Nokkur súlurit yfir hitaþróun á Íslandi

Það þarf enginn að efast um það að síðustu ár hafa verið afar hlý hér á landi. Hinsvegar má velta ýmsu fyrir sér hvað sé hér á ferðinni. Eru þetta meiri hlýindi en voru þegar heitast var á síðustu öld? Er hlýnunin sú sama um allt land eða eru borgaráhrif að magna upp hitann hér í Reykjavík? Er þetta hluti af hnattrænni hlýnun sem er komin til að vera? Munu hlýindin aukast eða kannski ganga til baka?

Ég veit auðvitað ekki hvað mun gerast í framtíðinni. Aftur á móti er hægt að rýna í það sem gerst hefur, en það er það sem ég er búinn að gera með því að liggja yfir meðaltalstölum, stunda útreikninga af kappi og teikna súlurit.

Myndirnar sýna hvernig hitinn hefur þróast á landinu á 5 mismunandi stöðum hver í sínum landshluta samkvæmt tölum sem ég nálgaðist á Veðurstofuvefnum. Lengstu hitaraðir aftur í tímann eru frá Reykjavík, Stykkishólmi og Teigarhorni á Austfjörðum en ég sýni þær aftur til ársins 1901. Að auki er ég með Hæl í Hreppum á Suðurlandi og Akureyri, en þær hitaraðir er aðeins hægt að nálgast aftur til ársins 1931. Ég sýni hitaþróunina sem súlurit þar sem hver súla táknar einn áratug, en með áratug á ég við þá tíu áratugi sem öldin skiptist í. Af fyrsta áratug þessarar aldar eru bara liðin 8 heil ár en það eru einmitt árin sem hafa verið svo hlý. Hægra megin eru svo tvær súlur þar sem ég ber saman meðalhita síðustu 10 ára (1999-2008) og hlýjasta 10 ára tímabilið á síðustu öld (1932-1941), plús talan þar fyrir ofan sýnir hlýnun milli þessara tveggja tímabila.

Hér er svo afraksturinn (undir myndunum koma svo stuttaralegar niðurstöður):

 

 

 

 

 

Stuttaralegar niðurstöður:

Greinilegt er að sama hitaþróun hefur verið um allt land. Áratugirnir þrír frá 1931-1960 voru talsvert hlýrri en næstu þrír þar á eftir 1960-1990, eins og reyndar er vel þekkt. Kólnunin sjálf átti sér þó stað eftir 1965. Fjórði áratugurinn 1931-40 var yfirleitt sá hlýjasti á síðustu öld nema á Teigarhorni þar sem sjötti áratugurinn 1951-60 var örlítið hlýrri. Síðasti áratugur 20. aldar 1991-2000 var miðlungshlýr og heldur hlýrri en sá þriðji 1921-30.

Það sem af er þessum áratug er hitinn allstaðar nálægt 0,4 gráðum fyrir ofan hlýjasta áratug síðustu aldar. Í Reykjavík er munurinn 0,45 gráður þannig að ef um einhverja auka borgarhlýnun er að ræða er hún samkvæmt þessu ekki nema um 0,05 gráður sem er eiginlega innan skekkjumarka, en veðurathuganir hafa ekki verið gerðar á sama stað í Reykjavík á tímabilinu.

Miklu minni hitamunur fæst með því að bera saman 10 síðustu ár 1999-2008 og hlýjasta tímabil 20. aldar sem mér reiknast til að hafi verið á árunum 1932-1941 og er munurinn þarna mjög svipaður milli staða. Síðustu tvö ár 20. aldar voru enda ekkert sérstaklega hlý og því er talsverður munur á meðalhita síðustu 10 og 8 ára. 

Hitinn síðustu 8 ár á sér ekki hliðstæðu því ekki er hægt að finna sambærilegt 8 ára tímabil á síðustu öld með því að rýna í tölur. Öll árin hafa verið hlý en mestu munar um árið 2003 sem er að meðaltali það hlýjasta sem mælst hefur á landinu. Næsthlýjustu ár þar á eftir eru sennilega 1933 og 1939 en þrátt fyrir mörg hlý ár á 4. 5. og 6. áratugnum komu alltaf nokkuð svöl ár inn á milli ólíkt því sem hefur verið á okkar tímum.

- - - -

Spurningin um hvort þessi núverandi hlýindi munu halda áfram er auðvitað mjög heit. Það er freistandi að segja að við séum á einhverskonar náttúrulegu hlýindaskeiði svipuðu því sem var 1930-60 og eigum enn eftir um tuttugu ár þangað til náttúrulegt kólnunarskeið taki við, svipað og var árin 1960-1990, en vitað er að náttúrulegar áratugasveiflur eiga sér stað í hafinu. Það er líka freistandi að segja að þetta hlýindaskeið stefni í að verða eitthvað hlýrra en það síðasta vegna hnattrænnar hlýnunar.

Annars er það að frétta, að það sem liðið er af þessu ári 2009 í Reykjavík, virðist hitinn ætla að stefna í eitthvað svipað og síðustu ár, kannski mun ég skoða það betur eftir næstu mánaðarmót. Einnig er tilvalið og sjálfsagt að uppfæra allar þessar tölur eftir áramót þegar uppgjör ársins liggja fyrir. 

(Að sjálfsögðu geta leynst einhverjar villur í þessum útreikningum, vonandi eru þær þó sem allra smávægilegastar)

 

Athugasemdir

[Sigurður Þór Guðjónsson, 17.10.2009 kl. 02:06]

Afar áhugavert!

[Jonni (IP-tala skráð) 17.10.2009 kl. 08:02]

Mjög áhugavert. En hins vegar allt of stuttur tími sem er skoðaður til þess að maður getir gert sér nógu glögga mynd af þessu. 

Þó að síðasti áratugur hafi verið heitari en aðrir áratugir öldina á undan, þá er ekki ennþá orðið eins heitt og var hérna í kringum landnám.

En þá var auðvitað ekki búið að stofna veðurstofuna. Væri áhugavert að reyna að skoða þetta í samhengi við rannsóknargögn sem taka síðustu þúsund ár. 

Ég er líka mjög ánægður með að þú skoðar bara tölulegar staðreyndir án þess að koma með einhverjar fullyrðingar um að þetta sé allt global warming að kenna (eða þakka). 

[Sveinn Atli Gunnarsson, 17.10.2009 kl. 09:57]

Fróðleg samantekt hjá þér Emil, takk fyrir.

[Emil Hannes Valgeirsson, 17.10.2009 kl. 10:08]

Jæja það er gott ef einhverjir áhuga á þessu. Það var því miður engin Veðurstofa um landnám og því kannski best að segja sem minnst um hitann á þeim tímum annað en að vitað er að þá var hlýtt. Annars er ég bara að tala um síðustu ca. 100 ár sem út af fyrir sig eru mjög merkileg í hitafari.

Svo held ég að þegar tekinn er fyrir bara einn staður í heiminum, þá vegi náttúrulegar sveiflur meira heldur en þegar skoðaðar eru hitabreytingar fyrir jörðina í heild. Þannig gefur þetta kannski ekki alveg rétta mynd af Global warming, en á síðustu 60 árum hefur hitaaukning á jörðinni þó verið nálægt 0,5°C (samkv.: http://data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs/)

[S Kristján Ingimarsson, 17.10.2009 kl. 11:19]

Fróðlegt að skoða þetta.

[Ágúst H Bjarnason, 17.10.2009 kl. 16:46]

Takk fyrir góðan pistil Emil

Hver ætli skekkjumörk þessara hitamælinga séu? Því miður sér maður hitastig nánast aldrei gefið upp sem t.d. 10°  +/- 0,15°.  

Margir þekkja það t.d. frá eðlisfræðitímum í skóla hve mikil áhersla var lögð á að meta skekkjuvalda og gefa upp heildarskekkjumörk eftir kúnstarinnar reglum. Skekkjuvaldar geta verið af ýmsum toga, t.d.  aflestrarskekkja, (parallax), ónákvæmni í kvörðun, ólínuleiki, öldrun, staðsetning tækja o.s.frv. 

Þegar verið er að meta hitamun sem er ekki nema um 0,1°C þá hlýtur að vera mjög áríðandi að öll óvissa í mælingum komi fram, svo hægt sé að meta hvort hugsast geti að munurinn sé jafnvel í raun enginn.

Eru ekki kvikasilfursmælar sem notaðir eru fyrir veðurmælingar með kvörðunarstrik fyrir hverja 0,5°C eða  1°F þar sem Farenheit er notað?

Staðsetning skiptir verulegu máli eins og fram kemur í kafla 2.1.1. í NOAA Climate Reference Network Site Handbook þar sem áreiðanleiki hitamælistöðva er flokkaður í gæðaflokka eftir því hvernig hitamælunum er komið fyrir.

Hvað ætli "accuracy", "precision" og "resolution" (nákvæmd, samkvæmd og upplausn) hitamælanna sem notaðir voru um 1940 og 2000 á þessum veðurstöðvum sé?

Það væri fróðlegt að fræðast um þetta.

[Emil Hannes Valgeirsson, 17.10.2009 kl. 18:46]

Ágúst. Hitamælar eru kvarðaðir niður í tíunda hluta úr gráðu og hitaathuganir því skráðar með einum aukastaf. Óvissan í hverri mælingu ætti því ekki að vera meiri en +/-0,05 hefði ég haldið. Ég tók stundum veðrið eftir kúnstarinnar reglum þegar ég var í sumarvinnu á Korpu fyrir um 20 árum. Þar var hefðbundið mæliskýli með fjórum mismunandi hitamælum sem þurfti að lesa af. Hættan á aflestrarskekkju gat meðal annars verið fólgin í því að mælarnir hækkuðu rétt á meðan skýlið var opið og lesið var af mælum. Sprittmælarnir sem notaðir voru við hámarks- og lágmarksmælingar voru þó viðkvæmari fyrir þessu heldur en kvikasilfrið, að mig minnir.

Annað í sambandi við svona óvissu er sú að hún getur verið í báðar áttir. Einnig ætti hún að jafnast út við nógu margar athuganir eða athugunarstaði.

[Ágúst H Bjarnason, 17.10.2009 kl. 20:53]

Bestu þakkir fyrir gott svar Emil.

Mig minnti nefnilega að ég hefði lesið einhvers staðar einhvern tíman að kvörðunarstrikin á hitamælistöðvum veðurathugunarstöðva væru með 0,5 gráðu C millibili, og að ætlast væri til að veðurathugunarmaðurinn "interpoleraði" sjónrænt milli strikanna niður í 0,1°.

Svo kíkti ég í WMO bókina Guide to Meterological Instruments and Methods of Observation sem er til dæmis hægt að sækja hér, en þar stendur í kafla 2.2 Liquid-in-glass-thermometers m.a. eftirfarandi: 

2.2.1.1 Ordinary (station) thermometers
This is the most accurate instrument of all
meteorological thermometers. Usually it is a
mercury-in-glass-type thermometer. Its scale
markings have an increment of 0.2 K or 0.5 K, and
the scale is longer than that of the other
meteorological thermometers.

Í töflunni Thermometer characteristic requirements stendur m.a:

Thermometer type Ordinary    Maximum    Minimum

 Maximum error        <0.2 K     0.2 K             0.3 K

Þetta er það sem ég var með í huga þegar ég minntist á skekkjumörk. 

Þessi bók er mjög fróðleg lesning og er þar komið víða við og nokkuð fjallað um skekkjuvalda. Vona að þú getir opnað krækjuna hér fyrir ofan ef þú átt ekki bókina.

Ég þykist vita að frágangur veðurstöðva á Íslandi sé miklu beti en í Bandaríkjunum, en þar er ýmsu ábótavant eins og sést á þessari vefsíðu
http://www.surfacestations.org/

Varðandi skekkjumörk fyrir hitamælingar þá er þessi mynd frá NOAA til fyrirmyndar:

http://www.ucar.edu/news/features/climatechange/images/global-jan-dec-error-bar-pg.gif

 (Textinn er hér).

Þar má sjá "error bars" sem gefa til kynna áreiðanleika mælinganna. Eins og gefur að skilja er óvissan þeim mun meiri eftir því sem mælingarnar eru eldri, og "error bars" því lengri. Við sjáum að fyrir öld er heildarlengdin á strikunum um 0,5 gráður  (+/- 0,25 gráður) en á síðustu árum um 0,3 gráður (+/- 0,15 gráður). Þetta verðum við að taka með í reikninginn þegar við metum breytingu á hitastigi t.d. frá 1880 til 2009. 

Hvað getum við þá fullyrt þannig að það sé hafið yfir allan vafa? Getum við sagt að hitinn hafi hækkað um 0,7°, eða verðum við að skrifa
til dæmis 0,7°  +/- 0,25°, þ.e. að hækkunin sé á bilinu 4,5 til 9,5 gráður ?

 

Bestu kveðjur, og takk fyrir fróðlegt og gott blogg.

[Emil Hannes Valgeirsson, 17.10.2009 kl. 22:27]

Takk Ágúst fyrir enn ítarlegra gagnsvar. Þær miklu umræður sem voru á síðunni þinni á dögunum urðu eiginlega til þess að ég fór út í þennan hitasamanburð en þar voru m.a. einhverjar vangaveltur um hitaþróun á Íslandi.

Ég hef ekki áður séð þessa 680 síðna bók frá WMO sem þú sendir, en þetta virðist vera einskonar biblía í veðurathugunum.

Í sambandi við Error bars í hnattrænum athunum, þá held ég að óvissan sé ekki endilega í mælingunum sjálfum. Frekar að þær séu vegna þess hversu erfitt er að mæla hitaþróun á jörðinni því á mörgum stöðum eru eyður eða ekki til samfelldar mælingar í langan tíma og sífellt verið að leggja niður veðurstöðvar og stofna nýjar, ásamt því að aðstæður breytast á athugunarstöðvum. Þetta vandamál er líka til staðar á Íslandi og því eru staðir eins og Stykkishólmur ómetanlegir en þar hefur hiti verið skráður frá 1845.

Óvissan er auðvitað miklu meiri fyrir daga hitamælinga og því hef ég t.d. alltaf tekið með fyrirvara hversu hlýtt var hér um landnám, að öðru leyti en að þá var hlýtt.

[Lára Hanna Einarsdóttir, 18.10.2009 kl. 00:56]

Snillingur ertu!  Takk.

[Höskuldur Búi Jónsson, 18.10.2009 kl. 09:23]

Takk fyrir þetta Emil, alltaf góður. 

Ágúst bendir á SurfaceStation hér fyrir ofan. Á það skal bent að sá sem heldur úti þá síðu er Anthony Watts - sá hinn sami og er vinsæll meðal þeirra í Bandaríkjunum sem afneita hlýnun jarðar af mannavöldum.

Það merkilegasta við SurfaceStation verkefnið er að þegar mælingar frá bestu stöðvunum (samkvæmt Watts) voru bornar saman við allar mælingar  - þá var línuritið sem sýndi hitabreytingar nákvæmlega eins. Ergo - hlýnunin var eins.

Það hlýtur að hafa verið vonbrigði fyrir vesalings Watts, eins og kom í ljós þegar myndband var birt um verkefnið á netinu - hann reyndi allt hvað hann gat að stöðva birtingu þess

Sjá myndbandið hér - það er nokkuð fyndið, en jafnframt fræðandi: Watts up with Watts

[Ágúst H Bjarnason, 18.10.2009 kl. 15:12]

Hvernig ætli geti staði á því að vefsíða "vesalings Watts" var valin "Best Science Blog 2008" ?

Ekki veit ég hvers vegna, en bendi lesendum síðunnar á að heimsækja vefsíðuna Watts Up With That og meta sjálfir. Slóðin er www.wattsupwiththat.com

 

 Síðasti pistillinn er nokkuð áhugaverður:

A cold start to fall: over 4500 new snowfall, low temp, and lowest max temp records set in the USA this last week

Hvað finnst ykkur lesendur góðir um Vefsíðu Vesalings Watts? 

( Takk Höskuldur Búi fyrir að gefa mér tækifæri til að benda á slóð þessarar ágætu vefsíðu ).

[Ágúst H Bjarnason, 18.10.2009 kl. 17:46]

Mig langar að bæta við nokkrum orðum varðandi nákvæmni og mikilvægi skekkjumats.

"A measurement result is complete only when accompanied by a quantitative statement of its uncertainty. The uncertainty is required in order to decide if the result is adequate for its intended purpose and to ascertain if it is consistent with other similar results". Stendur hér á vef National institute of standards and technology http://physics.nist.gov/cuu/Uncertainty/international1.html

Þetta þekkja allir sem koma að mælingum og úrvinnslu mæligagna, þ.e. ef þeir kunna yfirhöfuð til verka. Þetta á ekki síðst við í loftslagsfræðinni þar sem verið er að eltast við langtíma-hitamun sem nemur aðeins broti úr gráðu.

World Meterological Organization gefur út skjal sem  nefnist Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation

Það má sækja með því að smella hér.

 Kafli 1.6.nefnist Uncertainty of measurements

 Þar er einmitt fjallað um helstu skekkjuvalda og skekkjumat. Þetta er nauðsynleg lesning allra sem fjalla um hitamælingar og vilja gera sér grein fyrir áreiðanleika þeirra.

Bara til hliðsjónar:  0,1°C í hitamun jafngildir (að öðru óbreyttu) hitamun tveggja staða þar sem hæðarmunurinn er aðeins 15 metrar!  Ekki mikið

[Emil Hannes Valgeirsson, 18.10.2009 kl. 18:57]

Nákvæmni mælinga og mat á óvissu er auðvitað mikilvæg bæði í vísindarannsóknum og verkfræði. Ekki má gera lítið úr því. Það er þó örugglega miserfitt að meta óvissu, í vísindarannsóknum þarf t.d. gjarnan að gera margar mælingar eða endurtaka samskonar mælingar nógu oft til að fá ásættanlega niðurstöðu, sem þá er fengin útfrá meðaltali niðurstaðna eða meðalkúrfu þar sem miðgildin eru líklegust. Óvissan er þá ekkis síst háð því hversu vel athugunum ber saman. Annars eru svona mælingar ekki mitt fag þannig að ég ætti ekki að segja meira.

Nema hvað, hitamunur upp á 0,1°C er ekki mikill og skiptir sjálfsagt litlu máli fyrir okkur mannfólkið en sú tala held ég að sé alveg nothæf sem viðmiðun í loftslagsbreytingum þar sem unnið er með meðaltal niðurstaðna úr mörgum athugunum. T.d. sýnist mér að hægt sé að segja úfrá því sem ég var að reikna út að munur á meðalhita tímabilanna 1932-1941 og 1999-2008 á Íslandi sé um 0,1 gráða, á meðan 0,0 eða 0,2°C er möguleg en ólíkleg niðurstaða . Nákvæmnin ætti þó að aukast með fleiri athugunarstöðum.

[Höskuldur Búi Jónsson, 18.10.2009 kl. 21:11]

Ágúst: Það er augljóst að Watts þekkir ekki munin á veðurfari og loftslagi - allavega ef hann er að tjá sig um loftslag með þessari færslu þarna 

Endilega haltu áfram að benda fólki á þessa síðu, þá sér það hvað er athugavert við þessi netvísindaverðlaun  

En fyrirgefðu Emil, ég segi ekki meir um þetta hér, ég stóðst bara ekki mátið.

[Emil Hannes Valgeirsson, 18.10.2009 kl. 23:01]

Höski, við verðum að gera ráð fyrir að Watts þekki muninn á veðurfari og loftslagi. En á Watts Up With That síðunni fær maður nákvæmar og ítarlegar fréttir af öllum kuldaköstum og snjókomum í heiminum. WUWT-síðan ásamt auðvitað Loftslag.is eru báðar gagnlegar og áhugaverðar hvor á sinn hátt.

[Ágúst H Bjarnason, 19.10.2009 kl. 07:12]

Emil

Það má alls ekki taka það svo að ég sé að gagnrýna hitamælingar á Íslandi. Ég held að veðurmælingar og gagnaúrvinnsla hér á landi sé með því besta sem gerist í heiminum.

Aftur á móti vildi ég sjá meira af umfjöllun um skekkjuvalda og óvissu í mælingum. Þegar gefin er upp hitabreyting vil ég sjá óvissumörkin. Mig minnir til dæmis að í skýrslu Umhverfisráðuneytisins um loftslagsbreytingar standi eitthvað á þá leið að hiti hafi hækkað um 0,72 gráður á 150 árum (skv. minni, fletti þessu ekki upp). Talan 0,72 er með tveim markverðum stöfum, þrátt fyrir að skekkjumörk séu líklega um það bil +/- 0,2 gráður.  Þess hefði mátt geta. (Einnig hefði mátt skrifa 0,52 til 0,92 gráður, þó mér þyki í svona tilvikum að menn þurfi að vera íhaldssamir á fjölda markverðra stafa og 0,7°C  +/-0,2°C  hefði nægt).

(Skekkjumörk af þessari stærðargráðu koma fram í myndinni http://www.ucar.edu/news/features/climatechange/images/global-jan-dec-error-bar-pg.gif).  

Enn og aftur, takk fyrir áhugaverða pistla.

[Sveinn Atli Gunnarsson, 19.10.2009 kl. 08:15]

Hér er m.a. graf úr skýrslu umhverfisráðuneytisins, þarna eru skekkjumörk sett inn. Nánar má lesa um þessa skýrslu á vef umhverfisráðuneytisins (PDF bls. 55) og á vefnum Loftslag.is.

 

[Ágúst H Bjarnason, 19.10.2009 kl. 08:52]

Takk fyrir þetta Svatli.

Ég var reyndar með aðra skýrslu í  huga:

Skýrsla vísindanefndar um áhrif loftslagsbreytinga hér á landi

http://www.umhverfisraduneyti.is/media/PDF_skrar/visindanefndloftslagsbreytingar.pdf

Halldór Björnsson, Árný E. Sveinbjörnsdóttir, Anna K. Daníelsdóttir,
Árni Snorrason, Bjarni D. Sigurðsson,  Einar Sveinbjörnsson, Gísli
Viggósson, Jóhann Sigurjónsson, Snorri Baldursson, Sólveig Þor-
valdsdóttir og Trausti Jónsson. 2008.

´Þar stendur á blaðsíður 11:

"1.2.2 Breytingar á lofthita
Frá upphafi iðnbyltingar (um 1750) hefur hlýnað á
jörðinni. Á síðastliðnum 100 árum er hlýnun við yf-
irborð jarðar um 0,74°C að meðaltali"....

Myndin með vikmörkunum er reyndar á bls. 12.

(Ég skrifaði eftir minni 0,72° því ég nennti ekki að opna skýrsluan. Það hefnir sín að vera ónákvæmur og latur )

Þegar svona tölur eru gefnar upp, þá vil ég helst að vikmarkanna sé getið. Það kostar lítið, en segir mikið. 

Myndin í skýrslu Vísindanefndarinnar er að því leyti betri, að undir myndinni eru góðar útskýringar.

Þetta er auðvitað til fyrirmyndar.

Takk aftur Svatli.

[Sveinn Atli Gunnarsson, 19.10.2009 kl. 09:12]

Ekkert mál Ágúst.

Þessi gröf í þessum 2 skýrslum eru nánast eins. Þau sýna eins og þú bendir réttilega á að hitastig á síðustu 100 árum hefur hækkað um 0,74°C +/- 0,18°C. Einnig sýna gröfin að síðustu 25 ár hefur hitastig hækkað um 0,177°C +/- 0,052°C hvern áratug á tímabilinu. Þetta er allt til fyrirmyndar þarna, tek undir það