Um hitamælingar á jörðu á vegum NASA / GISS

Eitt af grundvallaratriðum í allri umræðu um loftslagsmál eru vitanlega hitamælingarnar á jörðu í fortíð og nútíð. Það er þó ekkert einfalt mál að segja til um hvert sé hitastig jarðar frá degi til dags og enn meiri vandi kemur upp þegar meta á þróun hitastigs marga áratugi eða heila öld aftur í tímann. Á stórum svæðum í hinum vanþróaðri löndum var t.d. lítið um hitamælingar á fyrri hluta síðustu aldar auk þess sem sífellt er verið að leggja niður athugunarstöðvar víða um heiminn og stofna nýjar. Þar við bætast svo óvissa í mælingum t.d. vegna þéttbýlisáhrifa í stækkandi borgum heimsins (urban warming).

Meðal þeirra aðila sem hafa ráðist í að koma upplýsingum um hitaþróun jarðar í skikkanlegt samhengi er Bandaríski rannsóknarhópurinn Goddard Institute for Space Studies (GISS) sem gefur út í samvinnu við NASA samnefnda gagnaröð sem nær aftur til ársins 1880. Það eiga sér oft stað heitar umræður um áreiðanleika NASA/GISS hitamælinganna, ekki síst vegna þess að aðalmaðurinn þar á bakvið er Jim Hansen sem er einn fremstur í flokki þeirra sem vara við hættunni af hnattrænni hlýnun af mannavöldum, auk þess sem hann er helsti lærifaðir Al Gores í loftslagsfræðum. Sú hitaþróun sem NASA/GISS birtir er þó á sömu nótum og aðrir aðilar hafa komist að, en þó má sjá þar örlítið meiri hitastigshækkun hin síðari ár en til dæmis hjá hinni bresku HadCRUT gagnaröð sem einnig byggist á hefðbundnum athugunum á jörðu.

Hitaþróun jarðar 1880-2008 samkvæmt Nasa/GISS



Ef þessi hitaferill er réttur í aðalatriðum þarf ekkert að efast um að jörðin hafi hlýnað mikið þótt sú hlýnun hafi ekki verið jöfn og stöðug. Á árunum 1945-1977 kólnaði til dæmis lítillega. En það er sérstaklega hlýnunin eftir 1980 sem bendir til þess að eitthvað merkilegt er að gerast sem erfitt er að skýra út sem náttúrulega uppsveiflu. Á því tímabili er einnig hægt að styðjast við gögn frá gervitunglum sem einnig sýna talsverða hlýnun á eftir 1980. Gervitunglamælingar sýna þó aðeins minni hlýnun og reyndar stöðnun síðustu 10 ár og árið 1998 er þar afgerandi hlýjast en ekki árið 2005 eins og hjá Nasa/GISS. Þess má geta að gervitungl miða við hita í 4,4 km hæð en samkvæmt fræðunum ætti hlýnun vegna gróðurhúsaáhrifa að vera aðeins meiri í þeirri hæð en við yfirborð jarðar. Þetta misræmi þykir ekki alltaf vera meðmæli fyrir Nasa/GISS mælingarnar.
(Samanburð á yfirborðshitamælingum samkvæmt Nasa/GISS og gervihnattamælingum frá 1978-2009 má sjá hér.)

Gagnleg heimasíða Nasa/GISS
Á heimasíðu Nasa/GISS er hægt að komast í og kalla fram ýmsar upplýsingar. Hægt er að sjálfsögðu að ná í tölulegar upplýsingar fyrir hvern mánuð allt aftur til ársins 1880, (sjá hér) en tölurnar miða við frávik frá meðaltali áranna 1951-1980.

Þarna er líka hægt að kalla fram heimskort eftir eigin forskrift eins og þetta hér, þar sem ég valdi að bera saman hita ársins 2008 við árshitann 1942 en það ár valdi ég sem fulltrúa hlýja tímabilsins um miðja 20. öld. Rauður litur táknar að hlýnun og blár kólnun.



Ef maður skoðar þessa mynd sést að það er ekki algilt að það hafi verið hlýrra á síðasta ári en árið 1942, þ.e.a.s. þar sem gögn eru á annað borð til staðar. Til dæmis var víða kaldara í Norður-Ameríku árið 2008 og hér á Íslandi táknar hvíti liturinn nánast sama hitastig og var árið 1942. Hinsvegar var síðasta ár miklu hlýrra í vesturhluta Rússlands en árið 1942, enda fékk innrásarher Þjóðverja þá illilega að kenna frosthörkunum sem þar ríktu og gerðu sennilega út um stórveldisdrauma Hitlers.

Síðan kemur hér að neðan önnur mynd sem sýnir mismun á meðalhita áranna 1940-1945 og ársins 2008. Hér er einnig hitastig sjávar tekið inn og hver athugunarpunktur útvíkkaður þannig að þekjan er orðin allt önnur en í fyrra kortinu. Með þessum viðbótum sést miklu betur hversu núverandi hlýindatímabil er almennt hlýrra en aðalhlýindatímabil síðustu aldar, jafnvel þótt árið árið 2008 hafi verið kaldasta árið það sem af er þessari öld, enda réð hinn kaldi La Ninja straumur þá ríkjum í Kyrrahafinu.

- - - - -

Og svona í lokin þá má líka benda á að það er hægt að kalla fram línurit fyrir þá staði í heiminum sem notaðir eru í gagnaröðinni (hér), eins og þetta frá Reykjavík sem sýnir hitann frá 1900-2009

 

Þegar skoðuð eru línurit frá athugunarstöðvum víðsvegar um heiminn á þessum sést fljótlega að það er alveg upp og ofan hvort hitaþróun er upp- eða niðurávið. Eins og sést á myndinni fyrir Reykjavík þá er hér í raun ekki mikið hlýrra nú en var á árunum kringum 1940. En í heildina þegar öll gögn hafa verið tekin saman sem víðast úr heiminum verður maður að trúa því að Jim Hansen og félagar hafi unnið sitt verk af kostgæfni og NASA/GISS verkefnið sýni nokkuð raunsanna mynd af því sem er að gerast.

Hvað þetta segir svo um framtíðina verður sjálfsagt áfram deilt um. Mun hlýnunin halda áfram eins og spáð er, erum við á leið í stöðnunartímabil svipað og gerðist eftir 1945 eða er alvöru bakslag framundan eins og sumir eru að spá vegna sólardeyfðar? Ekki veit ég það en stundum trúi ég hverju sem er í þeim efnum.

Athugasemdir

[Sveinn Atli Gunnarsson, 20.8.2009 kl. 08:34]

Þetta er  fróðleg færsla og vel framsett.

[Loftslag.is, 20.8.2009 kl. 10:03]

Tek undir með Sveini, fróðleg færsla.

Það skal svo tekið fram að mikill meiri hluti vísindamanna lítur svo á að ekkert annað sé í kortunum en hlýnun - þótt örfáir maldi í móinn.

Ég get t.d. bent á að aðstæður hvað varðar náttúrulega ferla t.d. sólina eru ekki ósvipaðar og á kuldatímabilum fyrri alda  - samt er hitastig jarðar í hæstu hæðum.

Neðri myndin sýnir hvernig staðan hefði átt að vera á hitastiginu miðað við að eingöngu sé gert ráð fyrir náttúrulegum ferlum (bláa línan) - þ.e. hitinn væri svipaður og um aldamótin 1900. Þannig að nokkuð augljóst er að gróðurhúsaáhrifin eru að hafa gríðarleg áhrif og eiga eftir að magna upp vandann.

[Emil Hannes Valgeirsson, 20.8.2009 kl. 18:27]

Þetta eru athyglisverðar myndir. Samkvæmt þeirri neðri hér að ofan virðumst við vera að fjarlægjast sífellt meir hina náttúrulegu ferla sem liggja heldur niður á við. Mér finnst ekkert útilokað að náttúrulegi ferillinn gæti farið enn neðar eða talsvert neðar í náinni framtíð og unnið eitthvað gegn gróðurhúsaáhrifunum, enda held ég að 20. öldin hafi verið hlý í grunninn. Það er meðal annars það sem ég var með í huga þarna í lok í pistilsins en svo var ég reyndar í leiðinni að ýja að því sem gæti verið næsti pistill um þessi mál.

[Sigurður Þór Guðjónsson, 20.8.2009 kl. 19:52]

Hver segir að hið ''náttúrulega ferli'' á 20.öld hafi átti að líkjast eitthvað því sem var um aldamótin 1900?Hafi 20.öldin verið hlý í grunninn, sem ég held að líka hafi veirð, er það ekki náttúrulegt ferli að hitinn hafi verið eins og um 1900. Það er ómögulegt að segja til um hvenrig hitinn ''hefði átt að vera''. Getur ekki verið að líkönin ofmeti niðursveifluna sem þau gera kringum 1960, sem er eins og hrun á myndinni? Ég held að menn verði að fara varlega í svona áætlunum.

[Sveinn Atli Gunnarsson, 20.8.2009 kl. 20:02]

Ef "hrunið" í kringum 1960 er skoðað, þá sést að sama hrun á sér stað í athugunum, sem hefur væntanlega eitthvað að gera með eldgosið í eldfjallinu Agun á Bali á árunum 1963-64. Þannig að það er fylgni með athugunum, módeli og atburðum sem hafa áhrif þar á.

[Loftslag.is, 20.8.2009 kl. 22:12]

Sigurður, mér skilst að líkön sem sýna svona góða samsvörun við mælt hitastig aftur í tímann eigi að vera nokkuð góð - sjáðu efri ferilinn (rauðu línuna). Þar hafa útreikningar á geislunarmagni gróðurhúsalofttegunda einnig verið tekið með í reikninginn og þá fittar línan nokkuð vel við mæld gögn. Sama líkan fyrir neðan og áhrif gróðurhúsalofttegunda tekin í burtu - kólnun.

Það sem hefur alltaf böggað mig varðandi þessa mynd er tímabilið frá sirka 1935-1945.

[Ágúst H Bjarnason, 21.8.2009 kl. 10:16]

Hér fyrir neðan er lengsti samfelldi hitaferill sem til er.

Ekki beinlínis forngripur, en þessi hitaferill nær alveg aftur til ársins 1659. Á vefsíðu Hadley Centre í Bretlandi, sem er vel þekkt loftslagsrannsóknarstöð á vegum bresku veðurstofunnar, eru tölvugögn yfir meðalhita í Bretlandi aðgengileg. Ferillinn nær aftur að lokum "litlu ísaldar". Þessi ferill var teiknaður um 1998 þannig að síðasta áratug vantar. Það skiptir þó ekki verulegu máli, þar sem ekkert hefur hlýnað síðan þá.

Blái ferillinn er ársmeðaltal, en rauði ferillinn er 10-ára meðaltal. Takið eftir náttúrulegum hitasveiflum allan tímann, og sérstaklega toppnum um 1730.   Annað, hækkun hitastigs á nokkrum áratugum var miklu hraðari og meiri en á undanförnum áratugum frá um 1700-1740. Þá hlýnaði á þessum slóðum um  tvær gráður á 40 árum.

   Voru náttúrulegar sveiflur svona öflugar þá?

   Hættu náttúrulegar sveiflur eftir það?

   Hvers vegna?

 

[Loftslag.is, 21.8.2009 kl. 10:30]

Ágúst: 

Spurning 1: Já.

Spurning 2: Nei.

Spurning 3: Spurning þrjú á ekki við, því að svarið við 2 er Nei. Aftur á móti sérðu að hitastigið hélt afram að rísa á seinni hluta 20. aldarinnar - á sama tíma og gildi náttúrulegra sveifla vísuðu í átt til kólnunar.  

[Emil Hannes Valgeirsson, 21.8.2009 kl. 12:19]

Náttúrulegar sveiflur hljóta alltaf að vera undirliggjandi og þær virðast vera merkilega miklar þarna á Englandi í fyrri tíð. Það kæmi mér ekki á óvart ef Norður-Atlantshafið væri einn af viðkvæmustu stöðunum vegna breytilegs golfstraums og nálægðar við íshafið. Alvöru náttúrulegt kuldaskeið eins og um 1700 hlýtur því að geta haft talsverð áhrif á móti hlýnun vegna aukinna gróðurhúsaáhrifa.

Hinsvegar hefur hitinn á Bretlandi síðustu ár verið vel yfir 10 gráðunum flest síðustu ár og það hlýjasta frá upphafi var árið 2006 (10,82°C) þannig raðmeðaltalið ætti að hafa stigið vel upp á Englandi eftir 2000. (http://en.wikipedia.org/wiki/Central_England_temperature)

[Ágúst H Bjarnason, 21.8.2009 kl. 14:34]

(Fyrirgefið stríðnistóninn í fyrri athugasemnd minni :-)

Um þetta leyti, þ.e. skömmu eftir 1700, var að ljúka kaldasta tímabili Litlu Ísaldarinnar sem fellur saman við Maunder Minimum í virkni sólar.  Það stóð yfir frá um 1645-1715. 

Annað kalt tímabil fellur nokkurn vegin saman við svokallað  Dalton Minimum í virkni sólar, ca 1795-1820.

Skemmtileg grein hér á vefsíðu Harvard.  "Year without a summer" sem fjallar um árið 1816.  Greinin er eftir Willie Soon (Wei-Hock Soon) stjarneðlisfræðing.

 Inngangur greinarinnar:

The year 1816 is still known to scientists and historians as “eighteen hundred and froze to death” or the “year without a summer.” It was the locus of a period of natural ecological destruction not soon to be forgotten. During that year, the Northern Hemisphere was slammed with the effects of at least two abnormal but natural phenomena. These events were mysterious at the time, and even today they are not well understood.

First, 1816 marked the midpoint of one of the Sun’s extended periods of low magnetic activity, called the Dalton Minimum.

This particular minimum lasted from about 1795 to the 1820s. It resembled the earlier Maunder Minimum (about 1645-1715)that was responsible for at least 70 years of abnormally cold weather in the Northern Hemisphere. The Maunder Minimum interval is sandwiched within an even better known cool period known as the Little Ice Age, which lasted from about the 14th through 19th centuries. ... ...

[Emil Hannes Valgeirsson, 21.8.2009 kl. 15:43]

Ég held öllum möguleikum opnum Ágúst eins og segir í næstsíðustu setningu pistilsins:

… eða er alvöru bakslag framundan eins og sumir eru að spá vegna sólardeyfðar?

Nú ríkir einmitt mikið óvissuástand með hvað er að gerast á sólinni.

[Sveinn Atli Gunnarsson, 21.8.2009 kl. 18:28]

Persónulega tel ég að það séu frekar litlar líkur á því að þær breytingar sem orðið hafa á hitastigi undanfarin ár og áratugi megi rekja til sólarinnar að svo miklu leiti að kalla megi sólina drífandi kraft í þeim breytingum. Ég tel að það séu margar vísindalegar vísbendingar sem sýna fram á að drífandi krafturinn á bak við þessar breytingar á hitastigi sé losun gróðurhúsalofttegunda. En þetta er náttúrulega mín skoðun, sem ég þó byggi á mínum athugunum á vísindunum og því sem gert er í þeim fræðum. Þ.a.l. tel ég að það þurfi mikla sólardeyfð, til að það hafi nógu mikil mótvirkandi áhrif, í átt til stöðvunar á þessarir hitastigs þróun.