Kritikk mot tolkning av bakkemålinger

Klimaforskere har hevdet at feilkilder ved bakkemåling av temperatur er identifisert og fjernet. Tre ferske studier antyder det motsatte, og indikerer at målingene fortsatt viser en for stor global oppvarmingstrend.

Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.

Når forskere snakker om global oppvarming, refererer de gjerne til temperaturmålinger gjort like over bakken, forskjellige steder rundt om i verden.

Disse målingene viser ifølge det internasjonale klimapanelet (IPCC) at den globale middeltemperaturen har steget med rundt 0,15 grader celsius per tiår siden 1976.

Bakkemålingene tillegges stor vekt i IPCCs rapporter, hvor det også beregnes at den globale oppvarmingen sannsynligvis vil fortsette i et tempo på 0,1-0,2 grader celsius per tiår. IPPC tegner et scenario med en global oppvarming på mellom 1,4 og 5,8 grader celsius fra 1990 til 2100.

Bakkemålinger og satellittmålinger

Målinger gjort i den lavere og midtre delen av troposfæren viser imidlertid ikke den samme oppvarmingstrenden - noe IPCC erkjenner. Temperaturmålinger fra satellitter og ballongmålinger viser mye mindre (eller ingen signifikant) global oppvarming, sammenlignet med bakkemålingene og klimamodellene.

Dersom den stigende temperaturen på jordoverflaten er forårsaket av utslipp av CO2, og en økende drivhuseffekt, forutsier de beste tilgjengelige teoretiske modellene at oppvarmingen av overflaten og troposfæren vil skje samtidig, ja faktisk at den største oppvarmingen vil være i troposfæren.

Dette har forårsaket mye vitenskapelig debatt siden 1990-tallet - en debatt som også har foregått hos forskning.no. Du kan lese mer om diskusjonen i artikkelen Satellittdata med bakkekontakt.

Varmeøyeffekten

En viktig uoverensstemmelse i klimaforskningen dreier seg altså om hvorfor målinger ved jordoverflaten viser en forholdsvis kraftig stigning i den globale temperaturen de siste tiårene, mens målinger gjort i troposfæren viser mye mindre oppvarming.

Debatten har i stor grad dreid seg om å prøve å forklare dette misforholdet på mer eller mindre oppfinnsomme måter - enten ved å kritisere satellitt- og ballongmålingene, eller ved å kritisere bakkemålingene.

Kritikken av bakkemålingene har blant annet handlet om at de fleste tettbebygde områder vil oppleve en oppvarming på grunn av den såkalte varmeøyeffekten:

"Chicago: Byer genererer og absorberer varme."
"Chicago: Byer genererer og absorberer varme."

Ikke bare genererer byene varme; menneskeskapte strukturer, som bygninger, betong eller asfalt, fanger mer varme enn landlige omgivelser. Varmen absorberes om dagen, og slippes sakte ut igjen om natta. Temperaturøkningen er derfor mest markant i de nattlige timene.

Resultatet blir en høyere middeltemperatur enn du for eksempel vil finne i nærliggende ubebygde strøk.

Ved byer og på land

De fleste studier regner med at det finnes pålitelige bakkemålinger fra rundt 1850. Disse målingene er hentet fra termometere plassert i hvitmalte bokser to meter over bakken; såkalte “Stenvenson screens” (se bilde øverst).

Boksene plasseres gjerne der det finnes mennesker som er kompetente til å lese dem av. De fleste er derfor plassert i byer, og ikke minst på land.

Landområdene utgjør 25 prosent av Jordens overflate, mens 75 prosent av planeten er dekket av vann og is. Mange områder på land dekkes heller ikke av målestasjonene, for eksempel ørkener, tundra, fjell og skog, mens flere urbane områder har en uforholdsmessig stor mengde målestasjoner for temperatur.

Enkelte forskere stiller derfor spørsmål ved de grunnleggende temperaturdataene som brukes til å demonstrere at Jordens temperatur har økt kraftig det siste århundret. Enkelte betviler hvorvidt det går an å trekke ut noe tall for “global oppvarming” fra bakkedataene.

Har forsøkt å korrigere

Argumentet mot bakkemålingene har vært at problemene ved dem vil bidra til et falskt inntrykk av langvarig global oppvarming. Etter hvert har det da også blitt et godt etablert faktum at bakkebaserte værstasjoner har vært påvirket av lokale faktorer som økonomisk vekst og endringer i bruk av landområder.

I den siste rapporten fra IPCC har man derfor prøvd å ta kritikken til etterretning, og i Summary for Policymakers hevdes det uten noen videre diskusjon, at en graf over global gjennomsnittstemperatur er korrigert for forskjellige faktorer, for eksempel varmeøyeffekten.

Mange klimaforskere hevder derfor at selv om ikke-klimatiske faktorer er tilstede i rådataene, har de i dag blitt identifisert og fjernet på en tilfredsstillende måte.

- Knapt et aktuelt forskningstema lenger

- Denne debatten var på det mest intense da den andre IPCC-rapporten ble laget i 1996. Mange vitenskapelige arbeider har senere vist at feilmålinger ikke kan forklare den globale oppvarmingen, og dette kan knapt sies å være et aktuelt forskningstema lenger, sa Pål Prestrud, direktør CICERO - Centre for Climate and Environmental Research in Oslo, etter at forskning.no omtalte varmeøyeffekten i en artikkel i november 2003.

Sigbjørn Grønås, professor i meteorologi ved Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen, argumenterte på lignende måte i en kommentar på forskning.no i desember 2003:

- I IPCCs rapport fra 2001 blir problemet grundig diskutert. I beregninger av global temperatur ved bakken tar en hensyn til varmeøyer. Dersom observasjoner fra byer benyttes, blir de korrigert slik at de får samme trend som omliggende stasjoner. Dersom det ikke fins omliggende stasjoner, forkastes bymålingene, skrev Grønås.

McKitrick og Michaels

Det finnes imidlertid forskere som sier seg uenige i at feilene i bakkemålingene er rettet opp på en tilfredsstillende måte. Tre ferske studier viser at temperaturtrendene registrert ved bakkemålinger fortsatt er påvirket av ikke-klimatiske faktorer. Dette kan føre til at debatten blusser opp igjen.

Den ene artikkelen er publisert i tidsskriftet Climate Research, og kommer fra Ross McKitrick ved University of Guelph i Ontario i Canada, og Patrick J. Michaels fra University of Virginia i USA.

- Ubegrunnet antagelse

"Ross McKitrick kritiserer bakkemålingene."
"Ross McKitrick kritiserer bakkemålingene."

- IPCC har lagt veldig stor vekt på en artikkel fra 1990 i Nature av Jones et al. Studien sammenlignet urbane-rurale data med kun rurale data - selv om de tillot “rurale” å dekke byer med opp til 100 000 innbyggere i Kina, sier McKitrick til forskning.no.

- De endte opp med bevis for en skjevhet ved de urbane dataene mange steder, men i konklusjonen og sammendraget gjorde de en ubegrunnet antagelse om at skjevheten i hele resten av verden ville være mindre enn én tiendedel av den målte oppvarmingstrenden på 1900-tallet, fortsetter han.

- IPCC brakte påstanden videre i sin rapport, og har på det grunnlaget mer eller mindre ignorert problemet, sier McKitrick.

Hockeykølla

McKitrick var nylig i vinden fordi han presenterte en studie sammen med Stephen McIntyre, som plukket fra hverandre Michael Manns hockeykøllegraf fra 1998.

Hockeykøllegrafen viser en markant temperaturøkning de siste årene, og har vært svært viktig for forskeres og beslutningstageres oppfatning av den globale klimautviklingen - blant annet fordi den fikk en fremtredende plass i den siste rapporten fra IPCC.

Du kan lese mer om kontroversen dette skapte i artikkelen Klimaskifte i Miljødebatten.

Sosioøkonomiske variabler

Denne gangen konkluderer McKitrick og Michaels med at temperaturdataene fra IPCC gir en for stor oppvarmingstrend på grunn av sosioøkonomiske effekter som ikke har blitt skikkelig fjernet fra IPPCs datasett.

- Bakketemperaturdata, inkludert IPCCs gitternettserie, bør ikke tolkes som om de bare måler “klima”. De reflekterer påvirkning fra mange ting, inkludert en sammensatt blanding av lokale økonomiske og sosiale faktorer, skriver McKitrick og Michaels i sin vitenskapelige artikkel.

- Enkelte av disse utgjør indirekte innvirkning på lokale temperaturer, men har ingen ting å gjøre med det globale klimaet, mens andre ikke har noe med temperatur å gjøre i det hele tatt, men isteden påvirker kvaliteten på datakontrollen, fortsetter de.

Det krever for eksempel store ressurser å bemanne meteorologiske målestasjoner - særlig stasjoner i mindre befolkede områder. Dette illustreres av at to tredjedeler av verdens målestasjoner har blitt stengt siden 1970, slik at det totale antallet stasjoner i Global Historical Climatology Network har gått ned fra rundt 6 000 til 2 000 over de siste to-tre tiårene.

- IPCCs diskusjon er kort

Befolkningsmengde brukes gjerne som indikator for utenforliggende innvirkninger på temperaturtrenden, og dette kvantifiseres ofte ved å sammenligne målestasjoner i urbane og mer rurale områder.

McKitrick og Michaels mener befolkning ikke alltid fungerer som indikator for ikke-klimatiske temperaturtrender, og at til og med små landsbyer kan oppleve endringer av landområdene som forårsaker varmeøyeffekter.

I tillegg er det bare mulig å sammenligne urbane målestasjoner med mer rurale stasjoner i områdene der hvor temperaturdata samles inn tett nok til at de er sammenlignbare, noe som ikke er tilfelle over alt.

- I IPPCs rapport er diskusjonen om varmeøyeffekten kort, og etterlater et inntrykk av at ikke-klimatiske signaler har blitt suksessfullt fjernet fra de rådataene fra værstasjonene, skriver McKitrick og Michaels.

- Økningen kan være like lav som observert av satellittmålingene

I sin studie tester de dette. De skaffet seg først data om månedlig overflatetemperatur fra 1979 til 2000, fra 218 individuelle stasjoner i 93 forskjellige land. Deretter så de på temperaturdataene i sammenheng med lokalt klima, i tillegg til indikatorer på lokal økonomisk aktivitet og datakvalitet.

De fant ut at det romlige mønsteret på temperaturtrendene samvarierer med ikke-klimatiske faktorer som økonomisk aktivitet, og visse sosiopolitiske effekter.

- Denne studien viser at etter å ha kontrollert for disse faktorene, er den observerte raten for temperaturendring merkbart lavere i et globalt utvalg. Avhengig av hvordan økonomiske faktorer fjernes, kan temperaturendringen være like lav som observasjonene fra satellittmålingene, fortsetter forfatterne.

Mer forskning nødvendig

De gjentok den samme prosessen på de korresponderende gitternettdataene fra IPCC.

På tross av IPCCs forsøk på å fjerne de ikke-klimatiske variablene, mener McKitrick og Michaels å ha funnet ut at lignende korrelasjoner eksisterer, og at IPCCs data viser en for sterk oppvarmingstrend.

- Resultatene i denne studien støtter hypotesen om at publiserte temperaturdata er forurenset med ikke-klimatiske påvirkningskilder som til sammen utgjør et bias mot global oppvarming, og at man bør anstrenge seg for å kvantifisere disse effektene skikkelig, konkluderer forfatterne.

Laat og Maurellis

A.T.J. de Laat og A. N. Maurellis fra National Institute for Space Research i Nederland har publisert en artikkel i det vitenskapelige tidsskriftet Geophysical Research Letters, som antyder at observerte endringer i overflatetemperaturen kan være et resultat av lokale oppvarmingsprosesser, og ikke ha noe å gjøre med pådriv fra drivhusgasser.

Ved hjelp av data som beskriver de forskjellige nivåene av industriell aktivitet rundt på planeten, kvantifisert ved hjelp av CO2-utslipp, delte forskerne jordoverflaten inn i ikke-industrielle og industrielle sektorer med forskjellige intensitetsnivåer. Deretter plottet de inn temperaturtrendene fra 1979 til 2001 på de forskjellige sektorene med data fra både jordoverflaten og de midtre og lavere delene av troposfæren.

De rapporterer at målingene av temperaturendringene ved jordoverflaten og i de lavere delene av troposfæren gir et veldig forskjellig bilde fra klimamodellenes prediksjoner, og viser sterke observasjonsbevis for at graden av industrialisering samvarierer med økningen i overflatetemperatur så vel som temperaturendringer i de lavere delene av atmosfæren.

- Landbaserte prosesser viktigere enn drivhusgasser

Resultatene viser at oppvarmingen på jordoverflaten og i de lavere delene av troposfæren i alle de industrielle regionene er større enn den gjennomsnittlige oppvarmingstrenden i alle de ikke-industrielle regionene. Forskjellene mellom de ulike temperaturtrendene blir stadig sterkere etter hvert som industrialiseringen øker.

Laat og Maurellis sier at områder med høyere temperaturtrender som korresponderer med høyere CO2-utslipp, dekker en betydelig del av kloden, og at dette impliserer at den virkelige globale middeltemperaturen sannsynligvis er mindre enn for eksempel temperaturen i dataene fra Hadleysenterets Climate Research Unit (CRU). Årsaken er at temperaturmålingene som utgjør databasen ofte er gjort i nærheten av menneskelig industriell aktivitet.

Forskerne mener funnene antyder et hittil oversett pådriv for lokal økning av overflatetemperatur, som henger sammen med industrialisering, og gir sterk støtte til andre indikasjoner om at overflateprosesser (for eksempel endringer i bruk av landområder eller varmeøyeffekten) er avgjørende faktorer i observerte endringer i overflatetemperaturen.

- Veier mer enn pådriv fra drivhusgasser

- Vi kritiserer ikke tidsseriene med overflatetemperatur, men viser at de stemmer overens med et bilde av troposfærisk oppvarming hvor overflateprosesser, heller enn drivhusgassprosesser, bidrar med en stor mengde oppvarming direkte til overflaten og atmosfæren over industrialiserte regioner, sier Maurellis til forskning.no.

- Noen av våre kolleger har argumentert med at vi bare har påvist varmeøyeffekten, og at denne effekten bør fjernes fra dataene slik at den “virkelige” globale oppvarmingen blir igjen. Dette har de rett i, dersom man bare ser etter global oppvarming. Vi imøtegår imidlertid dette med å si at for i det minste store områder rundt industrialiserte regioner, er oppvarmingen fra varmeøyeffekten mye større enn forventet. Faktisk veier den mer enn effektene fra oppvarming på grunn av pådriv fra drivhusgasser, sier Maurellis.

- Studien avdekker en viktig feil ved klimamodellene, som nesten bare er basert på globale prosesser i den øvre troposfæren, heller enn lokale, lavere troposfæriske prosesser og overflateprosesser, sier Maurellis.

Balling og Roy

Den tredje studien som nylig har stilt spørsmålstegn ved kvaliteten på temperaturserier fra bakkemålinger, kommer fra Robert C. Balling Jr. og Shouraseni Sen Roy ved Arizona State Unicersity i USA.

De har tatt for seg data fra 1 221 målestasjoner over perioden 1951-2000, fra den anerkjente databasen United States Historical Climatology Network (USHCN). Konklusjonen er som følger:

- Resultatene antyder at USHCN inneholder noen tvilsomme oppvarmingssignaler ved noen målestasjoner, på tross av de mange forsøkene på å kontrollere disse dataforurensningene kvantitativt.

Hvorfor sier forskere at feilkildene i bakkemålingene er redegjort for?

- Alt jeg vil si er at forskerne som analyserer disse dataene ser veldig nøye etter for å prøve å forsikre seg ikke bare om at de individuelle målestasjonene er skikkelig kalibrert, men også at de kan trekke fra den såkalte varmeøyeffekten. Det som gir en noe tillit til at de gjør dette ganske bra, er at trendene de ser på termometerne i byene - når de har trukket fra varmeøyeffekten, er den samme som vi nå ser i de større områdene utenfor byene, sa Dr Robert Tony Watson, formann for IPCC, i et vitnesbyrd overfor australske myndigheter om Kyotoavtalen 18. juni 2001.

- Han sier det samme som mange andre forskere, at “ja, det er problemer med dataene, men ikke vær redd, ekspertene har identifisert og fikset dem”. Problemet er at de har sagt dette så ofte og så lenge at de alle tror på det, men det er ikke sant, sier McKitrick.

- Økonomer har lenge forstått at datakvaliteten fra utviklingsland og tidligere Sovjetunionen er veldig tvilsom, så jeg har sett på IPPCs likegyldighet overfor dette problemet som en slags forsettlig blindhet, motivert av det faktum at de har investert en stor del av sin troverdighet i påstanden om at dataene er fri for uvedkommende skjevheter, sier McKitrick.

- Mangler insitament

- IPCC har ikke noe insitament for å teste egne påstander, siden dersom de ikke er sanne, er det de som har mest å tape. Ikke bare undergraver det påstanden om at verden opplever rask oppvarming, men siden de kalibrerer klimamodellene etter overflatetemperaturdataene, ville det indikere at klimamodellene er programmert til å vise for mye oppvarming, sier McKitrick.

- Dersom folk mister troen på overflatedataene, vil de i tillegg vende seg til ballong- og satellittdataene, men det finnes ikke noe oppvarmingssignal i disse tidsseriene. IPCC-forskerne vil derfor ha et stort problem dersom de grunnleggende dataene deres viser seg å ha et bias mot global oppvarming, sier McKitrick.

Studier fra i fjor

Også i fjor kom det studier som viser at man ikke har klart å fjerne alle ikke-klimatiske faktorer fra temperaturseriene fra bakkemålinger.

Nederlandske forskere (Brandsma et al) viste i International Journal of Climatology at varmeøyeffekten ikke bare skaper problemer for avlesningen av temperaturen i byer, men også for omliggende rurale områder. Studien viser at denne effekten er mye større enn man tidligere har trodd.

Eugenia Kalnay og Ming Cai fra University of Maryland viste i Nature at endringer i bruk av landområder og urbanisering står for en signifikant andel av økningen i overflatetemperatur over de siste 100 årene. Effekten er minst dobbelt så stor som man tidligere har estimert for USA.

Pål Prestrud har ikke vært villig til å kommentere de nye studiene, og forskning.no har ennå ikke lykkes å få en kommentar fra Sigbjørn Grønås.

Referanser:

McKitrick R, Michaels PJ; A test of corrections for extraneous signals in gridded surface temperature data; Climate Research; vol. 26; nr. 2; 25. mai 2004.

de Laat A. T. J., A. N. Maurellis; Industrial CO 2 emissions as a proxy for anthropogenic influence on lower tropospheric temperature trends; Geophysical Research Letters; vol. 31; L05204; doi:10.1029/2003GL019024; 2004.

Balling R. C. og S. S. Roy; A spatial entropy analysis of temperature trends in the United States, Geophysical Research Letters; 31; L09201; 2004; doi:10.1029/2004GL019630.

Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC), 2001, Climate Change 2001: The Scientific Basis, Cambridge Univ. Press, New York.

Brandsma, T., G. P. Konnen, and H. R. A. Wessels; Empirical estimation of the effect of urban heat advection on the temperature series of De Bilt (The Netherlands). International Journal of Climatology; 23; 829-845; 1. mai 2003; DOI: 10.1002/joc.902.

Kalnay, E., and M. Cai; Impact of urbanization and land use change on climate. Nature; 423; 528-531; 29. mai 2003.

Flere artikler om temaet hos forskning.no:

Klimaskifte i miljødebatten
Satellittdata med bakkekontakt
- Svekker ikke argumentene
Fundamentale mangler ved klimamodellene?

Powered by Labrador CMS