Viime vuosina on julkaistu joitakin tutkimuksia, joissa on yritetty tulkita ilmastojärjestelmän takaisinkytkennän kokonaisarvoa lyhytaikaisista pintalämpötilan ja maapallolta lähtevän säteilyn mittauksista. Niissä on siis tutkittu, mitä maapallolta uloslähtevälle säteilylle tapahtuu, kun maapallon pinnan lämpötila muuttuu. Tällaisia tutkimuksia ovat julkaisseet Forster ja Gregory (2006), Spencer ja kumppanit (2007), Spencer ja Braswell (2008 ja 2009) sekä Lindzen ja Choi (2009). Näistä Spencerin ja Lindzenin tutkijaryhmät ovat päätyneet negatiiviseen takaisinkytkennän arvoon vastoin yleistä käsitystä (negatiivinen takaisinkytkentä tarkoittaa sitä, että ilmakehän hiilidioksidin lisäyksen aiheuttama lopullinen lämmitysvaikutus olisi pieni).
Uudessa tutkimuksessa Lin ja kumppanit (2010a) ovat tarkastelleet tätä asiaa ja keskittyvät erityisesti Spencerin ja Braswellin (2009, SB09) tutkimuksen tuloksien tarkastamiseen. Tätä uutta tutkimusta ei ole vielä virallisesti julkaistu, mutta se on jo vertaisarvioitu ja tulossa julkaisuun lähiaikoina. Lin ja kumppanit käyttävät periaatteessa samoja mallinnus ja analysointimenetelmiä kuin SB09, mutta Lin ja kumppanit sisällyttävät tutkimukseensa heidän mukaansa paljon realistisemman ilmastojärjestelmän, jossa on huomioitu ilmastojärjestelmän ”muisti”. He viittaavat aiempaan tutkimukseensa (Lin ja kumppanit, 2010b), jossa he käsittelivät ilmastojärjestelmän muistia takaisinkytkennän yhteydessä löytäen positiivisen takaisinkytkennän ja lisäksi he havaitsivat takaisinkytkennän olevan sitä positiivisempi mitä pidempää ilmastojärjestelmän muistia käytetään.
Ensimmäiseksi Lin ja kumppanit suorittavat mallinnuksen ja analyysin ilman ilmastojärjestelmän muistia ja samalla takaisinkytkentäparametrin arvolla kuin SB09 tarkistaakseen, että he pystyvät toistamaan SB09:n tulokset. He saavatkin näin saman tuloksen kuin SB09. Seuraavaksi Lin ja kumppanit suorittavat saman analyysin, mutta nyt he sisällyttävät yhden vuoden muistin ilmastojärjestelmään. Aikaisemmassa tutkimuksessaan he olivat havainneet, että ilmastojärjestelmän muisti on vähintään noin kahdeksan vuotta. He käyttävät yhden vuoden muistia, koska he haluavat osoittaa, että ilmastojärjestelmän koko takaisinkytkentä ei näyttäydy nopeissa pintalämpötilan muutoksissa, jos takaisinkytkentöihin liittyy lyhytkin muisti. Aikaisemmassa tutkimuksessaan he jo tutkivat pitempiä muisteja ja saivat tulokseksi positiivisen takaisinkytkennän. Nyt he siis käyttävät yhden vuoden muistia ja vaihtelevat sitten takaisinkytkentäparametrin arvoa SB09:n äärimmäisen pienestä suurempia arvoja kohti. He saavat tulokseksi sen, että ilmaston kokonaistakaisinkytkentä tällä lyhyellä, yhden vuoden ilmastojärjestelmän muistilla vaihtelee hyvin negatiivisesta hiukan positiiviseen. He toteavat:
Lyhyellä aikavälillä globaali pintalämpötila saattaa vaihdella merkittävästi, mutta keskimääräisen muutoksen tällä jaksolla pitäisi olla pieni. Niinpä pitkän ajan takaisinkytkennät olisivat merkittävästi heikompia kuin lyhyen ajan takaisinkytkennät tämän jakson aikana eikä niitä voi havaita lyhyen ajan havainnoissa.
Heidän mielestään ilmastojärjestelmän takaisinkytkennän määrittämiseksi on käytettävä pitkän ajan havaintoja ja malliajoja. Jos analyysissä käytetään pelkästään lyhyen ajan havaintoja ja malliajoja, se saattaa tuottaa merkittävästi virheellisen takaisinkytkennän arvon. Lyhyen ajan analyysissä käy melko todennäköisesti niin, että ilmastojärjestelmässä olevien muistien määräämä pitkän ajan vaste hukkuu nopeiden ilmastoprosessien aiheuttamaan kohinaan, jota siis SB09 ja muut lyhyen ajan tutkimukset ovat tämän uuden tutkimuksen perusteella mitanneet.
Kiitos Tuomakselle materiaalihankinnasta ja AJ:lle tekstin ja aiheen kommentoinnista.
Lähde: Lin, Bing, Qilong Minb, Wenbo Sunc, Yongxiang Hua and Tai-Fang Fan, 2010a, Can climate sensitivity be estimated from short-term relationships of top-of-atmosphere net radiation and surface temperature?, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Article in Press, doi:10.1016/j.jqsrt.2010.03.012. [tiivistelmä]
Muut viitatut artikkelit:
Forster, P., Gregory, J., 2006, The climate sensitivity and its components diagnosed from earth radiation budget data, Journal of Climate 2006; 19: 39-52. [tiivistelmä, koko artikkeli]
Lin, B., L. Chambers, P. Stackhouse Jr., B. Wielicki, Y. Hu, P. Minnis, N. Loeb, W. Sun, G. Potter, Q. Min, G. Schuster, and T.-F. Fan, 2010b, Estimations of climate sensitivity based on top-of-atmosphere radiation imbalance, Atmos. Chem. Phys., 10, 1923-1930, 2010. [tiivistelmä, koko artikkeli]
Lindzen, Richard S, Yong-Sang Choi, 2009, On the determination of climate feedbacks from ERBE data, GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 36, L16705, 6 PP., 2009 doi:10.1029/2009GL039628. [tiivistelmä, koko artikkeli]
Spencer, Roy W., William D. Braswell, John R. Christy, Justin Hnilo, 2007, Cloud and radiation budget changes associated with tropical intraseasonal oscillations, GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 34, L15707, 5 PP., 2007
doi:10.1029/2007GL029698. [tiivistelmä, koko artikkeli]
Spencer, Roy W., William D. Braswell, 2008, Potential Biases in Feedback Diagnosis from Observational Data: A Simple Model Demonstration, Journal of Climate 2008; 21: 5624-5628. [tiivistelmä, koko artikkeli]
Spencer, Roy W., William D. Braswell, 2009, On the Diagnosis of Radiative Feedback in the Presence of Unknown Radiative Forcing, American Geophysical Union, Fall Meeting 2009, abstract #A32A-03. [tiivistelmä, esitysmateriaali]
Ilmastotieto 