Tropical hot spot – att hantera vetenskapliga osäkerheter

Då och då dyker det upp ”bevis” för att växthuseffekten inte orsakar uppvärmningen. 2008 skrev exempelvis matematikern David Evans en debattartikel i The Australian som fick enorm spridning (Evans ligger bakom Notch-Delay Solar Theory, en av klimatdebattens märkligaste hypoteser). Den handlade om vad som brukar benämnas the tropical hot spot:

När jordytan värms upp avdunstar vatten och stiger uppåt där det så småningom kondenserar till flytande form igen. Detta gör att vattenångan för med sig energi upp i atmosfären som sedan avges när vattnet kondenserar. Ett resultat av det är att atmosfären (troposfären) förväntas värmas upp snabbare än markytan. Effekten förväntas vara särskilt tydligt i tropikerna där det är varmare och finns mer fukt – därav namnet tropical hot spot. Evans hävdade att denna uppvärmning inte kunde observeras och därmed var ett bevis för att växthuseffekten inte låg bakom uppvärmningen.

”If there is no hot spot then an increased greenhouse effect is not the cause of global warming. So we know for sure that carbon emissions are not a significant cause of the global warming. If we had found the greenhouse signature then I would be an alarmist again.

Till att börja med: the tropical hot spot är INTE specifik för en växthusgasdriven uppvärmning, den förväntas uppstå oavsett vad uppvärmningen beror på. I bilderna nedan visas modellkörningar från växthusgas- respektive enbart ”soldriven” uppvärmning, x-axeln visar bredddgraden, det vill säga mitten motsvarar ekvatorn och hörnen polerna, y-axeln är höjden i atmosfären):

Växthuseffektens så kallade fingeravtryck (myntad av Manabe 1967 om jag inte missminner mig) handlar istället om att stratosfären kyls av (den blå färgen i högst upp i bilden till vänster). Detta fenomen förväntas ej om uppvärmningen orsakas av en ökad solinstrålning (till höger).

Frågan om troposfärens uppvärmning har debatterats länge, just detta ståhej bottnade i att två vetenskapliga artiklar i ämnet publicerades 2007/2008 – men med helt motsatta slutsatser: den ena [i) Douglass et al] hävdade att modellerna inte stämde med de verkliga observationerna av temperaturen i den tropiska atmosfären, medan en annan [ii) Santer et al] visade att, jo det gjorde de visst!

Enligt Douglass artikel så såg skillnaderna mellan modeller och observationer ut så här (atmosfärens vertikala temperaturprofil finns på x-axeln):

Santers artikel menade istället att situationen såg ut så här (nu är atmosfärens vertikala temperaturprofil på y-axeln, det gråa visar modellernas felmarginaler):

Hur är detta möjligt? Det finns två saker att fråga sig här: hur fel ute är modellerna? (ALLA vetenskapliga modeller är nämligen felaktiga, frågan är bara hur mycket och om det är relevant för slutsatserna). Det andra är om mätningarna ger sanningsenliga värden.

Det kom snart flera artiklar i ämnet som visade att jo, modellerna stämde överlag ganska bra med observationerna. En slutsats som i sin tur kritiserades i andra artiklar… (ni hittar ett urval här). Några år senare (2013/2014) gjordes ett försök att klargöra de ”olika sidornas” ståndpunkter via en Climate Dialogue. Tre forskare (Carl Mears, RSS – som sammanställer mätserier från satelliter; John Christy, UAH – gör samma sak som RSS men kommer till olika slutsatser; och Steve Sherwood, professor vid Climate Change Research Centre i Wales) fick skriva var sitt inlägg och sedan följde en lång modererad diskussion i kommentarfältet.

Det märks en tydlig skillnad i deras argumentation. ”IPCC-kritiska” Christy tycks vara ganska säker på att observationerna är tillförlitliga och fokuserar på att visa att modellerna är felaktiga i sin bedömning av hur den tropiska atmosfären ska värmas upp. Han menar därför att klimatmodeller generellt inte bör användas för att sätta någon politisk policy hur ”mänskligheten” ska agera. Han visar hur modeller och mätningar skiljer sig åt med bl a följande bild:

En bild som i olika varianter ständigt används för att visa att modellerna inte stämmer. Mears (och andra) har kritiserat Christy för att utelämnat vissa dataserier, använt ett medelvärde av flera mätserier istället för att redovisa dem separat och för att utelämna felmarginalerna, vilket ger en felaktig bild av hur stor skillnaden är (ingen förnekar att för just den tropiska troposfären ligger observationerna i det lägre spannet jämfört med modellerna). Mears visualiserar det så här:

Översta bilden visar observationer och nedersta visar modellerna som användes till IPCC rapporten AR5 från 2013. Enligt modellerna ska troposfären värmas upp ca 1,4 gånger snabbare än jordytan, det är vad som menas med ”Scaling ratio” på x–axeln. Så felmarginalerna överlappar. Mears slutsats är dock att det finns så stora osäkerheter i både mätningar och modeller att det varken går att bevisa eller motbevisa huruvida det finns en tropisk hot spot eller inte.

Han visar också följande bild för att visa att de mätserier som finns från 1978 är korta och det först under senare år kunnat ge statistiskt mer tillförlitliga värden. Med korta serier blir bruset/variationerna alltför stora.

Sherwood är lite inne på samma linje, han har dessutom publicerat studier som tittat på tropiska vindar som drivs av temperaturgradienter. Ett indirekt sätt att uppskatta temperaturen som undviker många av de felkällor som finns i temperaturmätningarna. Enligt dessa studier stämmer modellernas prediktioner bra överens med observationerna.

Mycket av diskussionen handlar om vilka mätserier som är tillförlitliga och om de bör uteslutas eller inte. [lägger till 17/2: Här RATPACK från Free et al. (2005) Radiosonde Atmospheric Temperature Products for Assessing Climate (RATPAC): A new data set of large‐area anomaly time series. Journal of Geophysical Research.:

Bilden tagen från Climate Feeedback.]

Det blir för en lekman helt omöjligt att ha en åsikt (se gärna kommentarsfältet) – inte för att det förhindrar många från att ha det…

Det finns mätserier av temperaturen i troposfären från 1958 som har uppmätts via radiosonder (det vill säga väderballonger). Från 1978 har man även mätt via satelliter. Men varken radiosonder eller satelliter är fria från betydande felkällor. Det finns en lång rad olika mätserier som använder olika metodiker och tekniker, satelliter har bytts ut och de har använts under olika tidsavsnitt. Satelliter driver en aning med tiden och det är ingen enkel match att få fram en temperatur från dessa mätningar – de mäter heller inte temperaturen direkt utan indirekt och det krävs en hel del modellerande och korrektioner innan det är klart.

Bild: De satelliter som använts i mätningarna och hur tidpunkten för varje mätning för respektive punkt på jorden drivit med tiden:

På nittiotalet visade exempelvis UAH:s mätserie att troposfären kyldes av, men det visade sig bero på att de inte korrigerat för den här typen av drift på rätt sätt. Alla mätserier uppdateras och korrigeras med tiden allteftersom man blir medveten om felkällor.

Radiosondsmätningarna i tropikerna är också ganska få jämför med de som gjorts på norra halvklotet, vilket förstås ger betydande osäkerheter i resultaten:

Bilden är från Real Climate, som också påpekar att instrumenteringen har ändrats många gånger och att det finns många kända felkällor som kan vara svåra att korrigera för (exempelvis värmer solen då mätningar görs under dagtid). Det har gjorts, och görs, många försök att korrigera för felkällor i dessa mätningar. Det brukar kallas homogenisering av data och ja, alla gör det, även IPCC-kritiska forskare som Christy och Spencer. En del av den kritik som fördes fram mot Douglass artikel nämnd ovan var att de inte ens nämnt de senaste studierna i detta avseende, trots att de bevisligen var medvetna om dem. Likaså att de inte redovisat alla tillgängliga mätserier.

Den här typen av diskussioner är standard i forskningsfronten, oavsett område. Så motbevisar osäkerheterna en växthusgasdriven uppvärmning? Nej, inte alls. Hot spoten förväntas som sagt uppstå oavsett vad som orsakar jordytans uppvärmning. Att jordytan värms upp är odiskutabel (och där presterar också modellerna bra). Likaså visar mätningarna att stratosfären kyls av precis som förväntat (växthuseffektens ”fingeravtryck”). Alla mätserier från troposfären visar en uppvärmning, det är bara hastigheten som skiljer, här från BAMS 2018 (Både Mears och Christy var författare till detta kapitel):

Den här typen av osäkerheter är reella och förstås en utmärkt källa till att så tvivel om vad som är sant. Så kallade ”skeptiker” väljer uppenbarligen att enbart förlita sig på en pusselbit och blunda för allt annat. Ibland får jag intrycket av att samhället blivit allt sämre på att hantera osäkerhet, det har särskilt blivit tydligt i den rådande pandemin. Man vill ha säkra svar, leverans av vaccin på exakt utsatt tidpunkt trots att man knappt hunnit köra in tillverkningsprocesserna i fabrikerna och så vidare. Alla ”avvikelser”, felaktiga beslut eller osäkerheter ska förklaras med en bakomvarande konspiration.

IPCC AR5 Chapter 2: Based on multiple independent analyses of measurements from radiosondes and satellite sensors it is virtually certain that globally the troposphere has warmed and the stratosphere has cooled since the mid-20th century. Despite unanimous agreement on the sign of the trends, substantial disagreement exists among available estimates as to the rate of temperature changes, particularly outside the NH extratropical troposphere, which has been well sampled by radiosondes. Hence there is only medium confidence in the rate of change and its vertical structure in the NH extratropical troposphere and low confidence elsewhere.


[i] Douglass DH, Christy JR, Pearson BD, Singer SF. A comparison of tropical temperature trends with model predictions. Int J Climatol 2008, 27:1693–1701

[ii] Santer, B.D.; Thorne, P.W.; Haimberger, L.; Taylor, K.E.; Wigley, T.M.L.; Lanzante, J.R.; Solomon, S.; Free, M.; Gleckler, P.J.; Jones, P.D.; Karl, T.R.; Klein, S.A.; Mears, C.; Nychka, D.; Schmidt, G.A.; Sherwood, S.C.; Wentz, F.J. Consistency of modelled and observed temperature trends in the tropical troposphere. Int. J. Climatol. 2008, doi:1002/joc.1756

2 reaktioner på ”Tropical hot spot – att hantera vetenskapliga osäkerheter

  1. Thomas P

    Här kan man också hänvisa till Richard Lindzen som trots att han har fel i mycket ändå är en av ”skeptikernas” mest namnkunniga, och även han medger att mätdata är osäkra och att det inte handlar om hur uppvärmningen uppstår:
    ”Lindzen also acknowledged that models are correct to predict that the ‘hot spot’ should be present, since this is based on fundamental atmospheric physics. He also acknowledges that the failure to observe the hot spot may be due to satellite and weather balloon measurements being wrong (or surface temperature measurements). ”
    https://skepticalscience.com/lindzen-london-illusions.html
    (Originallänkarna är tyvärr döda)

Lämna ett svar till Thomas P Avbryt svar

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com-logga

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google-foto

Du kommenterar med ditt Google-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s