En enkel empirisk harmonisk klimamodell

Jan-Erik Solheim og Ole Humlum beskriver her en klimamodell som forklarer global temperaturendring siden 1850 og som gir en pekepinn om utviklingen de neste 20 – 30 år.

I tidligere innlegg har vi påpekt svakheter i de komplekse klimamodellene som IPCC bruker, og som våre myndigheter legger til grunn for sin planlegging.

Hovedsvakheten med disse modellene er at de ikke er i stand til å forutsi fremtidige klimavariasjoner. Vi har vist i våre innlegg at de moderne klimamodeller ikke er i stand til å beskrive observerte klimavariasjoner – verken i fortid eller fremtid. Se:

Kan vi stole på klimamodellene?
Vulkaner og klimamodeller
Naturlige variasjoner og klimamodeller

I dette innlegget skal vi beskrive en enkel empirisk klimamodell som forklarer global temperaturendring siden 1850, og som gir oss pekepinn om temperatur-utviklingen de neste 20-30 år.

Vår enkle modell er basert på det faktum at et system som er satt i svingninger, må fortsette å svinge en stund før disse svingningene dør ut. Likeledes kan svingninger forsterkes ved ekstern påvirkning slik at de vedlikeholdes over lange tidsrom. I det følgende vil vi demonstrere en enkel svingemodell for jordas globale temperatur.

Innledningsvis vil vi understreke at vår hypotese er at forskjellige områder på jorda har ulike svingeperioder i sin klimarespons. Adderes disse opp vil de i noen tilfeller være i motfase og nulle hverandre ut, andre ganger kan de være i fase og forsterke hverandre. Dette vil i særlig grad være tilfelle hvis de blir styrt av noe som er utenfor jorda. Mulige kandidater for ekstern styring er månen, sola, og de andre planetenes masse og baner.

Den globale temperaturen har steget, men ikke jevnt, siden 1850

Figur 1. Globale månedstemperaturverdier beregnet av Hadley Centre for Climate Prediction and Research and the University of East Anglia´s Climate Research Unit (CRU). Den blå rette linjen tilsvarer en temperaturstigning på 0,47 ^oC per 100 år.

Figur 2. Global temperaturkurve med trend fjernet. Vi ser tydelige maksima omkring 1880, 1945 og 2005.

Dersom vi fjerner trenden på 0,47 ^oC per hundre år, får vi en kurve som vist i figur 2. Her ser vi tydelige topper omkring 1880, 1945 og 2005, det vil si med ca. 60-65 års mellomrom. Vi ser også at det er større variasjoner fra måned til måned før 1900. Det skyldes at det den gangen var langt færre målestasjoner enn vi har nå.

Fra kurven i figur 2 finner vi ved frekvensanalyse at det er 4 signifikante perioder (69, 148, 21 og 9,2 år). Vi lager derfor en modell basert på disse 4 periodene + den lineære trenden. Den er vist som en rød tykk kurve i figur 3. Vi ser at denne modellen følger observasjonene svært godt. Den indikerer at den temperaturnedgangen som er observert siden 2002 vil vare 30-40 år til.

Figur 3. Observerte månedsverdier av global temperatur med prognose basert på 4 periodiske variasjoner pluss trend.

Det som forundrer mange er at denne modellen verken har bidrag fra CO2 eller aerosoler. Dette kan vi se i figur 4 hvor vi viser variasjoner i forhold til den enkle modellen. Vi ser at det er raske variasjoner både opp og ned, men ingen systematisk trend eller langsomme variasjoner.

Vi kan heller ikke se særlig merkbare spor etter de store vulkanutbruddene Pinatubo 1991, El Chichon 1992 og Agnung 1963, hvilket tyder på at avkjølingseffektene på grunn av utslipp av partikler (aerosoler) er beskjedne, i det minste for disse vulkanutbrudd. Dette styrker vår påstand i tidligere innlegg om at aerosoleffektene i klimamodellene er overdrevne.

Figur 4. Avvik av månedlige globale temperaturvariasjoner i forhold til enkel harmonisk modell som vist i figur 3.

Dersom vi skulle hatt en oppvarming på grunn av CO2 burde dette vises som et avvik fra den enkle harmoniske modellen etter 1950. Det er ikke tegn til noe ekstra oppvarming på grunn av CO2 slik som IPCC påstår i sine rapporter, så også CO2-effekten som klimamodellene til IPCC bygger på er overdrevne. Nettoeffekten av CO2 er med andre ord så beskjeden at den ikke kan ses i dette datamateriale.

Prognose basert på enkel harmonisk modell og 44 IPCC-modeller sammenlignet med observasjoner

Vi kan nå sammenligne de observerte bakketemperaturene med middelverdiene av de 44-IPCC modellene vi viste i vårt innlegg av 14. juni 2013 . Vi antar at disse modellene har tatt hensyn til kjent temperaturforløp før 2000. Vi har derfor laget en empirisk harmonisk modell, også basert på data før 2000. Denne modellen kaller vi Harmonisk Modell 2000 eller HM2000. Den har en trend og 4 periodiske variasjoner.

Resultatet er vist i figur 5. Der ser vi at IPCC-modellene gir i snitt en oppvarming på 0,8 ⁰C i perioden 2000-2025, det vil si ca. 0,3 ^oC per ti år, mens HM2000 stiger fram til 2005 og deretter synker litt de neste 20 årene. Observasjonene til og med mai 2013 viser at de følger HM 2000 og ikke IPCC-modellene. Ifølge IPCC-prognosen skulle global temperatur nå i 2013 være 0,4^oC varmere enn det som observeres.

Figur 5. Globale månedsverdier (HadCRUT4) til og med mai 2013 sammenlignet med en enkel harmonisk modell basert på data før 2000 (HM2000) (rød kurve), og 44 avanserte klimamodeller som brukes av IPCC, beskrevet i vårt innlegg av 16. juni.

En harmonisk modell forklares av svingninger som er koblet til variasjoner i sol, måne og planeter. Vi antar at også trenden på 0,47^oC pr hundre år skyldes en periode på omkring 1 000 år, som tilsvarer tidsrommet mellom kjente historiske varmeperioder. Denne finner vi også ved analyse av GISP2 iskjerne fra Grønland (Humlum et al. 2012). Denne lange perioden hadde minimum mellom 1350 og 1850 og vil sansynligvis ha et nytt maksimum i slutten av dette århundret. Dette fører til at den lineære trenden vil minke og etter hvert skifte fortegn.

En kombinasjon av harmoniske svingninger og klimamodeller

En italiensk-amerikansk forsker, Nicola Scafetta, som arbeider ved Active Cavity Radiometer Irrandiace Monitor (ACRIM) Lab. i California, har i en serie publikasjoner kommet fram til at de harmoniske periodene skyldes påvirkning fra de øvrige planeter i solsystemet som virker via sola.

Han har blant annet funnet ut at 1000-årsperioden som er nevnt ovenfor har et maksimum i 2060, noe som fører til en mindre stigning enn vi har antatt.  For å kompensere for dette har han laget en hybridmodell med også et bidrag fra IPCC-modellene i tillegg til de harmoniske svingningene. Han kommer fram til (Scafetta 2013) at IPCC-modellene må reduseres med en faktor 0,45, og at resultatet er omtrent konstant temperatur i perioden 2000 – 2040, og en oppvarming mellom 0,3 og 1,6^oC i perioden 2000 – 2100.

Scafetta vil besøke Oslo 28. og 29. august 2013 og holde forelesninger om sine resultater.

Figur 6. Nicola Scafetta presenterer en enkelt harmonisk modell (sort kurve) som forklarer globale temperaturmålinger langt bedre enn IPCC-modeller (grønt bånd). Han har senere laget en hybridmodell hvor periodiske variasjoner utgjør 55% og IPCC-modellene 45%. (Scafetta 2013)

Referanser
Humlum, O., Solheim J.-E. Og Stordahl, K. ”Identifying natural contributions to late Holocene climate change”, Global and Planetary Change, 79, 145 (2011)

Scafetta , N. ” Solar and Planetary Oscillation control on climate change: Hind-cast, forecast and a comparison with the CMIP5 GCMS.”  Energy and Environment 24, 453 (2013).
[http://people.duke.edu/~ns2002/pdf/Scafetta_EE_2013.pdf]