Doskonale Szare

Tydzień temu "sceptyczne" blogi entuzjastycznie ogłosiły:

Nature not man responsible for recent global warming

Three Australasian researchers have shown that natural forces are the dominant influence on climate, in a study just published in the highly-regarded Journal of Geophysical Research. According to this study little or none of the late 20th century global warming and cooling can be attributed to human activity. [...] "The surge in global temperatures since 1977 can be attributed to a 1976 climate shift in the Pacific Ocean that made warming El Nino conditions more likely than they were over the previous 30 years and cooling La Nina conditions less likely" says corresponding author de Freitas.

"We have shown that internal global climate-system variability accounts for at least 80% of the observed global climate variation over the past half-century. It may even be more if the period of influence of major volcanoes can be more clearly identified and the corresponding data excluded from the analysis."
[...]
Bob Carter, one of four scientists who has recently questioned the justification for the proposed Australian emissions trading scheme, says that this paper has significant consequences for public climate policy.
"The close relationship between ENSO and global temperature, as described in the paper, leaves little room for any warming driven by human carbon dioxide emissions. The available data indicate that future global temperatures will continue to change primarily in response to ENSO cycling, volcanic activity and solar changes."

"Our paper confirms what many scientists already know: which is that no scientific justification exists for emissions regulation, and that, irrespective of the severity of the cuts proposed, ETS (emission trading scheme) will exert no measurable effect on future climate."

Imponujące, prawda? Według autorów artykułu (bo to oni przygotowali tę notkę prasową, cytowaną in extenso przez wiele blogów) udało im się udowodnić, że głównymi czynnikami klimatotwórczymi jest cykl El Nino, erupcje wulkaniczne i zmiany aktywności słonecznej, a gazy cieplarniane są nieistotne.

Sprawdźmy więc, czy faktycznie te bombastyczne twierdzenia są uzasadnione. Artykuł można znaleźć tutaj.

Zdziwienie pierwsze: JGR, szacowne czasopismo AGU, w ogóle opublikowało tego gniota.

Zdziwienie drugie: potrzebnych było aż trzech sceptyków, by napisać coś z czym poradziłby sobie leniwy student trzeciego roku fizyki w jedno popołudnie.

Zdziwienie trzecie: metodologia użyta w artykule nic nie mówi, i nic nie może mówić, o trendach zmian temperatury.

Cóż bowiem zrobili McLean, de Freitas i Carter?

Krok 1. Ściągnęli ogólnodostępne dane klimatyczne: dwa szeregi czasowe temperatury środkowej troposfery (UAH i RATPAC), oraz indeks oscylacji SOI, który mówi w której fazie cyklu El Nino-La Nina znajduje się Pacyfik.

Góra: dane UAH dla środkowej troposfery, dół: indeks SOI. Dla danych uzyskanych z radiosond (RATPAC) analiza wygląda identycznie.

Krok 2. Wyliczyli średnią kroczącą (SMA) dla każdego z tych szeregów, usuwając z danych sygnał o wysokiej częstotliwości (wariacje miesięczne):

Krok 3. Policzyli (a w zasadzie oszacowali, odejmując wartości odległe o 12 miesięcy) pochodną tak przekształconych parametrów po czasie.

Krok 4. Wycięli okienka odpowiadające erupcjom wulkanicznym -- ze względu na to, że liczona była średnia 12-miesięczna, a potem delta t wynosiło 12 miesięcy, w sumie szeregi dla lat 1979-2008 utraciły 4 lata danych z powodu dwóch dużych erupcji (El Chichón i Pinatubo).

Krok 5. Zrobili regresję liniową dla zróżniczkowanych temperatur i SOI, przesuwanych kolejno o 1 miesiąc. Wyszło im, że współczynnik korelacji jest maksymalny dla 5-7 miesięcy, czyli że po takim czasie środkowa troposfera reaguje na zmiany SOI.

Wyniki regresji liniowej dla danych powyżej (z pominięciem kroku 4), dla przesunięć -3 -- 12 miesięcy. Na czerwono zaznaczono wyniki dla których wartości współczynnika korelacji są maksymalne.

"Co najmniej 80%" wariacji temperatur, które ma "wyjaśniać" cykl ENSO, to wartość współczynnika determinacji pomiędzy szeregami czasowymi (i w przypadku temperatur nie globalnymi, ale dla tropików!), które zostały uśrednione i zróżniczkowane... Problem w tym, że pochodna funkcji liniowej w postaci Ax+B daje A. Ponieważ przy regresji liniowej stałe nie mają żadnego wpływu na wartość współczynnika korelacji, jak szybko zauważyło kilku blogujących naukowców, wyliczona przez de Freitasa, McLeana i Cartera korelacja pomiędzy (pochodną) temperatury od (pochodnej) SOI jest "ślepa" na długoterminowe trendy zbliżone do liniowych -- czyli dokładnie takie, o jakich mowa w przypadku globalnego ocieplenia.

Skąd więc wzięły się twierdzenia zawarte w treści notki prasowej? Wczytując się dokładnie w treść samego artykułu, można dostrzec jak sprytnie został on spreparowany: autorzy wymiennie używają terminów temperature variance i temperature variation, choć operują przez większość czasu na szacowanej pochodnej temperatury. W samym streszczeniu artykułu (które zgodnie z naukową tradycją powinno zawierać zarówno sformułowanie problemu, jak i jego autorskie rozstrzygnięcie) nie ma mowy o trendach, ani roli gazów cieplarnianych. Dopiero ostatni akapit artykułu zawiera tezę

Finally, this study has shown that natural climate forcing associated with ENSO is a major contributor to variability and perhaps recent trends in global temperature, a relationship that is not included in current global climate models.

mimo że nawet tryb przypuszczający "ENSO is a major contributor to [...] perhaps recent trends in global temperature" nie jest uzasadniony w żaden sposób analizą autorów. McLean i jego koledzy zabawili się więc w kotka i myszkę z recenzentami swojego artykułu, przemycając do niego kilka zdań bez związku z jego treścią, a które następnie stały się podstawą dla notki prasowej, zawierającej "prawdziwe" wyjaśnienie znaczenia ich odkrycia.

Najgorsze jest to, że pomijając tych kilka zdań, artykuł jest mniej więcej technicznie poprawny ("mniej więcej", bo zawiera kilka dziwnych błędów, które dowodzą że recenzenci w JGR byli wyjątkowo "wyrozumiali"), choć mało oryginalny, bo o wpływie cyklu ENSO na klimat wiadomo od dziesięcioleci. Całe "meritum" sprawy zostało przeniesione na forum niepodlegające standardom naukowej rzetelności -- bo na łamach branżowych czasopism "sceptycy" nie mają nic ciekawego do powiedzenia.

Najbardziej szkoda samego Journal of Geophysical Research, którego rzetelność została podważona. Poprzednim razem, kiedy de Freitas wyciął podobny numer, zakończyło się rezygnacjami redaktorów oburzonych publikowaniem kiepskich artykułów. Ciekawe, czy tym razem będzie podobnie.

Aktualizacja

Jeden z redaktorów JGR-Atmospheres tak skomentował tę sprawę:

A message on behalf of the editors of JGR-Atmospheres: as editors, we do not discuss the details of the peer review process and we will also not do that in this case. We will say that despite all the hard efforts made by reviewers and editors, the peer review process is not perfect. Occasionally, papers that contain errors or controversial statements without adequate discussion do get accepted for publication. In these cases, JGR Atmospheres encourages the scientific community to submit comments and discuss these papers in the peer-reviewed literature.

Polemikę z artykułem McLeana wysłaną do JGR można przeczytać tutaj.