CRU:n tiede rehellistä

Hiljattain uutisoimme ensimmäisestä virallisesta tutkimusraportista CRU-sähköposteihin liittyen. Nyt on julkaistu toinen tutkimusraportti. Tämän raportin ja tutkimuksen on tehnyt East Anglian yliopiston (UEA) asettama kansainvälinen paneeli, jota johtaa lordi Oxburgh. Paneelin jäsenet olivat kaikki eri tieteenalojen asiantuntijoita. Paneeli toimi yhteistyössä Ison-Britannian Royal Societyn kanssa. Tutkimuksen tarkoituksena oli tarkistaa UEA:n ilmastontutkimusyksikössä (CRU) suoritetun tieteellisen työn rehellisyys. Tutkimus koski esitettyä kritiikkiä, jonka perusteella CRU:ssa olisi valikoitu, manipuloitu ja/tai esitetty mittaustuloksia epärehellisesti, jotta päädyttäisiin haluttuihin lopputuloksiin. Paneeli tutustui yhteentoista asian kannalta oleelliseen CRU:n tieteelliseen julkaisuun ja teki kaksi tutustumiskäyntiä yksikköön, jolloin myös yksikön jäseniä kuulusteltiin. CRU:n työhön liittyen kaksi eri tutkimusalaa oli tarkan tutkimuksen alla; puiden vuosirenkaisiin perustuvien kronologioiden muodostaminen ja tulkinta sekä maapallon pintalämpötilojen analyysi.

Puiden vuosirenkaisiin perustuvaan tutkimukseen liittyen ensimmäinen huomio on se, että CRU ei kerää itse oikeastaan ollenkaan dataa, vaan keskittyy tulkitsemaan ilmastollisia signaaleja muiden keräämästä datasta. Paneeli havaitsi, että CRU:n tilastolliset menetelmät puiden vuosirenkaiden analyyseissä olivat asianmukaisia, vaikka joissakin tapauksissa eivät olleetkaan välttämättä parhaita mahdollisia. Paneeli kuitenkin huomauttaa, etteivät paremmat tilastolliset menetelmät välttämättä tuottaisi merkittävästi erilaisia lopputuloksia, ja että CRU:n julkaisemissa tutkimuksissa oli huomauteltu datan ja sen tulkinnan rajoituksista. Paneeli myös havaitsi, että CRU korjaa ja parantaa jatkuvasti menetelmiään ja uudelleentarkistaa vanhoja vuosirengaskronologioita.

Paneeli toteaa, että käytetyn datan luonne on kohinaista ja datan valintaprosessi saattaisi helposti johtaa vääriin tulkintoihin. Paneeli harmitteleekin, ettei datan käsittelyssä ole ollut mukana tilastotieteen ammattilaisia. CRU myöntää nyt, että heidän olisi pitänyt aikoinaan keskittyä paljon enemmän datan, algoritmien ja menetelmien kuvaamiseen ja arkistointiin. CRU:sta todetaan, ettei heillä silloin ollut aavistustakaan, että asiasta tulisi näin tärkeä tai että he joutuisivat vastaamaan yksityiskohtaisiin kysymyksiin vanhoista töistään. CRU ja koko puiden vuosirenkaita tutkiva tiedeyhteisö aikoo tehdä asiassa parannuksia. Tässä paneelin johtopäätös puiden vuosirenkaiden tutkimuksesta:

Tutkimusraporttien lukemisen ja CRU:n kokeneemman henkilökunnan syvällisten haastattelujen jälkeen olemme tyytyväisiä siitä, että CRU:n puiden vuosirenkaisiin liittyvä työ on tehty rehellisesti ja että syytökset tahallisestä datan väärinesittämisestä ja epäoikeutetusta valikoinnista eivät pidä paikkaansa. CRU:n tutkijat pystyivät kysyttäessä antamaan uskottavat vastaukset yksityiskohtaisiin kysymyksiimme datan valinnasta, käsittelystä ja tilastollisista menetelmistä. Yksikkö myöntää auliisti, että monet heidän aiemmin tehdyistä data-analyyseistään ovat vanhentuneita eivätkä he enää tekisi asioita sillä tavalla.

Paneeli toteaa lisäksi esitetystä kritiikista seuraavaa:

Me emme ole katselmoineet ulkopuolelta esitettyjä dendroklimatologian kritiikkejä juurta jaksain, mutta näyttää siltä, että jotkut näistä kritiikeistä on esitetty melko valikoivalla ja vähemmän hyvätahtoisella asenteella CRU:n antamaa tietoa kohtaan. Ne myös näyttävät heijastavan tietoisuuden puutetta kronologioiden dynaamisesta luonteesta ja niistä vaikeista olosuhteista, joissa yliopiston tutkimustyötä joskus tehdään.

CRU:n toisesta tutkimusalasta, maapallon pintalämpötila-analyysistä, paneeli toteaa, että CRU keskittyy siinä yhdistämään ja tulkitsemaan muiden korjaamia mittaussarjoja. Paneeli havaitsee CRU:n käyttämät menetelmät reiluiksi ja tyydyttäviksi. Tutkijoiden kanssa käydyissä keskusteluissa ei näkynyt merkkiäkään siitä, että tuloksia olisi korjailtu johonkin suuntaan tietyn lopputuloksen aikaansaamiseksi. Tutkimusartikkeleissa ja keskusteluissa myös kuvailtiin työn epävarmuuksia.

Paneeli vaikuttaa hyvin tyytyväiseltä CRU:n työhön maapallon pintalämpötila-analyysin parissa, mutta huomauttaa viimeaikaisen julkisen keskustelun sisältäneen usein yliyksinkertaistuksia heidän työstään. Esimerkkinä he mainitsevat sen, että CRU:n julkaisuissa on useasti korostettu puiden vuosirenkaiden lämpötilarekonstruktioiden ja maapallon pintalämpötila-analyysin näyttävän erilaisia tuloksia 1900-luvun loppupuolella, mutta näiden julkaisujen käsittelyssä mm. IPCC:n toimesta on usein jätetty tämä asia korostamatta.

AJ:lle ja Jarille kiitokset tekstin kommentoinnista.

Lähde: Kansainvälisen tutkijapaneelin raportti.

Miltä jääkausi näyttää tietokoneessa?

Maapallon ilmasto on muuttunut menneisyydessä paljon. Menneisyyden ilmastonmuutoksien tutkiminen auttaa ymmärtämään nykyistä ilmastonmuutosta paremmin. Nykyinen ilmastonmuutos on vasta alkuvaiheessaan ja sen tulevaisuuden etenemiseen liittyy paljon kysymyksiä. Tutkimalla menneisyyden ilmastonmuutoksia saamme vihjeitä siitä, miten nykyinen ilmastonmuutos tulee etenemään pitkällä aikavälillä. Menneisyyden ilmastonmuutoksien avulla voimme testata teoreettista tietämystämme ilmastosta muun muassa testaamalla, saammeko toistettua menneisyydessä tapahtuneet ilmastonmuutokset ilmastomalleillamme. Saksalainen tutkijaryhmä on tutkinut miten ilmastomallit toistavat viimeisimmän jääkausijakson.

Asiaa on tutkittu paljon jo ennen tätä uutta tutkimusta. 1980- ja 1990-luvuilla melko yksinkertaisien mallien ajoissa selvisi, että kun maapallon ilmastoa ohjataan pelkästään maapallon ratamuutoksilla, jotka aiheuttavat muutoksia Auringon lämmitysvaikutukseen, jääkausien ajoitus osuu melko hyvin kohdalleen. Lisäksi vuonna 2000 eräässä tutkimuksessa selvisi, että pelkästään hiilidioksidipitoisuuden muutoksien ohjailemana jääkausien ajoitus ei osu kohdalleen. Havaintojen ja mallien yhteensopivuus paranee huomattavasti, kun malleissa simuloitua ilmastoa ohjataan sekä tunnetuilla ratamuutoksilla että ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden vaihteluilla. Tämä merkitsee sitä, että hiilidioksidipitoisuuden muutokset toimivat merkittävänä muokkaajana ratamuutoksien aloittamille ilmastonmuutoksille. 2000-luvulla mallit ovat kehittyneet niin, että nykyään saadaan mallinnettua jo jäätiköiden muutoksetkin jääkausien aikana melko hyvällä tarkkuudella.

Tässä uudessa tutkimuksessa käytettiin jälleen yhtä uutta, paranneltua mallia (kehitetty vuonna 2005), jossa on erillinen jäätikkömalli normaalien maa-, meri- ja ilmakehämallien lisäksi. Jäätikkömalli saa ilmakehämallista seuraavia tietoja: pintalämpötila, sademäärä, Auringon säteilyn määrä maan pinnalla, ilmakehästä tulevan lämpösäteilyn määrä (seurausta kasvihuoneilmiöstä), tuulennopeus ja pilvisyys. Jäätikkömalli kertoo maa- ja merimalleille seuraavat asiat: mereen kulkeutuvan jään määrä, maanpinnan kohoaminen, merenpinnan korkeus, maanpinnan jääpeitteen määrä ja jäätiköiden sulamisen määrä. Mallissa on myös paneuduttu pölyn ilmastovaikutuksiin (mm. vaikuttaa säteilyn kulkuun ilmakehässä ja jäätiköiden sulamiseen sekä albedoon jään pinnalla).

Käytettyyn malliin ja tähän uuteen tutkimukseen liittyy jonkin verran epävarmuutta aiheuttavia tekijöitä. Jäätikkömallia käytetään vain pohjoiseen pallonpuoliskoon. Jäätiköiden sulamisvettä ei lasketa mereen pikkuhiljaa, vaan kaikki sulamisvesi päästetään mereen kerralla. Sulamisveden mahdollista tunkeutumista syvään mereen ei myöskään huomioitu.

Mallia ajettiin lasketuilla maapallon ratamuutoksilla ja Vostokin jääkairanäytteistä saaduilla kasvihuonekaasupitoisuuksilla ohjattuna. Vostokin jääkairanäytteistä on hiilidioksidin lisäksi mitattu myös metaani ja dityppioksidi. Mallien ajot aloitettiin ajankohdasta 126 tuhatta vuotta sitten ja ne tehtiin nykypäivään saakka.

Mallin ajojen eräänä tuloksena esitettiin merenpinnan taso eri aikoina. Siihen saatiin hyvä vastaavuus mallien ja havaintojen välille, mutta malliajojen tuloksia jouduttiin kuitenkin ensin korjamaan jäätiköitymisen maksimivaiheessa, koska jäätikkömalli oli käytössä vain pohjoisella pallonpuoliskolla ja jonkun verran jäätä kerääntyy myös eteläisen pallonpuoliskon jäätiköihin. Malli joka tapauksessa toisti melko hyvin pienemmätkin heilahtelut merenpinnan tasossa.

16 000 vuotta sitten Suomen päällä oli yli kaksi kilometriä jäätä.

Tutkimuksessa esitettiin myös karttoja siitä, miten jääpeite muuttui pohjoisella pallonpuoliskolla jääkausijakson eri aikoina. Suomi oli kokonaan jään peitossa vielä 16 000 vuotta sitten. Jää alkoi sulaa, ja 13 000 vuotta sitten noin puolet Suomen pinta-alasta oli jään peitossa, mutta loput olivat veden alla, koska merenpinta oli noussut ja lisäksi jäätikkö oli painanut maankuorta alemmaksi eikä se ollut vielä kohonnut takaisin. 10 000 vuotta sitten Suomen etelä- ja pohjoisosat olivat jo merenpinnan yläpuolella, eikä jäätiköitä ollut enää Suomen alueella. 8 000 vuotta sitten tilanne olikin jo aika lailla nykypäivän kaltainen – tosin merialueet olivat vielä paljon laajemmat kuin nykyisin. Kaikenkaikkiaan jääpeitteen muutokset seuraavat malleissa melko hyvin havaintoja, vaikka siellä täällä onkin hieman epätarkkuutta. Esimerkiksi jäätiköitymisen maksimi tapahtuu malleissa hiukan myöhemmin kuin havainnoissa ja Euroopan jääpeite sulaa jonkin verran aikaisemmin kuin havainnoissa.

Ilmaston kehittymistä havainnollistettiin esittämällä ratamuutosten ja kasvihuonekaasujen muutokset ja lämpötilojen muutokset Antarktiksella ja Grönlannissa (näistä paikoista löytyy tarpeeksi pitkät jääkairanäytteiden lämpötilarekonstruktiot, joita voi vertailla mallien tuloksiin). Antarktiksen lämpötilamuutokset toteutuvat malliajoissa hyvin. Tämä ei ole sinänsä mikään yllätys, koska käytössä oli Antartikselta mitatut kasvihuonekaasupitoisuudet. Grönlanninkin lämpötila toteutuu melko hyvin, mutta siellä on suurempia eroja havaintojen ja mallien välillä. Esimerkiksi mallit ajoittavat huonosti Grönlannille ominaiset lyhyet voimakkaat lämpötilanmuutokset (ns. 1500-vuoden syklisyys Grönlannin lämpötilarekonstruktioissa). Tutkijat kuitenkin huomauttavat, että kyseiset muutokset ovat luonteeltaan satunnaisia, joten ei voida odottaa niiden toistamista täsmällisesti. Lämpötilakehityksen pääpiirteet kuitenkin täsmäävät hyvin malleissa ja havainnoissa.

Lopuksi tutkimuksessa keskitytään mallien herkkyyteen eri parametreille. Yleinen tulos on se, että malli on herkkä parametrien arvoille, joista monien arvoja ei tunneta täsmällisesti (tällaisiä parametrejä löytyy mm. liittyen jäätiköiden dynamiikkaan ja sateisuuteen), eli pienet muutokset näissä parametreissä muuttaa voimakkaasti lopputulosta. Tutkijat sanovatkin, että tässä on haaste jääkausien mallinnuksen parantamiselle tulevaisuudessa.

Kiitos kommenteista Jarille ja Mikolle.

Lähde: Ganopolski, A., Calov, R., and Claussen, M.: Simulation of the last glacial cycle with a coupled climate ice-sheet model of intermediate complexity, Clim. Past, 6, 229-244, 2010 [tiivistelmä, koko artikkeli].

”Ilmaston lämpeneminen ei aiheuta äärimmäisiä sääilmiöitä”

(Alkuperäinen teksti: John Cook – Skeptical Science)

Skeptinen argumentti…

1900-luvun 30 pahinta kuivuutta olivat luultavasti luonnollisia kaikin tavoin ja siten ne ”kuvaavat, mitä voisi tapahtua myös tulevaisuudessa”, kuten Narisma et al. sanovat johtopäätöskappaleessaan. Ne tulevat myös tapahtumaan. Seuraavaksi kun vakava kuivuus koettelee jotain osaa maailmasta ja Al Goren tapaiset tyypit syyttävät siitä sinun ja perheesi hiilijalanjälkeä, kysy heiltä miksi 1900-luvun aikana on tapahtunut juuri päinvastoin kuin heidän hypoteesinsa sanoo, eli miksi maapallon lämmetessä – vieläpä nopeammin ja enemmän kuin väitetään tapahtuneen tuhansiin vuosiin – vakavien paikallisten kuivuuksien esiintymistiheys itse asiassa väheni? (lähde: CO2 Science)

Mitä tiede sanoo…

On lisääntyvä määrä empiirisiä todisteita siitä, että lämpeneminen aiheuttaa voimakkaampia hurrikaaneja, rankempia sateita ja tulvia, lisääntynyttä metsäpaloalttiutta ja vaarallisia helleaaltoja.

Lue koko teksti >>>

• Skeptical Science suomeksi
• Artikkeliluettelo