19 feb. 2017

Modellerade och uppmätta temperaturserier stämmer väl överens – om de globala medeltemperaturerna beräknas på samma sätt

Här kommer ett gästinlägg från Mats Almgren. Det handlar om att jämföra temperaturer från klimatmodeller med observerade temperaturer.

I ett viktigt arbete från hösten 2016 påpekar Richardson, Cowtan, Hawkins och Stolpe [RCHS]1  det (i efterhand) uppenbara: När resultat från modelleringar och mätningar jämförs måste det som jämförs vara ekvivalent. Temperaturserier från klimatmodeller avser vanligen lufttemperaturen nära ytan över hela globen, medan de konventionella tidsserierna blandar luftens temperatur nära ytan över land och is, med havsytans temperatur över haven. Dessutom saknas mätdata från stora delar globen och dessa områden antingen utlämnas eller fylls genom mer eller mindre komplicerade extrapolationer. För att få en rättvis jämförelse valde RCHS att utgå från HadCRUT 4 serier, som använder blandade temperaturer och utesluter (maskar) stora områden, bl a Arktis och delar av Afrika. Resultat från ett stort antal modeller i CIMP5 processades på motsvarande sätt, så att blandade luft- och havsytetemperaturer erhölls, och uteslutna områden i HadCRUT 4 maskades bort.

Figuren nedan jämför observerade temperaturer enligt HadCRUT 4 med de processade temperaturserierna från medianen av CIMP5 simuleringarna. Här är tas-only lufttemperaturen vid ytan, sedan kommer blandade temperaturer, och sist blandade och maskade. De senare ansluter väl till HadCRUT4. Slutsatsen blir då att modellresultaten och mätningarna stämmer mycket väl överens, när de jämförs på ett rättvisande sätt. Med det bortfaller också skillnaden mellan modellberäknade och observerade värden på klimatkänsligheten, både den transienta (Transient Climate Response) och den vid jämvikt (Equilibrium Climate Sensitivity). Dessa värden är fortfarande osäkra, beroende på osäkerheten i ändringarna av olika ”forcings”, men den osäkerheten är lika stor i båda fallen. Det nominella värdet på klimatkänsligheten blir naturligtvis olika om man mäter den med hjälp av medeltemperaturer som definierats på olika sätt, och ändrar sig olika fort i en värmande värld, men klimateffekterna blir desamma.


Av och till går jag in på en del förvillarbloggar för att se vad de skriver om. Det mesta är trams, så det går snabbt titta över. Men en och annan gång dyker något upp som intresserar mig. På så sätt kom jag att hitta en artikel av herrar Cederlöf, Bengtsson och Hodges  [CBH]2. I denna jämförs tidsserie för jordens medeltemperatur hämtade från en re-analys, med några av de konventionella tidsserierna: HadCRUT4 och GISTEMP för yttemperaturer, och UAH och RSS för temperaturer i troposfären.
Så vad är då en re-analys? Begreppet definieras här:

Reanalysis is a scientific method for developing a comprehensive record of how weather and climate are changing over time. In it, observations and a numerical model that simulates one or more aspects of the Earth system are combined objectively to generate a synthesized estimate of the state of the system. A reanalysis typically extends over several decades or longer, and covers the entire globe from the Earth’s surface to well above the stratosphere. 
Tyvärr tycks begreppet inte finnas med på svenska wikipedia, så den som vill förkovra sig är hänvisad till engelska sidor. En utmärkt översikt gav Judith Curry på sin blogg där hon bl.a. citerar långa stycken av vad Kevin Trenberth sagt om saken. Det som gör re-analyser till kraftfulla verktyg är att de gör det möjligt att plocka ut meteorologiska data på ett konsistent sätt över hela jorden, t.ex. lufttemperaturen på 2 m höjd över ytan, så väl över land som över hav och is. Det förefaller då som om re-analysdata skulle vara ideala för jämförelser med simuleringar. Så låt oss se vad CBH har att säga.

Den re-analysprodukt CBH utnyttjar kallas ERA-interim, och är en förbättrad version av tidigare produkter. Den går tillbaka till januari 1979; CBHs analys gäller 1979-2014. De jämför årsmedelvärdena av temperaturen från ERAI med värden från HadCRUT4 och GISTEMP, och finner bl.a. att trenden i temperaturökningen under denna tid var mycket lägre för ERAI (0,12 grader/decennium) än för de två andra (0,16). CBH tar också fram temperaturserier för troposfären, med bidrag från olika höjder vägda så att resultatet ska simulera det som redovisas av UAH och RSS. Nu stämmer trenden från ERAI (åter 0,12 grader/decennium) väl med de från UAH (0,11) och RSS (0,12).

Resultat väcker en del intressanta frågor. Om ERAI är att lita på, så förefaller det som om både HadCRUT4 och GISTEMP ger alltför snabba temperaturökningar, medan den ökningstakt som skattas från satellitmätningarna är rimligare. Men kanske är det istället ERAI som är skakig. Liksom många andra varnar Judith Curry för re-analys-produkterna: These products are tremendously useful for a variety of applications, but the new shouldn’t be used for trend analysis without more assessment of their capabilities. Detta rimmar väl med att CBHs undersökning hade det uttalade syftet att göra sådana test. Låt oss nysta vidare.

Genom en slump kom jag över en ERA-rapport3 av A. Simmons et al., där det också görs jämförelse mellan temperaturer från re-analys och de konventionella serierna. Simmons et al. har använt både ERA-Interim och en japansk motsvarighet, JAR-55, i båda fallen med data fram till och med 2015. I figuren visas dessa data, och också fyra av de välkända tidsserierna för yttemperaturen. Had4_UAH_v2 är Cowtan och Ways4  ”spatially extended” HadCRUT4.


Det är uppenbart att resultaten i stort stämmer väl överens i detta tidsavsnitt. Det finns skillnader som ingående diskuteras i rapporten. Överensstämmelsen framgår också av trenderna: ERAI, JRA-55 och GISTEMP ger alla 0,17 grader per decennium, båda HadCRUT serierna 0,18 och NOAA 0,16. Det avviker från CBHs artikel, där ERAI och de traditionella serierna skilde sig åt väsentligt. Det sista årets starka uppvärmning kan inte ha gjort så stor skillnad – vilket också framgår av att trenden för HadCRUT 4 och GISTEMP endast ökat marginellt.

Till stor del kan skillnaden mellan CBHs trend och den från Simmons et al. förklaras av att de senare anbragt en korrektion på temperaturen över hav om 0,1°C för tiden före januari 2002, beroende på att en ny källa för havsytans temperatur började användas då. Justering har diskuterats i tidigare arbeten5. CBH gör inte denna justering – de diskuterar den inte ens, trots att de rimligen måste ha känt till den.

CBH avslutar sin artikel med följande:
We therefore strongly suggest that tropospheric temperature trends from re-analyses should replace surface temperature trends in future climate validation studies. If we use the temperature trend of the layer 700-400 hPa or any other similar measure, instead of the surface temperature trend, then this is probably a better representation of the global tropospheric temperature and presumably a more robust quantity to assess climate change.
När re-analyserna ger lika robusta resultat som de konventionella tidsserierna (de gör det knappast nu) och om troposfärtemperaturen ändrar sig i samma takt som yttemperaturerna (det har inte empiriskt visats att så är fallet) så kanske det skulle vara bra. Vi är inte där än. När det gäller användning för jämförelse med modellsimuleringsresultat krävs dessutom längre tidsserier. Så RCHSs val, att processa modellresultaten för att göra dem jämförbara med mätresultaten, kommer att förbli överlägset ett bra tag till.

Referenser
1Mark Richardson, Kevin Cowtan, Ed Hawkins and Martin B. Stolpe, Reconciled climate response estimates from climate models and the energy budget of Earth, Nature Climate Change 2016, 6, 931
  2 M. Cederlöf, L. Bengtsson och K.I. Hodges Tellus A, 2016, artikel nr 31503: Assessing atmospheric temperature data sets for climate studies.
  3 A. Simmons, P. Berrisford, D. Dee, H. Hersbach, S. Hirahara, J-N. Thepaut,  2016, ERA Report Series 25 Estimates of variations and trends of global surface temperature.
  4 Cowtan K, Way RG (2014) Q.J.R. Meteorol. Soc., 140, 1935–1944, doi: 10.1002/qj.2297
  5 Simmons och Poli 2015, Arctic warming in ERA-Interim and other analyses. Q.J.R. Meteorol. Soc., 141, 1147-1162, och referenser däri.

11 feb. 2017

Ännu en fejkskandal om NOAA-forskare

Under förra helgen och början av den här veckan var det mycket väsen om ännu en fejkskandal som handlade om en artikel av ett grupp forskare från bl a NOAA med Thomas Karl i spetsen. Artikeln, som publicerades i tidskriften Science 2015, visade effekten av nya metoder för att kombinera temperaturdata från fartyg och bojar. Denna fejkskandal slogs upp stort av den brittiska tabloiden Daily Mail med en rubrik som talade om "Avslöjade: Hur världsledare lurades till att investera miljarder genom manipulerade klimatdata." Journalisten bakom artikeln var David Rose, sedan tidigare ökänd för publicera felaktigheter om klimathotet. Resten av klimatförvillosfären, inklusive dess svenska förgrening, hakade snabbt på. Det gjorde också amerikanska kongressens Committee on Science, Space, and Technology och dess ledare Lamar Smith, en republikansk politiker som även tidigare har ägnat sig åt förföljelse av NOAA-forskarna.

Vad det hela till sist utmynnade i var betydligt mindre dramatiskt än vad som hade rapporterats i Daily Mail: en f d NOAA-anställd, John Bates, som hade arbetat med kvalitetssäkring av temperaturdata, tyckte att Karl m fl borde ha uppgett i sin artikel att en del av de temperaturdata som de använde var från en experimentell version. Det handlade alltså inte om någon manipulation.

Däremot kan attacken mot NOAA att ha varit koordinerad mellan David Rose på Daily Mail, politikern Lamar Smith samt f d klimatforskaren Judith Curry. Curry var den som Bates talade med först. Smith använde fejkskandalen som tillhygge i en kongressutfrågning om EPA i tisdags.

Här är en bra sammanfattning i videoform av vad som hände:


Och här är några bra länkar för den som eventuellt skulle vilja gräva djupare:

20 jan. 2017

Trump trollar bort klimatförändringarna

Bland det först som USAs nya president Donald Trump gör är att trolla bort klimatförändringarna från Vita Husets webbplats. Här är den gamla sidan från Obamas tid:


Nu finns det bara det här:



Så inleds en tid av okunskap, barbari och mörker i USAs historia.

8 jan. 2017

Om "pausen" som är fortsatt försvunnen


Sommaren 2015 publicerade ett grupp forskare från NOAA en artikel i Science som presenterade en uppdaterad version av NOAAs metod för att uppskatta temperaturen vid havsytan sedan 1880-talet, och i synnerhet då den globala medeltemperaturen. Man hade också använt en ny databank med temperaturdata. Den nya metoden hade faktiskt en ganska liten påverkan, förutom för en period under andra världskriget. Nu har ett par andra forskare publicerat en artikel i Science Advances där de jämför olika skattningar av havsytetemperaturen  inkl de gamla och nya versionerna som NOAA använder (de kallas ERSST version 3b och version 4) med data från bojar och satellitmätningar. De fann att ERSST version 4 stämde bäst överens med dessa. Med andra ord, de bekräfta att den nya metoden faktiskt var en förbättring.
Gamla (svart streckat) och nya (grått) versionerna av ERSST, jämfört med skattningar från bojar (rött) och satelliter (blått). Från  Cowtan et al, 2017.

Det här är alltså en berättelse om helt vanligt vetenskapligt arbete, om hur metoder förfinas och sedan testas och bekräftas av oberoende grupper av forskare.

Förutom en sak: den nya metoden som NOAA presenterade 2015 gav nämligen en något högre trend från 1998. Den nya trenden låg nära trenden under 1950-1999. Den omtalade "pausen" sedan 1998 hade alltså försvunnit! Denna påstådda och tydligen mycket sköra"paus" är central i klimatförvillarnas argumentation.   Eller snarare: själva ordet "paus" är väldigt viktigt - klimatförvillarna har sällan något av substans att säga om vad denna "paus" skulle innebära. Så när den första artikel publicerades förlorade klimatförvillare både i USA och andra delar av världen helt besinningen. Nu är det så här att ett annat centralt tema hos klimatförvillarna är att anklaga klimatforskare för att manipulera och förfalska data. Det gjorde man också nu, och det hela urartade till politisk förföljelse av NOAA från bl a den Amerikanska kongressledamoten Lamar Smith (som självklart är republikan och som får betydande kampanjbidrag från olje- och gasindustrierna). Smith krävde att NOAA-forskarna skulle lämna ut allt mer av sina interna arbets- och diskussionsmaterial, inkl deras email. Syftet var att försöka hitta något uttalande av forskarna som kunde användas för att styrka fusk-anklagelserna. I slutändan verkar det hela dock inte att ha lett någonstans, och förhoppningsvis innebär de nya resultaten att den här pseudo-skandalen nu är överspelad.

Så detta är alltså också en helt normal berättelse om hur klimatförvillare arbetar: ytliga argument om "pauser" o dy, smutskastning och politisk förföljelse av klimatforskare, och rotande i email (eller försök därtill).

Läs också de här två kommentarerna i Scientific American.

Referenser
Possible artifacts of data biases in the recent global surface warming hiatus. Thomas R. Karl, Anthony Arguez, Boyin Huang, Jay H. Lawrimore, James R. McMahon, Matthew J. Menne, Thomas C. Peterson, Russell S. Vose, and Huai-Min Zhang. Science aaa5632Published online 4 June 2015 [DOI:10.1126/science.aaa5632]


Assessing recent warming using instrumentally homogeneous sea surface temperature record
Zeke Hausfather,  Kevin Cowtan, David C. Clarke, Peter Jacobs, Mark Richardson och Robert Rohde. Science Advances  04 Jan 2017: Vol. 3, no. 1, e1601207.

7 jan. 2017

Läs om klimatmodeller

Nyfiken på ur klimatmodeller fungerar? Nu finns en hel bok tillgänglig som "open access". Demystifying Climate Models är en guide till klimatmodeller och eras användning riktad till ickeexperten.

Book Demystifying Climate Models: A Users Guide to Earth System Models by Andrew Gettelman

Ladda ner e-boken här.

18 dec. 2016

SNL om Trump, Putin och Tillerson

Förra veckan skrev vi om att Trump ämnar utse Exxon Mobil-vd:n Rex Tillerson till utrikesminister i USA och om Exxon Mobils intressen i ryska Arktis. Så här kommenterar Saturday Night Live detta.

11 dec. 2016

Alternativa verkligheter

Klicka på bilden för att komma till videon.
Många Trump-väljare verkar leva i en alternativ verklighet. Det visar en opinionsundersökning från Public Policy Polling. MSNBCs Rachel Maddow i videon ovan (klicka på bilden) redovisar en del av de stundtals bisarra missuppfattningar och åsikter som många Trump-väljare har enligt undersökningen. T ex så tror 40% av dem att Trump fick flest röster i valet - i verkligheten fick Clinton över 2 miljoner röster mer. Och 29% av dem tycker inte att röster från Kalifornien, en av USAs mest liberala delstater, ska räknas med när man beräknar det totala röstutfallet. 14% av Trumps väljare tror att Clinton m fl driver ett pedofilnätverk utifrån en Pizzeria i Washington D.C. (Pizzagate), och 32% är osäkra.

Det här är resultatet av åratal av desinformation och propaganda, från Fox News, från högervridna radiostationer över hela USA, och från "nyhetssajter" som Drudge Report och Breitbart. Man har samtidigt försökt skrämma bort folk från "main stream media" som visar en annan och mer balanserad bild av verkligheten. Etablerade media har visserligen sina brister och det är bra att ha ett kritiskt förhållningssätt. Men det är inte vad Amerikanska högern eftersträvar: i stället vill man hålla kvar folk i den egna desinformationsbubblan. Trump höll veritabla hat-sessioner mot närvarande journalister på en del av sina valmöten. Det republikanska partiet har blivit allt mer beroende av en fördummad väljarkår som villigt stoppar i sig all propaganda som man serveras, och detta har kulminerat i Trumps kampanj och valseger.

Det finns stora likheter med klimatförvillarna. Även de bygger upp en alternativ verklighet utifrån en politisk ideologi. Man misstror både etablerade medier och vetenskapliga tidskrifter och organisationer och hämtar istället mycket av sin "information" från lobbygrupper och konservativa tankesmedjor samt från rena antivetenskapliga dårbloggar som WattsUpWithThat och Hockeyschtick. Man hetsar mot klimatforskare och hejar på politisk förföljelse av dessa. Man framför allehanda konspirationsteorier och pseudovetenskap. Sanningen är tyvärr inte något som hålls särskilt högt inom dessa kretsar.

Dessa likheter är inga tillfälligheter - den amerikanska högern har prånglat ut klimatförvillelse en lång tid, och de senaste åren har de flesta vetenskapligt orienterade politikerna drivits ut ur det republikanska partiet bl a av den anti-intellektuella Tea-Party-rörelsen. Trump, som sannolikt kommer att vara den minst vetenskapligt kunniga presidenten i modern tid, liksom den minst läskunniga, har tagit till sig detta. Som chef för Amerikanska Miljövårdsverket (EPA) ämnar han utse Scott Pruitt, justitieminister (Attorney General) i Oklahoma och inbiten motståndare till miljövård. Trumps utrikesminister blir troligen Rex Tillerson, som för närvarande är chef för ExxonMobil, ett av världens största oljebolag som bl a har avtal om att borra i ryska Arktis. Den verksamheten ligger visserligen nere nu p g a de ekonomiska sanktionerna mot Ryssland, men med tanke på Trumps och Tillersons goda öga till Putin och Ryssland kan den kanske snart komma igång igen. Det är en viss ironi att det är den smältande arktiska isen som ger nya tillfällen till oljeborrning i regionen.

Många klimatförvillare verkar se Trump som en frälsare, som mannen som ska rädda världen från de inbillade konspirationerna och skapa ett lyckorike med olja och kol. På den svenska klimatförvillarbloggen Klimatupplysningen (sic!) har man haft rena hyllningsinlägg om honom. Klimatförvillare ligger ofta långt till höger politiskt - även så i Sverige - och Trumps rasism, unkna kvinnosyn, mobbarmentalitet och ständiga ljugande verkar man ha överseende med eller kanske rent av uppskatta.

Men medan dessa individer lallar runt i sina fantasivärldar så kommer den riktiga världen att fortsätta enligt naturens lagar.  Atmosfärens koldioxidhalt kommer att fortsätta stiga och kommer långsiktigt att ta den globala temperaturen med sig. Människor, djur och växter kommer att fortsätta skadas av föroreningar. Men samtidigt är det viktigt att alla rationella människor - i USA, Sverige och resten av världen - som förstår och uppskattar vetenskapen och som kan tänka längre än näsan räcker fortsätter att kämpa för ett stabilt klimat och en ren miljö.