutta niiden aikana lämpötila on noussut melko tasaisesti vuoden 2011 aikaisesta kuopastaan. Vielä selvempi lämpötilan nousujakso löytyy vuosien 2008-2010 väliseltä jaksolta. Tilastollinen tarkastelu paljastaa myös sieltä lyhyen ja tilastollisesti merkitsevän jakson. 

Koska jälkimmäistä jaksoa seuraavien vuosien tiedot ovat käytössä, voidaan tarkastella mitä sen jälkeen tapahtui. Lyhyesti sanottuna jo vuotta pidempi eli vuodesta 2008 vuoteen 2011 jatkuva aikasarja on kaukana tilastollisesta merkitsevyydestä (P = 0,586). Tämä osoittaa kyseessä olevan vain hyvin lyhyen lämpenevän aikajakson aiheuttaman tilastollinen sattuman, kuten kuvassa näkyvä maapallon keskilämpötilan hyvin jyrkkä nousu (2008-2010) ja sitä seurannut lasku (2011-2012) osoittavat. 

Edelle kirjoittamani analyysit osoittavat, etteivät yksittäiset kovin lyhyet aikasarjat ja niiden tilastolliset vertailut kerro luotettavasti hiilidioksidipitoisuuden ja ilmaston keskilämpötilan välisestä suhteesta. Sellaiset ovat itse asiassa odotusten mukaisia, sillä käyttäessämme tilastollisen merkitsevyyden rajana P-arvoa 0,05 tarkoitamme sitä, että pidämme merkitsevänä regressioita jotka syntyvät harvemmin kuin joka kahdeskymmenes kerta (eli todennäköisyydellä 0,05). 

Siten tällaisessa tarkastelussa yksi kahdestakymmenestä mittauksesta on aina tilastollisen merkitsevä pelkästään sattuman vaikutuksesta. Sellaista on tilastotiede!

Samalla on kuitenkin huomattava, että mikäli muutaman viime vuoden nouseva lämpötilatrendi jatkuu, myös yhteys ilmaston lämpenemisen ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden välisestä riippuvuudesta voi jälleen saada ihan oikeaakin lisätukea. Palaan asiaan ensi vuonna, mikäli tarvetta ilmenee.

* * *

Koska olemme nyt todenneet liian lyhyisiin aikasarjoihin liittyvän ongelman, tarkastelkaamme ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja keskilämpötilan merkitystä hieman pidemmistä aikasarjoista. Valitaan tarkasteluun kymmenen vuoden pituiset aikajaksot. Tämän tarkastelun tulos on esitetty seuraavassa kuvassa.

 

Yllä olevassa kuvassa esitetty kymmenvuotisjaksojen mukaan rakennettu analyysi alkaa palkilla, joka kertoo ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja keskilämpötilan välisen tilastollisen korrelaation vuosien 1979 ja 1988 välillä. Viimeinen palkki kertoo korrelaation vuosien 2005 ja 2014 välisenä aikana. 

Kuvasta näemme, että ainoat tilastollisesti merkitsevät kymmenvuotisjaksot olivat vuosina 1989-1998 ja 1992-2001. Samoihin aikoihin myös useat muut kymmenvuotisjaksot olivat kohtuullisen lähellä tilastollista merkitsevyyttä, mutta tällä vuosituhannella tuo raja on siirtynyt yhä kauemmas.

Tämän tarkastelun perusteella voidaan päätellä, että ilmakehän hiilidioksidin ja keskilämpötilan välinen riippuvuus oli suurinta 1990-luvun aikana kadotakseen sitten lähes kokonaan. Tämä käsitys vastaa yleistä käsitystä ilmakehän lämpenemisen pysähtymisestä huolimatta hiilidioksidipitoisuuden tasaisesta kasvusta. 

Lopuksi esitän vielä kuvan, jossa näkyvät ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja keskilämpötilan välisten suhteiden tilastolliset merkitsevyydet 15 vuoden jaksoissa samaan tapaan laskettuna kuin edellisessä kymmenvuotisjaksokuvassa.

Kuvasta nähdään, että suurimmassa osassa sarjan keskivaiheilla olevista 15-vuotisjaksoista ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja keskilämmön välillä on ollut tilastollisesti merkitsevä yhteys. Tuo yhteys katosi varsin nopeasti 1990-luvun loppupuolella alkaneista 15-vuotsijaksoista. 

* * *

Kaikkiaan tämä tarkastelu osoittaa, että ihmisen eli kasvihuonekaasujen aiheuttama ilmastonmuutos näyttää olleen vahvimmillaan 1990-luvulla. Sen jälkeen hiilidioksidin ja lämpötilan välinen riippuvuus on varsin selkeästi kadonnut. 

Yksi mahdollinen selitys näille havainnoille on se, että ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nousun ja maapallon keskilämpötilan kehittyminen määräytyvät eri tekijöiden perusteella, mutta nämä tekijät vaikuttivat samansuuntaisesti erityisen vahvasti 1990-luvun aikana. Tai sitten ilmakehään on vaikuttanut tuntemattomia tekijöitä, jotka ovat väliaikaisesti peittäneet kasvihuonekaasujen vaikutuksen. Tai maapallon ylimääräinen lämpö on yksinkertaisesti kadonnut jonnekin, josta emme havaitse sitä.

Joka tapauksessa on selvää, että ilmakehän hiilidioksidin määrän ja maapallon keskimääräisen lämpötilan välinen suhde tukee varsin heikosti teoriaa ihmisen toiminnan aiheuttamasta jatkuvasti kiihtyvästä ilmastokatastrofista.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:

Mutta miksi Suomen ilmasto on lämmennyt yli kaksi astetta 1800-luvun puolivälistä?

Arviot globaalin ilmaston kehityksestä ovat epätarkentuneet viime aikoina

Noen vaikutus ilmastoon luultua pienempi

Sprinttihiihtohypoteesin "tieteellinen falsifiointiyritys"

Esitin 19. tammikuuta väitteen, että sprinttihiihtäjän menestys pudostusvaiheessa määräytyy pitkälti sen mukaan, mihin puolivälierään hän sijoittuu karsintahiihdon perusteella. Väite perustui tämän vuoden sprinttikilpailujen tuloksiin, ja herätti keskustelua muualla internetissä. Lisäksi yksi blogin lukija oli itse tehnyt samaan asiaan liittyviä laskelmia.

Mikäli sprinttihiihdon kilpailukaavio ei ole tuttu, kannattaa ennen tämän lukemista vilkaista se edellinen kirjoitus. Järjestelmä on selostettu siellä, enkä kopioi sitä enää tänne.

Mutta asiaan.

Herättämästäni keskustelusta innostuneena päätin testata väitteeni pitävyyden käyttäen hyväkseni ennen tätä kautta käytyjen 20 viimeisen sprinttihiihtokilpailun tulokset (Tour de Skin sprintit eivät tällä kertaa ole mukana, koska ajattelin että ne kiertueluonteensa takia saattavat korostaa liikaa palautumisaikoja). Erittelin myös miesten ja naisten tulokset, koska niissä palautuminen on eri mittainen, kuten edellisen kirjoitukseni kommentista ilmenee.

Nyt tarkasteltavien kilpailutulosten mukaan mieshiihtäjien sijoitukset prosentteina olivat seuraavat:

sijoitus	1. erä	2. erä	3. erä	4. erä	5. erä
1	35	20	20	10	15
2	35	25	20	5	15
3	20	40	20	5	15
4	25	10	30	25	10
5	15	20	10	30	25
6	10	15	30	35	10

Nähdään että 35% voittajista (eli 7/20) oli hiihtänyt ensimmäisessä puolivälierässä. Samoin toiseksi tulleista, eli 70% finaalin kahdesta parhaasta oli hiihtänyt ensimmäisessä puolivälierässä.

Taulukosta nähdään myös, että ensimmäisessä puolivälierässä hiihtäneet voittivat noin 2,3 kertaa useammin koko kilpailun kuin viimeisessä puoivälierässä hiihtäneet.


Naisten vastaava taulukko on seuraava:

sijoitus	1. erä	2. erä	3. erä	4. erä	5. erä
1	40	10	15	25	10
2	25	35	10	15	15
3	15	15	15	30	25
4	20	20	25	10	25
5	25	5	25	25	20
6	20	25	25	5	25

Nähdään, että 40% voittajista oli hiihtänyt ensimmäisesä puolivälierässä ja 65% ensimmäiseksi tai toiseksi tulleista oli hiihtänyt tässä erässä. 

Ensimmäisessä puolivälierässä hiihtäneet voittivat naisten kilpailuissa koko kilpailun vielä miehiäkin useammin kuin viimeisessä puolivälierässä hiihtäneet: suhdeluku on tasan neljä. Toisaalta nyt tarkasteltavissa kilpailuissa toisessa puolivälierässä hiihtäneet naiset pärjäsivät yhtä huonosti kuin viimeiseen joutuneet. 

* * *

Toinen tarkastelemani asia oli eri puolivälieristä finaaliin selviytyneiden määrä. Ne on esitetty seuraavassa taulukossa miehet ja naiset eriteltyinä, sekä molemmat yhteensä.

erä	M	N	Yht
1	28	29	57
2	26	22	48
3	26	23	49
4	22	22	44
5	18	24	42

Nähdään, että ensimmäisestä puolivälierästä on selvästi helpompi päästä finaaliin kuin muista. Toisessa ja kolmannessa ei ole juuri eroa, mutta kahdesta viimeisestä tie on muita kivisempi. Tässä on hyvä muistaa, että järjestelmän kaavioluonne tasaa tässä tarkastelussa havaittavia eroja.

Mielenkiintoista kyllä, mutta myös tässä analyysissä esiintyy samanlainen kolmannen puolivälierän yliedustus pyrittäessä finaalivaiheeseen kuin edellisessä tarkastelussani viikko sitten. Ilmiö on lievempi, ja sen syitä voi vain arvailla. Se saattaa olla sattumaa, mutta liittyä myös esimerkiksi sprinttihiihdon "lucky loser" järjestelmään.

* * *

Tieteen teorian - popperilaisen filosofian - kannalta voidaan ajatella, että 19. tammikuuta kirjoittamassani blogikirjoituksessa loin tietystä aineistosta tutkimushypoteesin. Tässä kirjoituksessa olen testannut hypoteesini paikkansapitävyyttä aineistolla, jota ei ole käytetty sen luomiseen. Toisin sanoen olen tehnyt oikeaoppisen hypoteesini falsifiointiyrityksen.

Lopputulos yllätti ainakin itseni, sillä vaikka kilpailujärjestelmän aiheuttamat ongelmat esiintyvät molemmissa aineistoissa, ovat ne tämän vuoden kilpailuissa olleet paljon selvempiä kuin tämän kirjoituksen kohteena olleessa kahdessakymmenessä edellisessä sprinttikilpailussaa.

Loppuyhteenvetona voitaisiinkin todeta, että vaikka sprinttihiihdon kilpailujärjestelmä ei ehkä ole aivan niin kelvoton kuin tämän vuoden tulosten perusteella saattoi ajatella, on se kuitenkin jossain määrin epäreilu eri kilpailijoita kohtaan.

Siten aiemmin ehdottamani keinot parantaisivat sprinttihiihdon kilpailujärjestelmää. Erityisesti olen tykästynyt ajatukseen siitä, että kilpailijat voisivat karsinnan tulosten perusteella itse valita puolivälieränsä. Tämä toisi kilpailuihin mukaan erittäin mielenkiintoisen taktikointimahdollisuuden. Jätän idean eritasoisten hiihtokilpailujen järjestäjien vapaasti käytettäväksi.

Samalla toivotan suomalaisille sprinttihiihtäjille onnea ja menestystä kauden päätapahtumaan! Toivottavasti pääsette nauttimaan kilpailujärjestelmän eduista ettekä joudu sen haittojen uhriksi! Mutta jos joudutte niin kovalla kunnolla, vankalla itseluottamuksella ja suurella sydämellä nekin ovat voitettavissa!

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Sotshin sprintin voittajaksi - ohje suomalaisille sprinttereille
Hiihtäjät on valittu Sotshiin - vaan miten käy itse kisoissa
Kaikuja 1930-luvulta

Siirtyviä maalitolppia ja outoja ilmastomalleja

Törmäsin tänään tutkimukseen, jossa amerikkalainen tutkija Judah L. Cohen ynnä muut ovat etsineet syitä sille, miksi globaali ilmasto ei ole lämmennyt viimeisen reilun vuosikymmenen aikana. Menetelmänä tutkimuksessa on käytetty ilmastotilastojen ja mallinnuksen yhdistämistä, kuten tapana on.

Lyhyesti sanottuna Cohen kumppaneineen havaitsi, että ilmasto on suuressa osaa maapalloa lämmennyt, paitsi talvisin laajoilla alueilla Pohjois-Amerikassa ja pohjoisessa Euraasiassa, missä se on kylmennyt. Ilmastonmuutos on siis muuttunut jatkuvasta globaalista muutoksesta ajallisesti ja maantieteellisesti rajatuksi. Samalla todetaan, että mallien mukaan ilmaston lämpenemisessä pitäisi näkyäkin yleisesti vuosikymmenten mittaisia taukoja.

Tätä tutkimusta lukiessa pistää silmään kaksi tieteenfilosofisesti merkittävää asiaa.

Ensinnäkin minusta on outoa, että tämän artikkelin mukaan globaali ilmaston lämpeneminen ei ole keskeytynyt, vaikka globaalia lämpenemistä ei olekaan vuosikymmeneen tapahtunut, koska tänä aikana on tapahtunut ajallisesti ja paikallisesti rajattuja ilmastonmuutoksia, joiden yhteisvaikutuksena globaali ilmaston lämpeneminen on pysähtynyt. Ainakin toistaiseksi.

Suoraan sanottuna tämä haiskahtaa älylliseltä epärehellisyydeltä. Tilannehan on täsmälleen sama, kuin jos minä siirtäisin yhdestä ämpäristä litran vettä toiseen ämpäriin ja väittäisin ämpäreissä olevan veden määrän lisääntyneen, koska toisessa ämpärissä vesi on lisääntynyt, vaikka se onkin vähentynyt saman verran ensimmäisessä ämpärissä.

Toiseksi, vielä vuonna 2009 eräät tutkijat Science-lehdessä ilmoittivat viidentoista vuoden taukojen ilmaston lämpiämisessä olevan hyvin harvinaisia ilmastosimulaatioissa, ja totesivat että lämpeneminen jatkuu aivan varmasti kunhan odotetaan vielä muutama vuosi.

Tuo viisitoista vuotta tulee täyteen vuonna 2013, ja olen odotellut innokkaasti sen saavuttamista. Valitettavasti nyt puheena olevassa tutkimuksessa tätä falsifiointikriteeriä siirrettiin epämääräisesti ilmaistuiksi "vuosikymmeniksi". Kysymykseni siis kuuluukin, miten tällainen ns. maalitolppien siirtely sopii falsifiointiin perustuvaan popperilaiseen tieteenfilosofiaan? Vastaan itse: ei mitenkään eikä millään tavalla.

Kaiken kaikkiaan tämä tutkimus herätti itsessäni epäilyn siitä, mitä ne mallit nyt ihan oikeasti mahtavat ennustaa. Ainakin kaiken edelle kirjoittamani jälkeen nämä mallit vaikuttavat perin oudoilta itselleni sekä toisen alan tutkijana että ilmastomaallikkona. Kun vielä viralliset tilastot menneestä ilmastostakin tuntuvat elävän lähes ajatuksen nopeudella, olen sanalla sanoen hämmentynyt.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Australian ilmasto vaihtelee ennen näkemättömällä tavalla
Ilmastonmuutosteoria on nyt falsifioitu - vai onko?
Tiedonvälitystä vai mielipiteen muokkausta?

Ilmastonmuutosteoria on nyt falsifioitu - vai onko?

Olen innokkaasti seuraillut sekä ilmastonmuutoksen etenemistä että siihen liittyvää uutisointia. Oma kontribuutioni tähän asiaan on toki ollut vaatimaton, mutta ei kuitenkaan täysin olematon (joskin tieteellisille foorumeille tuntematon; sillä hoitakoon alan "oikeat" tutkijat sen asian, ja kerätköön havainnoistaan kunnian ja meriitit).

Tarkoitan tällä omalla kontribuutiollani sitä, että tein ilmastofoorumille pari vuotta sitten ennusteen ilmakehän hiilidioksidikonsentraation ja ilmaston lämpenemisen suhteesta, johon palasin vuosi sitten ja jälleen tässä kirjoituksessa. Koska tästä ei ole aiemmin ollut blogissani, siirrän tarkastelun aiemmat vaiheet tähän ja jatkan ilmiön seurantaa jatkossa myös täällä.

* * *

Eli tästä kaikki alkoi 25.2.2010:

Nykyisen ilmastonmuutosteorian ytimenä on kasvihuonekaasujen (etenkin hiilidioksidin) vaikutus ilmastoa lämmittävänä tekijänä. Siten hiilidioksidipitoisuuden ja ilmaston lämpenemisen välistä syy-seuraussuhdetta on pidettävä teorian keskeisenä osana.

Laskin huvikseni Mauna Loan hiilidioksidipitoisuuden ja maapallon laajuisten lämpötila-anomalioiden välisen regression koko havaintoajalta eli 51 vuodelta (1959-2009). Tulos oli odotettu, eli sarjojen välillä on tilastollisesti erittäin merkitsevä suhde. Tämä tarkoittaa mielestäni sitä, että hiilidioksidipitoisuuden käyttäminen ilmastonmuutoksen selittäjänä on tässä mielessä perusteltu (regressio tuottanee tilastollisesti merkitsevän tuloksen toisinkin päin, joten tämä ehto ei yksistään ole riittävä mutta unohdetaan se tässä ja uskotaan Arrheniusta). Totesin myös, että regressioanalyysi tuottaa tilastollisesti merkitsevän tuloksen vielä 16 vuoden aikasarjasta (1994-2009), mutta ei sitä lyhemmistä (esim 1995-2009). Laskin näitä lyhyitä sarjoja vuodesta 2009, 1994 ja 1978 taaksepäin. Saamani tulokset olivat 16 ja 17 vuotta; sekä ei lainkaan tilastollista merkitsevyyttä 20 vuoden aikajaksolle 1959-1978. Varhaisimmalla jaksolla hiilidioksidin vaikutus oli siis epäselvempi kuin myöhemmin; ehkä siitä syystä, että muista syistä johtuneet vaihtelut olivat suhteessa suurempia hiilidioksidin vaihteluun kuin myöhemmin sillä sen absoluuttinen vaikutus kasvaa muiden tekijöiden säilyessä oletusarvoisesti samanlaisina.

Tiede perustuu hypoteesien testaamiseen. Muotoilen siis muutaman hypoteesin hiilidioksidin ja lämpötilan välisestä suhteesta, joiden toteutumista voimme seurata tulevina vuosina.

Hypoteesi 1) Hiilidioksidin ja ilmastonmuutoksen välillä säilyy jatkossakin tilastollisesti merkitsevä syy-seuraus-suhde. Siten Mauna Loan ja lämpötila-anomalioiden aikasarjojen välillä tehdyn regressioanalyysin tulee niiden pidentyessä tuottaa edelleenkin tilastollisesti erittäin merkitsevä tulos (tai itse asiassa yhä merkitsevämpi aikasarjojen pidentyessä). Mikäli näin ei tapahdu, voidaan nykyinen hiilidioksidin määrään perustuva ilmastonmuutosteoria hylätä ellei ilmiölle ole osoitettavissa muuta syytä.

Hypoteesi 2) Hiilidioksidin ja ilmastonmuutoksen välillä säilyy jatkossakin tilastollisesti erittäin merkitsevä syy-seuraussuhde tarkastaltaessa nykyisen pituisia aikasarjoja. Siten esimerkiksi aikasarjojen 1965-2015 tulee tuottaa tilastollisesti merkitsevä tulos regressioanalyysissä. Mikäli näin ei tapahdu, voidaan nykyinen hiilidioksidin määrään perustuva ilmastonmuutosteoria hylätä ellei ilmiölle ole osoitettavissa muuta syytä.

Hypoteesi 3) Hiilidioksidin vaikutus ilmastonmuutokseen on jatkossakin sen suuruinen, että se voidaan havaita enintään samanmittaisesta aikasarjasta kuin nykyisin. Tilastollisesti merkitsevän aikasarjan voidaan odottaa lyhenevän siksi, että hiilidioksidimäärän kasvaessa sen vaikutus muuttuu yhä dominoivammaksi (suhteessa muihin tekijöihin) ja siten helpommin tilastollisesti havaittavaksi (kuten edellä kuvaamani laskelmatkin osoittavat). Siten esimerkiksi vuosien 2000-2015 aikasarjoja tarkasteltaessa tulee regressioanalyysin tuloksen olla tilastollisesti merkitsevä. Mikäli näin ei tapahdu, voidaan nykyinen hiilidioksidin määrään perustuva ilmastonmuutosteoria hylätä ellei ilmiölle ole osoitettavissa muuta syytä.

Näistä kolmesta hypoteesista falsifiointivoimaltaan vahvin on ensimmäinen, sitten toinen ja heikoin on kolmas. Toisaalta tieto mahdollisesta falsifioinnista kulkee juuri päinvastaisessa suunnassa, joten kaikkia kolmea on mielenkiintoista seurata tulevaisuudessa.

Lopuksi on tietenkin vielä todettava että mikäli mikään esittämistäni hypoteeseista ei falsifioidu, voidaan nykyisen ilmastonmuutosteorian todeta saaneen vahvistusta, ja selittävän ilmaston lämpötilavaihteluita oikein suuremmalla todennäköisyydellä kuin tänään on mahdollista arvioida (elleivät sitten mahdolliset muut falsifiointiyritykset ole sillä vöin osoittaneet teoriaa vääräksi).

* * *

Tarkasteluni jatkui sitten aikanaan tällä kirjoituksella, joka on päivätty 7.2.2011:

Palaan tähän aiheeseen, koska vuoden 2010 tilastot ovat saatavilla: Mauna Loan mittaukset ovat tuottaneet 389,69 ppm:n hiilidioksidipitoisuuden. HadCRUT3-estimaatti maapallon lämpötilalle puolestaan kertoo 0,498 asteen anomaliasta. Lisäksi vuoden 2009 lämpötilaestimaatti on laskenut 0,439:ään (oli 0,442 tämän ketjun ensimmäistä kirjoitusta kirjoittaessani).

Yllä mainitut lukemat huomioiden on hiilidioksidipitoisuuden ja lämpötilan välisen regressioanalyysin tulos edelleen tilastollisesti merkitsevä 16 vuoden aikajaksolla (1995-2010), mutta ei sitä lyhyemmällä aikavälillä. 15 vuoden aikajaksolla regression riskitaso kuitenkin pieneni edellisestä vuodesta ja on nyt 0,065 (edellisenä vuonna 0,072). Tämä on odotusten mukaista, sillä HadCRUT3:n mukaan vuosi 2010 oli tilastoidun historian toiseksi lämpimin vuosi vuoden 1998 jälkeen.

Yhteenvetona totean, että ilmastonmuutoshypoteesi kesti ongelmitta tämän yksinkertaisen falsifiointiyrityksen. Katsotaan taas ensi vuonna.

* * *

Ja lopultakin siirryn tähän päivään ja uuteen tietoon. 

Ensinnäkin Mauna Loan mittaustulokset ovat hiukan muuttuneet siitä, mitä ne olivat vuosi sitten. Kyse on muutamista sadasosista, ja syyt on ilmoitettu tiedon lähteellä. Tämänkokoisilla muutoksilla ei ole merkitystä näihin laskelmiini, mutta ilmoitettakoon nyt kuitenkin että käytän tässä näitä korjattuja lukuja. Myös vuoden 2010 lämpötilaestimaatti on tarkentunut 0,499 asteeseen yli vertailujakson, millä silläkään ei ole merkitystä.

Vuoden 2011 Mauna Loan mittaukset kertovat hiilidioksidikonsentraation nousseen 391,57 ppm:ään. HadCRuT3-malli puolestaan antaa vuoden 2011 maapallolle lämpötilaestimaatin, joka on 0,346 astetta yli vertailujakson. 

Edelle lainaamissani aiemmissa tarkasteluissa kuvatulla tavalla laskettu regressioanalyysi Mauna Loan hiilidioksidikonsentraation ja maapallon ilmakehän lämpötilan välisestä suhteesta antaa tilastollisesti merkitsevä tuloksen (P<0,05), mutta vain käyttäen 18 viime vuoden (1994-2011) dataa. Sen sijaan 17 vuoden data ei tuota tilastollisesti merkitsevää tulosta (P>0,07); eikä myöskään aiemmin tilastollisesti merkitsevä 16 vuoden (P>0,13) tai sitä lyhyempi tarkastelujakso. 

On siis tultu tilanteeseen, joka poikkeaa oleellisesti vuoden 2010 tilanteesta, jolloin ilmakehän hiilidioksidin ja maapallon lämpötilakehityksen välinen suhde oli tilastollisesti merkitsevä tarkasteltaessa 16 vuoden (tai sitä pidempää) aikajaksoa. Oleellista tässä lienevät toisaalta vuodet 1994 ja 1995, joista ensimmäinen oli varsin viileä ja jälkimmäinen hyvin lämmin sekä tietenkin se, ettei ilmasto ole juurikaan lämmennyt 2000-luvulla huolimatta hiilidioksidikonsentraation kasvusta.

Mielenkiintoista kyllä, edellä tekemäni tarkastelu täyttää kolmannen vuonna 2010 kirjoittamani falsifiointikriteerin. Siten tämän, tieteellisesti täysin validin, tarkastelun perusteella nykyinen hiilidioksidin määrään perustuva ilmastonmuutosteoria voidaan hylätä ellei ilmiölle ole osoitettavissa muuta syytä. 

Mahdollisia "muita syitä" olen aiemmin pohtinut täällä ja täällä, joten kiinnostuneet voivat jatkaa asiaan perehtymistä noiden tekstien kautta. Samalla jäämme odottamaan, tuoko kuluva vuosi jälleen muutoksen näihin laskelmiin vai syveneekö ilmastonmuutoshypoteesin ahdinko entisestään.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:

Tiedonvälitystä vai mielipiteen muokkausta?

Tieteellinen huijaus

Senkö lauluja laulat, jonka leipää syöt?