Lørdag 23.2.2019 - Uke 08
logo   128 000 besøkende i 2018

Samarbeidspartnere

Det er et betydelig avvik mellom klimamodellene og observert temperatur. Om vi justerer for store vulkanutbrudd, vokser avviket ytterligere, skriver Ole Humlum og Jan-Erik Solheim.


Som det fremgår av vår artikkel 14. juni ‘Kan vi stole på klimamodellene? ’ er det et betydelig avvik mellom disse og observert temperatur, spesielt de siste 15-16 år. Vi mener som nevnt at med så store feil på så kort tid er klimamodellene verdiløse til klimaprognoser. Det er midlertid enda verre enn bare et avvik over de siste 15-16 år, noe vi skal demonstrere nedenfor.

Innledningsvis bør det dog først nevnes at sannsynligvis er ikke alle enige i denne konklusjon, men vil i stedet hevde at den manglende varme (den akkumulerte forskjell over de siste 15-16 år) kan tenkes å ‘gjemme’ seg dypt i verdenshavene. Det mener vi ikke er en god forklaring av flere årsaker:

  1. Klimamodellenes prognoser om temperaturstigning de siste 15-16 år går på lufttemperatur ved bakken, ikke dyphavstemperatur.
  2. Dersom CO2 var årsak til oppvarmning av dyphavet, skulle denne varmen først kunne påvises høyt i troposfæren ved ekvator, hvilket ikke har vært tilfelle.
  3. Deretter skulle varmen forplante seg til lavere høyde over verdenshavene, en utvikling som heller ikke kan dokumenteres.
  4. Til slutt skulle varmen føres fra overflaten til stor dybde i havene, en dynamikk som heller ikke kan påvises med målte data.

Kort sagt, forklaringen om den ‘gjemte’ varme fra CO2 virker ikke spesielt overbevisende, for å si det mildt. Vår oppfatning er at det i praksis kun er solstråling som kan varme opp havet, da synlig lys kan trenge mer enn 100 meter ned, mens infrarød stråling fra CO2 stoppes på mindre enn 100 μm dypde.

Men tilbake til den voksende forskjell mellom klimamodeller og virkelighet de siste 15-16 år. Selv om mange innrømmer at det riktignok er en raskt voksende forskjell i nyere tid, vil de ofte samtidig peke på at det er ganske bra sammenfall mellom klimamodeller og observasjoner før 1995, som det eksempelvis kan ses i figuren i vår artikkel 14. juni .

Så kan da vel ikke klimamodellene være så dårlige?

Effekten av vulkanutbrudd er for stor i dagens klimamodeller

Jo, klimamodellerne feiler også i tiden før 1995. Årsaken er blant annet at de ikke klarer å modellere temperatureffekten av store vulkanutbrudd særlig bra. Denne mangel er midlertid vanskelig å se i et vanlig diagram, hvor alle modellresultater er plottet over hverandre som et bunt spagetti. Men dersom man betrakter dem enkeltvis, innses hurtig hva som er et problem for modellene, også i tiden før de siste 15-16 år.

Som representativt eksempel kan vi ta modellen RCP85 fra CIMP5-generasjonen (finnes sammen med andre klimamodeller arkivert på KNMI Climate Explorer), og plotte beregningsresultatet av denne klimamodell i samme diagram som den globale temperaturen (figuren under). Den valgte modell er ikke ekstrem, hverken i den ene eller annen retning.

530x351 fig1Figur 1. Global årsmiddeltemperatur siden 1860 ifølge HadCRUT4 (blå), samt modellert temperatur ifølge RCP85 (rød).

Først og fremst bemerkes at den observerte globale temperaturen (HadCRUT4) viser mye større variabilitet fra år til år enn klimamodellen (RCP85). Men bortsett fra det ser forholdet mellom modell og virkelighet ganske fornuftig ut. Der er nok en voksende forskjell de siste 15-16 år (vår artikkel 14. juni ), men forøvrig finner vi en relativ god overensstemmelse. Klimamodellen klarer til og med å ettergjøre flere av de markante temperaturfall som ses i HadCRUT4.

Det umiddelbare visuelle inntrykk er imidlertid et bedrag. Dette innser vi ved å studere de største modellerte temperaturfall. De faller alle sammen med store vulkanutbrudd (navngitt i figuren), og fremkommer ved at modellørerne i ettertid koder tidspunkt inn for alle kjente store vulkanutbrudd. Klimamodellen selv kan jo ikke forutsi disse. Deretter beregner modellen effekten av vulkanutnbruddet på den globale temperaturen. Det er i høy grad disse vulkanavkjølingene som gir klimamodellen dynamikk og ‘liv’, så den for en rask betraktning ser overbevisende ut.

Tidspunktet for vulkanutbruddene er således korrekt angitt i klimamodellen, men det ses at mange av de beregnede vulkanavkjølinger er for store i forhold til virkeligheten. Eksempelvis ses dette tydelig for det store Krakatau-utbruddet i 1883. Modellavkjølingen er i dette tilfelle 2-3 ganger så stor som i virkeligheten. Dessuten er den etterfølgende modellerte oppvarmning i takt med at utbruddsprodukter fjernes fra atmosfæren for beskjeden i forhold til den observerte (HadCRUT4). Nettoresultatet er derfor at Krakatauutbruddet gir hele den modellerte temperaturkurve en negativ forskyvning av hele den etterfølgende temperaturkurven. Også Robok (2000) konkluderte at den avkjølende effekten av de seks største vulkanutbrudd de siste 100 år ikke har vært større enn 0,1 - 0,2 oC, mens den modellerte avkjøling på ca. 0,4 oC sannsynligvis er for stor.

Tilsvarende ser vi effekten av andre store vulkanutbrudd, eksempelvis Agung 1963 og Pinatubo 1991. Bruker man i stedet viten om hvordan den globale temperaturen faktisk reagerte på disse vulkanutbruddene (avlest fra HadCRUT4), kan vi korrigere modellens beregning med de korrekte verdier og konstruere en vulkan-korrigert utgave av RCP85. Her bør det understrekes at selv uten vulkanutbrudd ville HadCRUT4 uten tvil ha utvist en årlig endring (naturlig variabilitet), men det er bemerkelsesverdig at klimamodellen alltid viser avkjøling i de år hvor der er vulkanutbrudd, samt at denne avkjøling aldri er mindre – men ofte større - enn det som ses for de samme år av HadCRUT4.

530x362 fig2Figur 2. Global årsmiddeltemperatur siden 1860 ifølge HadCRUT4 (blå), samt Krakatau-korrigert modellert temperatur ifølge RCP85 (rød). Sammenlign med figur 1.

Reduserer vi vulkaneffekten viser klimamodellen for høy temperatur

For eksemplets skyld velger vi her kun å korrigere for Krakatauutbruddet i 1883, da dette utbrudd tydelig illustrerer problemet med for stor vulkanavkjøling ifølge klimamodellen. Empirisk vet vi at store vulkanutbrudd påvirker den globale temperaturen i fire til åtte år, noen ganger lengere, innen temperaturen igjen er tilbake på det nivå som den var innen utbruddet.

Her velger vi å ta observerte verdier fra HadCRUT4 i 6 år til korreksjon av den modellerte globale temperatur, fra og med Krakatau-utbruddets start i 1883. Det vil si at vi korrigerer seks av de fra 1860 til 2011 beregnede 151 år med den endring som naturen selv viser (HadCRUT4).

Vi korrigerer med andre ord mindre enn 4 % av modellens beregnede 151 år med naturens egne data. Størsteparten (mer enn 96 %) av den modellerte RPC85-dataserien bevares uten endring. Vår Krakatau-korrigerte RCP85-serie ses i figuren over (figur 2). I 1889 ses den korrigerte temperatur stort sett å være tilbake på den stigningstakt som fremgår av den modellerte temperatur 1873-1882, hvilket tyder på at også klimamodellen antar at hovedparten av vulkanutbruddets avkjølende effekt er borte etter seks år.

Vi kan ikke med sikkerhet vite hva som er kodet inn i klimamodellen om dette vulkanutbruddet, men selv om vi antok at effekten først var borte så sent som i 1895, er det ifølge modellen fortsatt tale om en forskytning mot lavere global temperatur enn før utbruddet i 1883 (figur 1).

Med korrigerte avkjølingsverdier for kun Krakatauutbruddet i 1883 blir det modellerte resultat helt annerledes, og det er vel kun få som vil mene at det fortsatt er god overensstemmelse mellom observasjoner og modell? Korreksjonen avslører at den modellerte temperaturstigningen siden 1860 er alt for stor, og gir nesten 1 oC for høy temperatur i 2011.

Problemet med den ‘manglende’ varme er med ett mangedoblet ved korreksjon av bare ett vulkanutbrudd. Hadde vi også korrigert for andre av de viste vulkanutbrudd var forskjellen mellom klimamodell og observert temperatur blit enda større.

Klimamodellens beregnede temperaturstigning siden 1860 er primært resultat av stigende atmosfærisk CO2 (og følgeeffekter). Ut fra dette konkluderer vi fra figur 2 at modellens følsomhet for CO2 sannsynligvis er alt for stor. Dette ses imidlertid ikke ved en overflatisk betraktning av figur 1, idet den også for store modellerte vulkanavkjøling skjuler den for store (men motsatt rettet) modellerte effekter av CO2. Tilsvarende problemer med korrekt vulkanfortolkning karakteriserer også andre klimamodeller, og derfor også for middelresultatet av disse.

IPCC (2007) skriver i Synthesis Report på side 39 følgende:

“The observed widespread warming of the atmosphere and ocean, together with ice mass loss, support the conclusion that it is extremely unlikely that global climate change of the past 50 years can be explained without external forcing and very likely that it is not due to known natural causes alone. During this period, the sum of solar and volcanic forcings would likely have produced cooling, not warming».

Denne av IPCC antatte avkjøling over de siste 50 år i fravær av oppvarming fra CO2 skyldes primært klimamodellenes for store avkjølingseffekt av vulkanutbrudd i dette tidsrom. Med andre ord, selv i fravær av oppvarming fra CO2, men med korrekt vulkanfortolkning, kunne de siste 50 år godt ha vist en helt naturlig oppvarmning, i et eller annet omfang.

Mangel på vulkanutbrudd de siste 15-16 år gjør klimamodellene "for varme"

Dermed innser vi nå at hovedårsaken til det voksende avvik mellom virkelighet og klimamodeller de siste 15-16 år (Solheim og Humlum 14. juni ) sannsynligvis er det faktum at det i denne perioden ikke har vært store vulkanutbrudd som kunne skjule den for store følsomhet for CO2 gjennom en tilsvarende for stor motsatt rettet avkjøling, og dermed trekke modellenes temperatur ned på et realistisk nivå. I fravær av vulkanutbrudd domineres klimamodellenes beregnede temperaturstigning kun av modellenes for store følsomhet for atmosfærisk CO2.

Vår analyse er enkel, og kan gjøres mer sofistikert. Men selv denne enkle analyse viser tydelig at konfrontert med det voksende temperaturavvik de siste 15-16 år mellom klimamodell og virkelighet trenger vi ikke å konstruere kompliserte forklaringer; eksempelvis at varmen kanskje gjemmer seg dypt i havet.

Forklaringen på det voksende avvik mellom klimamodeller og virkelighet er sannsynligvis mye enklere:

  1. Klimamodellene har for stor følsomhet for CO2
  2. Det har ikke vært store vulkanudbrudd siden Pinatubo i 1991
  3. Klimamodellene mangler naturlige klimavariasjoner, som vi skal vise i et etterfølgende innlegg.

REFERANSER
Global temperatur HadCRUT4: http://www.cru.uea.ac.uk/

IPCC 2007. Climate Change 2007: Synthesis Report. http://www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_ipcc_fourth_assessment_report_synthesis_report.htm

KNMI Climate Explorer: http://climexp.knmi.nl/start.cgi?someone@somewhere

Robock, A. 2000. Volcanic eruptions and climate. Rev. Geophys., 38, 191-219.

Solheim og Humlum 2013: Kan vi stole på klimamodellene? : http://www.geoforskning.no/klimadebatten/478-kan-vi-stole-pa-klimamodellene

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

phd031611s


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: