Doskonale Szare

Dzisiaj przyjrzymy się jednemu z takich przypadków, omawianemu w filmie The Great Global Warming Swindle Martina Durkina.

Pokazano tam mianowice te dwa wykresy, przedstawiające zmiany temperatury Arktyki, wraz z nałożonymi na nie zmianami stężeń CO2 oraz TSI, czyli całkowitej irradiancji Słońca (gęstości strumienia promieniowania elektromagnetycznego wszystkich długości fal emitowanego przez Słońce). Według filmu zostały one opublikowane przez "astrofizyków z Harvardu w oficjalnym czasopiśmie naukowym Amerykańskiej Unii Geofizycznej", i dowodziły że to "Słońce jest siłą napędową zmiany klimatu, a CO2 nie ma znaczenia".

Nasuwa się jednak oczywiste pytanie -- dlaczego akurat Arktyka? Jest przecież całkiem możliwe, że niezależnie od tego, w jaki sposób wyglądałaby się aktywność Słońca, dałoby się wybrać jakiś region Ziemi którego temperatura zmienia się w podobny sposób.

Co gorsza, przedstawiona zostaje sama korelacja, a nie fizyczny mechanizm za nią odpowiadający. Same wahania wartości strumienia promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi są zbyt małe, by wyjaśnić zmiany temperatury, a tym bardziej zachodzące selektywnie w samej Arktyce.

Trzeci problem to konsekwencja poprzednich: nawet jeśli korelacja faktycznie jest rzeczywista, to nie jest w stanie wytłumaczyć skąd bierze się globalne ocieplenie... które dotyczy, jak sama nazwa wskazuje, całej Ziemi. Przebieg uśrednionej temperatury globlanej różni się znacznie od zmian temperatury Arktyki, więc idealna korelacja z tą drugą oznacza brak korelacji z pierwszą.

Widać to na poniższym wykresie, na którym nałożono zmiany temperatury globalnej (wg. danych Centrum Hadleya) i temperatury Arktyki (wg. Poliakowa, którego dane były źródłem wykresu pokazanego na filmie), w latach 1875-2000. Oba wykresy mają różne skale, bo temperatura w Arktyce zmienia się z znacnie większym stopniu; co jednak istotniejsze zmiana temperatury drugiej połowy XX wieku prowadzi do klimatu cieplejszego od tego, jaki istniał w latach czterdziestych, gdy tymczasem temperatury arktyczne dla obu okresów są podobne.

I na tym moglibyśmy zakończyć, gdyby nie odwołanie się do "astrofizyków z Harvardu". Jeśli to astrofizycy znaleźli tę korelację, a nie Martin Durkin, to być może coś jest na rzeczy?

Najpierw jednak sprostujmy jedno małe przekłamanie The Great Global Warming Swindle: artykuł na który się powołują¹ miał tylko jednego autora, Willie Soona z harvardzkiego Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO). Durkin pisał w liczbie mnogiej z przyzwyczajenia, gdyż obok Soona w SAO pracuje także Sallie Baliunas. Oboje są, jeśli chodzi o globalne ocieplenie, "etatowymi sceptykami", ale o tym może innym razem... na razie przyjrzyjmy się meritum, czyli artykułowi Soona.

Widzieliśmy już, że wybór samej Arktyki jest podejrzany. To jednak nie koniec, bo jeszcze dziwniejszy jest wybór rekonstrukcji TSI:

"The annual TSI data are the composite record constructed by Hoyt and Schatten [1993] (and update from D. Hoyt, 2005) utilizing all five historical proxies of solar irradiance including sunspot cycle amplitude, sunspot cycle length, solar equatorial rotation rate, fraction of penumbral spots, and decay rate of the 11-year sunspot cycle."

Aby zrozumieć problem, musimy w tym miejscu przypomnieć, że bezpośrednie pomiary satelitarne całkowitej irrandiancji (TSI) są prowadzone dopiero od końca lat siedemdziesiątych, a wcześniejsze zmiany tej wartości muszą być rekonstruowane na podstawie danych pośrednich. Metod rekonstrukcji jest kilka -- najpopularniejsze wykorzystują zapisy ilości plam słonecznych (i wyliczone na ich podstawie długości cyklu słonecznego) oraz modulowane aktywnością słoneczną fluktuacje ilości radioaktywnych izotopów węgla C-14 i berylu Be-10 z grenlandzkich i antarktycznych rdzeniach lodowych.

Oryginalna rekonstrukcja Hoyta i Schattena z 1993 roku oparta jest głównie o zmiany ilości plam słonecznych, oraz pomiary satelity Nimbus-7 z lat 1979-1993, użyte do przeskalowania danych do fizycznych, zmierzonych wartości TSI. Badania przeprowadzane od tego czasu przez innych naukowców podważyły jednak istnienie tak dużej zmienności aktywności słonecznej, a satelitarne pomiary TSI pokazały, że obecne jej wartości oscylują wokół 1366 W/m², a nie 1372 W/m². Poniższy wykres pokazuje zestawienie czterech różnych rekonstrukcji, z których dwie pierwsze (Hoyta i Schattena oraz Leana) reprezentują "stary" paradygmat zmian TSI (odzwierciedlony w trzecim raporcie IPCC z 2001 roku), a dwie ostatnie (Wanga i Preminger) obecne ustalenia naukowców².

Niektórzy heliofizycy (z których najbardziej znanym jest Leif Svalgaard) uważają nawet, że zmienność aktywności słonecznej jest jeszcze mniejsza:

Jasne więc jest, że gdyby Willie Soon korzystał z nowszych rekonstrukcji, korelacja z temperaturą Arktyki musiałaby zniknąć. Przykładowo, gdyby użył danych Wanga, wynik byłby następujący:

Możemy też zapytać, jak wyglądałyby wyniki Soona, gdyby je uzupełnić o kolejne 8 lat danych. Zmiany temperatury Arktyki w latach 1875-2000 zostały opracowane przez Poliakowa et al³ na podstawie selekcji danych pochodzących z 75 najlepszych stacji meteorologicznych znajdujących się powyżej 62 równoleżnika północnego. Selekcja danych HadCRUT3v z tego samego regionu pokazuje wyniki bardzo zbliżone, umożliwiając nam zobrazowanie temperatury Arktyki w latach 2000-2008. Widzimy wyraźne ocieplenie:

W przypadku TSI od 1979 roku dysponujemy bezpośrednimi pomiarami⁴, połączenie ich z rekonstrukcją Hoyta i Schattena jest jednak problematyczne -- obecnie nie ma wątpliwości, że poziom 1372 W/m² użyty przez naukowców w 1993 roku był nieco zawyżony. Ciekawe jest to, że Soon wciąż go używa w roku 2005, powołując się na "uaktualnione", lecz nigdzie nie publikowane dane Hoyta. Do skonstruowania poniższego wykresu wykorzystałem więc dane ACRIM i PMOD tak przesunięte, by odpowiadały wartościom użytym przez Soona i Hoyta.

Konkluzja jest jasna: już u Soona było widać, że korelacja dla lat 1980-2000 przestaje istnieć, a kolejne lata tylko to potwierdzają. Dla trzech ostatnich cykli słonecznych nie da się zauważyć wyraźnego trendu zmian TSI, gdy temperatura Arktyki wzrosła w tym samym czasie o ponad 1 stopień. Możecie być jednak pewni, że tego od "sceptyków" się nie dowiecie -- a wykresy Soona i The Great Global Warming Swindle będziecie musieli oglądać ad nauseam.

1) Soon WWH: "Variable solar irradiance as a plausible agent for multidecadal variations in the Arctic-wide surface air temperature record of the past 130 years", Geophysical Research Letters 32, L16712 (2005)

2) Aby lepiej uwidocznić różnice pomiędzy różnymi rekonstrukcjami zostały one znormalizowane do "bazowej" wartości 1366 W/m² dla okresu 1980-2000.

3) Polyakov I "Variability and trends of air temperature and pressure in the maritime Arctic, 1875-2000". Journal of Climate 16 (12): 2067-2077.

4) Zajmowały się tym w różnych okresach różne satelity, a wzajemne uzgodnienie uzyskanych przez nie danych skomplikowała katastrofa promu kosmicznego Challenger, która opóźniła wystrzelenie satelity UARS z bolometrem ACRIM-2. W celach porównawczych użyto tutaj dwóch konkurencyjnych analiz pomiarów TSI (ACRIM Willsona i Mordvinova oraz PMOD Froehlicha i Leana).