Gistemp-UAH-aineistovertailu


Kuva 1.

Kuva 1.

Taannoisessa kaupunkilämpöä eli UHI-ilmiötä metsästäneessä artikkelissani viittasin satelliittimittauksiin, joihin UHI ei virhettä aiheuttane. Tarkempi vertailu lämpömittarin ja satelliitin välillä jäi tuosta artikkelista tekemättä. Niinpä nyt sitten pyrin vertailemaan Gistemp-lämpötila-aineistoa ja UAH-satelliittiaineistoa. Kuvasta 1 pitäisi näkyä, että aineistojen antamat pintalämpötilojen vuosikeskiarvojen poikkemalukemat poikkeavat toisistaan. Iso osa erosta johtuu kuitenkin vain siitä, että niissä käytetään eri vertailuvuosijaksoa. Jos katsoo kuvaajien mutkia, niin nehän osuvat hyvin kohdakkain, eli korrelaation uskoisi näiden sarjojen välillä olevan korkea. Selvä ero aineistoissa on kuitenkin kulmakertoimissa, eli siinä, kuinka nopeasti globaali lämpeneminen on edennyt. Gistemp sanoo, että tarkasteluvälillä 1979…2015 kohoamista olisi tapahtunut n. 0,016 astetta vuodessa, kun UAH sanoo, että lämpenemistä tapahtuikin n. 0,011 astetta vuodessa, eli tasaisen vauhdin taulukolla päästäisiin 1,1 °C:een lämmönnousuun vuosisadassa.

Kahden pienen luvun, tässä kulmakertoimien, erokin tuntuu aina pieneltä, mutta ehkä asiaa voi selventää näinkin: jos pienempi kulmakerroin olisi täysin oikea, isommassa olisikin yli 45% virhe. Toisaalta siitä, että Gistemp-aineiston trendisuora on selitysasteeltaan kaksinkertainen UAH-aineiston suoraan verrattuna, ei voi suoraan päätellä sitä, että jälkimmäinen on se enemmän virheellinen. Kyse on siitä, miten lähelle mittausarvot sattuvat trendisuoraa. Onko todellisuus sitten lineaarinen, sitähän emme saa tästä ulos. Eli jos todellisuudessa lämpötila on mutkitellut enemmän, trendisuoralle tuleekin aidosti pienempi selitysaste.

Tähän väliin voinen huomauttaa, että käyttämäni aikajänne tulee pitkälti UAH-aineistosta. Siitä lyhensin vain alusta vuoden 1978 tammikuun ja tämän keskeneräisen vuoden 2016 pois. Perusteena siis se, että vuodet eivät olleet täysinäisiä. Isompaa lyhentämiseen ei ollut tarvetta eikä oikein mahdollisuuttakaan, kun jäljelle jäi vajaa 40 vuotta.

Kaikki olisikin ollut melko hyvin, jos en olisi alkanut hakemaan kuukausikeskiarvojen korrelaatiota Gistemp- ja UAH-aineiston välillä. Menin sen kuitenkin tekemään. Kuvassa 2 ensin kuvaa 1 vastaava graafi kuukausipoikkeamista.

Kuva 2.

Kuva 2.

Kuukausiarvoissa näkyy tietenkin enemmän mutkaa, josta johtuen vähäisemmät selitysasteet trendisuorilla. Kulmakertoimet ovat kuitenkin lähes samat kuin vuosiarvoissa, mistä voinee päätellä sen, että vuosiarvot ovat yhtäpitäviä kuukausiarvojen kanssa. Mahdolliset virheet ovat jossain muualla kuin vuositason keskiarvoistuksessa.

Kuva 3.

Kuva 3.

Kuvasta 3 on pakko kysyä, että onko mitattu edes samaa ilmiötä?  Trendiyhtälön vakiotermin arvo n. -0,32 voidaan tulkita eroksi poikkeaman laskentaan käytetyissä ajanjaksoissa, joten siinä ei ole mitään uutta kauhisteltavaa. Mutta että näiden kahden aineistosarjan keskinäinen selitysaste on vain n. 0,6, se vaikuttaa pöyristyttävältä. Jommassakummassa tai molemmissa aineistoissa on paljon matoja.

Sitten pari yritystä tarkentaa, missä ne madot aineistoissa piileskelevät. Ensin vertailua erillisten kuukausien aikasarjoina.

Kuva 4.

Kuvassa 4 näkyy Gistemp- ja UAH-aineistojen ero kuukausikohtaisina kulmakertoimina. Keskinäistä virhettä kertyy melko tasaisesti, paitsi tammi- ja helmikuussa, jolloin molemmat aineistot antavat kutakuinkin saman lämpenemisnopeuden, luokkaa 0,013 astetta vuodessa. Maaliskuusta kesän loppuun asti aineistojen ero vaikuttaa vakioiselta, mutta syksyn ehkä todellinen lämpenemisilmiö näkyy Gistemp-aineistossa korostuneempana.

Kuva 3.

Kuva 5.

Alueellisesti vertailevasta kuvassa 5 löytyy sitten vielä isompia eroja näiden aineistojen trendien välillä. Napa-alueet ratkaissevat ison osan virhesummasta. Tolppien korkeus siis kuvaa sitä, miten nopeasti lämpötila on muuttunut tarkasteluaikana. Gistemp-aineistosta en löytänyt erillistä merien pintalämpötilasarjaa, joten tuolta kohdalta puuttuu pylväs.

NoPol-alue tai vyöhyke on käsittääkseni UAH-aineistossa leveyspiirien 60N…85N välissä, kun Gistempistä löytyy vyöhyke 64N-90N. Nämähän eivät ole täysin identtisiä, mutta kuvaajaan olen laittanut ne samaan luokkaan. Eteläinen SoPol on vastaavasti eroava. Jokatapauksessa Gistemp-aineistosta löytyy huimasti lämmennyt vyöhyke, jota UAH-aineistosta ei löydy. Jos NoPol- ja SoPol-napavyöhykkeet yhdistetään polaarisiksi alueiksi, UAH ei juuri näyttäisi napa-alueiden keskimääräistä lämpenemistä enempää kuin muillakaan vyöhykkeillä. Gistemp taas antaisi napa-alueiden yhteislämpenemisnopeudeksikin kaksinkertaisen arvon keskimääräiseen verrattuna.

Paha mennä sanomaan kaikkia virheitä aineistoista. Homogenoidut asemakohtaiset mittaussarjat pohjoisella alueella näyttävät hyvinkin tuota lämpenemisnopeutta, minkä Gistemp-aineistossa näkyy. Toisaalta Eteläisen jäämeren merivesikin on jäähtynyt, ja UAH-aineisto antaisi uskottavan tuntuisen laskevan suuntauksen toiselta napa-alueelta. Miksei satelliitti sitten havaitse lämpenemistä pohjoisessa samassa määrin kuin harvat mittausasemat? Kun tarina lähti liikkeelle UHI:sta, niin ehkä voi arvella, että tuskinpa erot pelkästään siitä johtuvia ovat. Esimerkiksi Sodankylä ei ole erityisemmin kaupungistunut, mutta sielläkin kulmakerroin on korkealla.

Vaikka kompromissina käyttäisi näiden kahden aineiston keskiarvoa tarkemman tuloksen saamiseksi, kuvan 3 varpusparvi milteipä takaa, ettei mitään suurta tarkkuutta olisi löydettävissä. Hyväntahtoisesti voisi ehkä toivoa, että virhe on yksinomaan UAH-aineistossa, jolloin sentään ilmastopolitiikkaan olisi käytetty tarkimpien saatavilla olevien arvoja. Pahempi vaihtoehto on tietenkin sitten se päinvastainen tilanne, jolloin ilmastopolitiikkakin on rakennettu varpusparven varaan.

Linkkejä

http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ (Linkki) Gistemp-etusivu. Näemmä haluavat ao. viitetekstin mukaan artikkeliin, jos käytetään heidän aineistoaan:

Pahoitteluni, etten ole aiemmin huomioinut tätä toivetta.

http://www.nsstc.uah.edu/data/msu/v6.0beta/tlt/uahncdc_lt_6.0beta5.txt (Linkki) Käyttämäni UAH-aineistoa tekstitiedostona.

https://en.wikipedia.org/wiki/UAH_satellite_temperature_dataset (Linkki) Artikkeli UAH-aineistosta.

https://en.wikipedia.org/wiki/Satellite_temperature_measurements (Linkki) Laajempi artikkeli lämpötilojen satelliittimittauksista.

6 responses to “Gistemp-UAH-aineistovertailu

  1. Kommentti kuvaan 3. Gistemp on valittu x-arvoksi. Jos UAH olisi valittu x-arvoksi, saataisiin todennäköisesti eri kulmakerroin. Tarkoitan sitä, että laskennan jälkeen Gistemp palautetaan x-arvoksi. Lieneekö suurta vaikutusta?

    Tykkää

  2. UAH ei mittaa pintalämpöä 2m korkeudessa, joten ei voi olettaakaan että se korreloisi valtavan hyvin pintalämpötilamittausten kanssa.

    Tykkää

  3. …eli jos haluat verrata omenoita omenoihin tee vastaava RSS vs. UAH satelliittiaikasarja-analyysi.

    Tykkää

    • Kiitos vinkistä. Nythän taustalla oli UHI-asiaa, jolle ei satelliittiaineiston vertaaminen satelliittiaineistoon tuone suurta selvyyttä.

      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