Ilmastotieteen ennustekykyisyys


Todellinen lämpötilakehitys (himmeä käyrä) ja mallia vastaavaksi korjattu todellinen lämpötila (tumma käyrä) ennusteiden kera. Lähde: Ilmastotieto

Sen mitä tieteenfilosofiasta ymmärrän, niin falsifioituvuus eli Popperin falsifikaatiokriteeri antaa tieteelliselle teorialle tai hypoteesille lisäarvoa. Tuo falsifikaatiokriteeri on jokin sellainen havainto, joka on periaatteessa mahdollinen ja jos se havainto sitten tehtäisiin, se kumoaisi teorian.  Mikäli näin oikeastikin käy, niin hypoteesi tai teoria on kumottu, mutta olipahan se sentään edes muodollisesti laadukkaasti rakennettu.

Luonnontieteellisillä teorioilla on hyvin usein eräs ominaisuus, joka tekee niistä falsifioituvia: ennustekykyisyys. Tämähän tarkoittaa arkisesti vaikkapa putoamiskiihtyvyyden lauseketta ja sen soveltamista. Jos kappaleen putoaminen häiriöttömässä tilassa poikkeaisi toistettavasti tuosta lausekkeesta yli mittaustarkkuuden verran, niin ko. lausekkeen mukainen painovoimateoria kumoutuisi tai sitä jouduttaisiin vähintäänkin kaventamaan kelpoisuus- eli selitysalaltaan. Tässä on toki muutamia ehtoja: häiriöttömyys ja mittaustarkkuus. Niinpä höyhenen pudottaminen tuulisille ilmalla ei kumoa painovoimateoriaa, vaikka putoamisaikaennuste meneekin pieleen, ellei tuulen ja ilmanvastuksen vaikutusta osata ottaa huomioon. Suhteellisuusteoria antaa sitten kattavamman kaavan, sillä lähellä valon nopeutta liikkuville kappaleille em. kaava ei päde. Tässä siis on toteutunut tuo selitysalan kaventuminen.

Ilmastotieteessä mallit perustuvat kuulemma puhtaaseen fysiikkaan ja fysiikkahan on vähintäänkin klassisilta teorioiltaan falsifioituva tiede. Kvanttifysiikan tilastollisuus asettaa asiat vähän eri järjestykseen, vaan ilmastotieteessä ilmiöissä on yleensä sellainen määrä materiaa mukana, että klassinen fysiikka käy ja sitä sovelletaan.  Niinpä voisi suoraviivaisesti ajatella, että ilmastotiede olisi yhtä tarkkaa ja ennustekykyistä tiedettä kuin fysiikka. Näin ei kuitenkaan näyttäisi olevan. En itse asiassa ole vielä löytänyt yhtään ilmastotieteen tekemää osuvaa ennustetta, joka olisi täyttänyt ko. tieteenalan aikajänne vaatimuksen eli vähintään 30 vuotta ja pysynyt etukäteen annetuissa virherajoissa.  Epätarkkuus näkyy siinäkin, että käytetään lukuisten toisistaan poikkeavien mallien keskiarvoja. Otan mielelläni vastaan viitteitä osuneisiin ilmastotieteen ennusteisiin. Huomioitavaa kuitenkin on, etten hyväksy hindcast-osaa ennustejaksoon kuuluvaksi. Tyypillisestihän menneisyyteen päin ilmastomalli antaa hyvän osuvuuden jo tapahtuneelle (=hindcast) ja tulevaisuuteen päin oikea ennuste eli forecast-osuus alkaa sitten irrota todellisuudesta ajan funktiona. Oletuksenani on, että malleista hylätään esikäsittelyssä ne, joilla hindcast-osa on pahasti pielessä, joten tältä osin näkyvä osuvuus tavallaan liioittelee mallinnusmenetelmien hyvyyttä.

Toistaiseksi tätä ilmastotieteen kriittistä tarkastelua tieteenfilosofisesta näkökulmasta on esiintynyt varsin niukasti. Näin päättelen siitäkin, että vaikka varsinkin ihmisperäisellä ilmastonlämpenemisellä on jyrkkiä vastustajia tai paremminkin kiistäjiä, niin tieteenfilosofiaa ei juuri näe. Myönteisenä poikkeuksena pitänee ottaa esille Professorin ajatuksia -blogisti, joka näkee kolmesta asettamastaan falsifikaatiokriteeristä yhden lauenneen hiilidioksidi-ilmastonmuutosteoriassa. Siis että teoria olisi hylkäyskelpoinen.  Koska uskon ko. blogistin olevan oikeastikin professori (vaan ei ilmastoalalta), niin hänen ehkäpä kannattaisi julkaista tieteellisestikin tämä testinsä.

Tässä yhteydessä pitää sitten mainita selitysvoima. Vallitsevalla ilmastonmuutosteorialla on mitä ilmiömäisin selityskyky. Kaikkihan muistavat sulalla kadulla hiihtävät greenpeacelaiset. He vaativat lunta, koska ilmastotiede ennusti, että tulevat talvet ovat vähälumisia ilmaston lämpenemisestä johtuen, ja näin sula katu oli selvä merkki ilmastonmuutoksesta teorian mukaisesti.  Kun sitten saimmekin muutamia lumisia talvia, ilmastotiede kykeni selittämään, että lämpenevä ilmastonmuutos aiheuttaakin runsaslumisuutta. Tuskin mikään muu tieteenala kykenee selittämään saman syyn aiheuttavan täsmälleen päinvastaisia havaintoja. Tätä voisi nimittää absoluuttiseksi selityskyvyksi. Olipa sitten tyyni tai myrsky, vilu tai vari, sen aiheuttajaksi voi aina selittää ihmisperäisen ilmastonmuutoksen. Tosin joskus näkee sanottavan, että kaiken selittävä tekijä ei selittäisikään mitään.

Ja nyt pääsemmekin pelastusselityksiin.  Kun höyhenen pudottaja epäonnistuu ennustamaan kappaleensa putoamisnopeutta ja putoamispaikkaa, hän voi alkaa syyttää epäonnistumisestaan ilmanvastusta ja tuulta.  Näinhän se tietenkin onkin, mutta eiköpä hänen pudottamismallinsa ollutkin puutteellinen verrattuna todellisuuteen? Kun ilmastotiede epäonnistui malleillaan ennustamaan hiilidioksidipitoisuuden kasvusta ilmaston keskilämpötilaa, on syylliseksi vedetty meri ja kerrottu, että lämpöenergian kertyminen jatkuu. Tämä on selkeästi pelastusselitys, jolla on sikäli merkitystä, että edellä viitattu professorin esittämä falsifikaatiokriteerikin päästäneen ohittamaan.  Vaikka ”puhdas” hiilidioksidihypoteesi jouduttaisiin hylkäämään, niin sitä voidaan joustavasti tekohengittää lisäämällä siihen meren vaikutus jälkikäteen.  Myönnetyksi tosiasiaksi kuitenkin jää, ettei ilmastotiede osannut virherajojensa puitteissa huomioida meren vaikutusta malleissaan ja että edelleenkin IPCC-pohjaisessa tavoiteasettelussa puhutaan lämpenemisestä pintalämpötilana ja asteissa, eikä lämpösisältönä ja jouleissa.

Mielenkiitoisia teorian pelastuskeinoja näkyy Ilmastotieto-sivustolla insinööri Ari Jokimäen artikkelissa, josta kuva yllä. Siinä on vielä hieman alaikäisiä ennusteita, jotka ovat menneet pieleen todelliseen lämpötilakehitykseen verrattuna. Pelastuskeino 1 on kertoa, että ”haulikolla ammutun” ennusteparven jotkin käyrät olisivat vielä kiinni todellisuudessa. Jos ennusteet saadaan kattamaan kaikki avaruuskulmat, niin aina osuu, mutta mihinkään sitä ei voi käyttää. Toinen pelastuskeino on kertoa, että malleissakin on tasenteita, vaikka ne olisivatkin väärissä kohdissa. Mielenkiintoisin pelastuskeino on sitten todellisuuden korjaaminen vastamaan teoriaa. Kun ennustemenetelmä on jättänyt tietyt ilmiöt kokonaan pois tai ne ovat ajallisesti keskiarvoistuneet (=levinneet) johtuen siitä, että isosta ennusteparvesta näytetään vain keskiarvoa, niin jälkikäteen korjataan todellisuus osuvaksi mallin kanssa!

Lyhyesti voisi sanoa, että ilmastotieteen ennustekyvyttömyydestä on runsaasti esimerkkejä, mutta ennustekykyisyydestä ei tietääkseni ollenkaan. Tässä on iso ero falsifioitavaan fysiikkaan nähden, jossa yksikin epäonnistuva ennuste riittää teorian kumoamiseen.

Advertisements

4 responses to “Ilmastotieteen ennustekykyisyys

  1. Nooh, kun on noita paukkuja, ja olen kovinkin vaikeaselkoinen, kuulemma?

    Onhan se tietysti ongelmallista edes yrittää vuorovaikutusta reenpissi teinien kanssa, jotka joutuvat tyytymään kettutyttömediaan ja
    WWF pamfletteihin.

    Laitankin vittuillessani suosikkini peliin, kun moinen opetti mulle uuden ulottuvuuden kielestä, johon sanon vieläkin ”HUH HUH”, ihankun sais lahjan?

    http://thepointman.wordpress.com/2013/10/04/russia-2-greenpeace-1/

    Tottahan ymmärrät ettei ole kyse tieteestä, vaan sen uskottavuudesta,
    kyllä se jossain piilee, ja ny näyttääkin paremmalta?

    Ilkka

    Tykkää

    • Uskottavuus on aikalailla avainsana koko tässä ilmastokeskustelussa. Siksi aiempia vääriä ennusteita ei ole syytä tuoda esille. Ei ainakaan niiden, jotka haluvat varjella ennustelijoiden uskottavuutta. Ja jos IPCC:llä ei olisi alunalkaenkaan ollut uskottavuutta, ei sen ennusteiden pohjalta miljardit olisi vaihtaneet omistajaansa.

      Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s