Maapallon pintalämpötilan seuranta

Seuraa 
Viestejä1057
Liittynyt11.11.2005

Ajattelin kantaa oman korteni kekoon maapallon pintalämpötilan seurannassa avaamalla tämän ketjun, johon voin lähetellä silloin tällöin uusia kuvioita kehityksen trendistä sitä myötä, kun HadCRUT3 aineistoa kertyy lisää. Keskityn seurantaan vain tällä vuosisadalla eli vuodesta 2001 eteenpäin ko. vuosi mukaanlukien. Uskoisin, että kuvio mahdollisesti helpottaa johtopäätösten tekoa:

Pienimmän neliösumman menetelmän tulostustiedot:

Call:
lm(formula = globt01_0803 ~ t)

Residuals:
Min 1Q Median 3Q Max
-0.344941 -0.051298 0.007034 0.069128 0.221053

Coefficients:
Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)
(Intercept) 0.4718129 0.0199973 23.594 <2e-16 ***
t -0.0008338 0.0003947 -2.112 0.0376 *
---
Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1

Residual standard error: 0.09246 on 85 degrees of freedom
Multiple R-Squared: 0.04988, Adjusted R-squared: 0.0387
F-statistic: 4.462 on 1 and 85 DF, p-value: 0.03759

Jokainen voi edellisestä arvioida saatua tulosta, mutta voisi mainita, että alaspäin suuntautuvan trendin parametri on siis -0,00083.. ja p-arvo puolestaan on tuo 0,0376, mikä tekee tuloksesta kuitenkin tilastollisesti merkitsevän. Kymmenessä vuodessa ko. trendi tuottaisi n. 0,1 asteen keskilämpötilan laskun. Eikö se IPCC:n ennuste ollut 0,2 asteen nousu ensimmäisenä vuosikymmenenä.

Yleensä minun on hieman vaikea uskoa kovin vahvasti näiden ilmastomallien ennustuksiin. Jos ajatellaan kaikkia niitä tekijöitä, jotka ilmeisesti vaikuttavat ilmaston kehitykseen, kuten esim. kasvihuonekaasut, hiukkasten määrä ilmakehässä, auringon säteilyn pitkän tähtäimen muutokset ja auringonpilkkujaksot, merivirtojen muutokset, kosminen säteily, maapallon radan muodon ja akselin kaltevuussuunnan muutokset jne., niin tuntuu mahdottomalta, että ne kaikki tekijät pystyttäisiin huomioimaan yhdessä mallissa.

Lisäksi saattaa olla olemassa joitain vaikuttavia tekijöitä, joiden olemassaolosta ei vielä ole edes tietoa, joten tehtyihin ilmastomalleihin tulisi kyllä suhtautua tätä taustaa vasten hyvin varovaisesti ja missään tapauksessa niihin ei saa sokeasti luottaa. En nyt kuitenkaan tarkoita, etteikö olisi syytä yrittää jollain tavoin mallintaa ilmastoa, mutta silloin tulisi kyllä pyrkiä huomioimaan kaikkien mahdollisten tekijöiden vaikutus.

Omassa kuviossani ei tehdä mitään oletuksia siitä, mikä kehityksen on aiheuttanut, vaan vain seurataan empiirisesti kehityksen lopputulosta. Voihan senkin pohjalta ehkä tehdä joitain johtopäätöksiäkin, esim. jos trendi jatkuu laskevana seuraavaan aurongonpilkkumaksimiin saakka, voidaan ajatella, että on tapahtunut aurongonpilkkujaksosta ja hiilidioksidipitoisuudesta riippumaton käänne alaspäin. Toivottavasti näitä kuvioita tulee läheteltyä ainakin siihen saakka.

ps. Jos tämän avauksen lähettäminen vihdoinkin onnistuu, niin se on Aylan ohjeiden ansiota.

Sivut

Kommentit (1979)

Leone
Seuraa 
Viestejä4564
Liittynyt16.3.2005
tuc
Otitko mallia Taminon esittelemistä cherry picking -käppyröistä?

http://tamino.wordpress.com/2008/04/16/perjury/

Valitset tämän vuosisadan ainoastaan sen takia, että jos mittaat trendiä pidemmällä aikavälillä niin se ei sovi teoriaasi.

Jos luet avauksen ajatuksella (yleensäkin suositeltavaa), niin siitä käy ilmi että tässä ketjussa on tarkoitus seurailla miten lämpötilat jatkossa kehittyvät ja ovat kehittyneet tällä vuosisadalla. Ymmärrän, että sinua valtavasti harmittaa kun kehitys on toistaiseksi laskevaa, mutta tämä on ihan aiheellinen ketju ja sitä voisi varmaan kuukausittain päivittää kun uutta dataa saadaan.

Vierailija
tuc
Otitko mallia Taminon esittelemistä cherry picking -käppyröistä?

Ymmärrystä voisi edistää se, että kirjoitetaan suomeksi. Mitä enemmän Tuukka käyttää tätä cherrypickingiään, sitä varmemmalta näyttää ettei hän tajua mistä puhutaan. Kirsikoiden poiminta kuulostaa sitä paitsi ihan kanervalaiselta kaksimielisyydeltä.

Vierailija
MVirtanen
Kirsikoiden poiminta kuulostaa sitä paitsi ihan kanervalaiselta kaksimielisyydeltä.

No luepa Vanhasen tekstiviestit, niin näet etten minä tehnyt juuri mitään.

Esim "Kerroin silloin mitä koko viikon teki mieli tunnet toivottavasti sykkeen sisälläsi kovana ja kuumana"

Kyselin vain puutarhan hoitoon yms. liittyviä asioita. Kaksimielisyys on ulkopuolisen lukijan mielikuvituksessa syntynyt käsite.

Vierailija

Muistettakoon kuitenkin, että luotettavia lämpötilatrendejä voidaan muodostaa asiantuntijoiden mukaan vasta 15-30 vuoden ajanjaksoille ilmaston luonnollisen vaihtelevuuden takia.

Aloittajan kommentissa ei nähtävästi ole myöskään otettu huomioon ennustusvirheiden (residuaalien) autokorrelaatiota. Tämä saattaa johtaa trendin epävarmuuden aliarvioimiseen. Asiaa on käsitelty muun muassa seuraavassa: http://tamino.wordpress.com/2008/03/22/autocorrelation/#more-646

Leone
Seuraa 
Viestejä4564
Liittynyt16.3.2005
Pallo
Muistettakoon kuitenkin, että luotettavia lämpötilatrendejä voidaan muodostaa asiantuntijoiden mukaan vasta 15-30 vuoden ajanjaksoille ilmaston luonnollisen vaihtelevuuden takia.

No mikäs "luonnollinen vaihtelu" se sitten on aiheuttanut 2000 -luvun trendin? Samalla voidaan kysyä, että olisiko 1980- ja 1990 -lukujen nouseva trendi johtunut samasta "luonnollisesta vaihtelusta"?

Aikaisempaa meidän ei tarvitse edes pohtia, sillä pääosa ilmaston lämpenemisestä tapahtui 1980- ja 1990 -luvuilla.

Vierailija
Leone
No mikäs "luonnollinen vaihtelu" se sitten on aiheuttanut 2000 -luvun trendin? Samalla voidaan kysyä, että olisiko 1980- ja 1990 -lukujen nouseva trendi johtunut samasta "luonnollisesta vaihtelusta"?

En ole alan asiantuntija, mutta yksi tekijä 2000-luvun "trendissä" lienee La Niñan vaikutus viime aikojen lämpötiloihin. Auringon säteilytehon vaihtelullakin voinee jotain pientä vaikutusta olla.

Asioista jotain tietävät laskevatkin pidempiaikaisia trendejä, jotta luonnollisen vaihtelun vaikutus vaimenisi. 8 vuoden mittaisia laskevia trendejähän esiintyi 1980- ja 1990-luvuillakin, vaikka lämpeneminen keskimäärin oli melko voimakasta.

2000-luvun lämpötilan seurantaan lieneekin järkevää palata vasta vuoden 2015 tai ehkä jopa 2030 tienoilla.

Leone
Seuraa 
Viestejä4564
Liittynyt16.3.2005
Pallo

En ole alan asiantuntija, mutta yksi tekijä 2000-luvun "trendissä" lienee La Niñan vaikutus viime aikojen lämpötiloihin.




Siellä on ollut sekä El Ninoa, että La Ninaa. 1980- ja 1990- luvuilla lämpimät Ninot hallitsivat.

Pallo

Auringon säteilytehon vaihtelullakin voinee jotain pientä vaikutusta olla.



Ehkäpä, ehkäpä...

Pallo

Asioista jotain tietävät laskevatkin pidempiaikaisia trendejä, jotta luonnollisen vaihtelun vaikutus vaimenisi. 8 vuoden mittaisia laskevia trendejähän esiintyi 1980- ja 1990-luvuillakin, vaikka lämpeneminen keskimäärin oli melko voimakasta.



Eipä tainnut esiintyä.

Pallo

2000-luvun lämpötilan seurantaan lieneekin järkevää palata vasta vuoden 2015 tai ehkä jopa 2030 tienoilla.

Kasvihuonehypoteesi vaatii kyllä rivakkaa nousua lämpötiloille ihan lähivuosina. Järkevyydestä puheenollen, onko se järkevää että poliitikot tekevät mahdollisesti pähkähulluja päätöksiä vuoteen 2030 asti?

Vierailija
Leone
Pallo

En ole alan asiantuntija, mutta yksi tekijä 2000-luvun "trendissä" lienee La Niñan vaikutus viime aikojen lämpötiloihin.




Siellä on ollut sekä El Ninoa, että La Ninaa. 1980- ja 1990- luvuilla lämpimät Ninot hallitsivat.



Runsaan 7 vuoden aika ei ole millään muotoa riittävä tasoittamaan näiden ilmiöiden vaikutusta "trendiin". Varsinkaan, kun jakson alkupää oli ilmeisesti paremmin El Niño-voittoinen, ja lopussa taas vallitsi La Niña (http://www.cdc.noaa.gov/people/klaus.wolter/MEI/). Tällainen on omiaan tuottamaan laskevaa trendiä.


Pallo

Asioista jotain tietävät laskevatkin pidempiaikaisia trendejä, jotta luonnollisen vaihtelun vaikutus vaimenisi. 8 vuoden mittaisia laskevia trendejähän esiintyi 1980- ja 1990-luvuillakin, vaikka lämpeneminen keskimäärin oli melko voimakasta.



Eipä tainnut esiintyä.



Kyllä vain esiintyi. Katsopa vaikka seuraavia realclimate-sivustolla esitettyjä 7 vuoden trendejä: http://www.realclimate.org/images/giss-7yr.jpg. Jos et luota realclimateen, voit toki laskea vastaavia itsekin.


Pallo

2000-luvun lämpötilan seurantaan lieneekin järkevää palata vasta vuoden 2015 tai ehkä jopa 2030 tienoilla.



Kasvihuonehypoteesi vaatii kyllä rivakkaa nousua lämpötiloille ihan lähivuosina. Järkevyydestä puheenollen, onko se järkevää että poliitikot tekevät mahdollisesti pähkähulluja päätöksiä vuoteen 2030 asti?

Kukaan ei väitä, että lämpeneminen olisi tasaista tai edes jatkuvaa. Ja itse asiassahan, jos ajanjakson 1975-2000 trendiviivaa jatketaan eteenpäin, ajanjakso 2001-2007 oli hieman odotettua lämpimämpi.

Leone
Seuraa 
Viestejä4564
Liittynyt16.3.2005
Pallo

Kyllä vain esiintyi. Katsopa vaikka seuraavia realclimate-sivustolla esitettyjä 7 vuoden trendejä: http://www.realclimate.org/images/giss-7yr.jpg. Jos et luota realclimateen, voit toki laskea vastaavia itsekin.




Joo, mutta puhuitkin laskevista 8 -vuotisista trendeistä. Oliko niitä? Entäs 11 -vuotisia laskevia trendejä, kuten nyt lienee jos aloitetaan vuodesta 1998?

Pallo

Kukaan ei väitä, että lämpeneminen olisi tasaista tai edes jatkuvaa. Ja itse asiassahan, jos ajanjakson 1975-2000 trendiviivaa jatketaan eteenpäin, ajanjakso 2001-2007 oli hieman odotettua lämpimämpi.

Se että mallitulokset erkanevat kiihtyvällä vauhdilla mitatusta on kuitenkin karu totuus tällä hetkellä.

Vierailija
Leone

Joo, mutta puhuitkin laskevista 8 -vuotisista trendeistä. Oliko niitä? Entäs 11 -vuotisia laskevia trendejä, kuten nyt lienee jos aloitetaan vuodesta 1998?



Äh, olisi tietysti pitänyt puhua 7-vuotisista, koska aloitusviestissä mainittu havaintosarjakin kattaa alle 7,5 vuotta. Mutta laskevia 8-vuotistrendejäkin löytyi ainakin yksi (alkaa hieman ennen vuotta 1990), ja hieman ennen vuotta 1980 oli pari muutakin: http://www.realclimate.org/images/hadcru-8yr.jpg

11-vuotisista en tiedä, mutta havaintosarjan aloittaminen lämpimimmästä tunnetusta vuodesta on vähintäänkin arveluttavaa toimintaa, ja tuo 11 vuottakin on kuitenkin lyhyempi ajanjakso kuin mitä asiantuntijat käyttävät lämpötilatrendeistä puhuessaan.

Pallo

Kukaan ei väitä, että lämpeneminen olisi tasaista tai edes jatkuvaa. Ja itse asiassahan, jos ajanjakson 1975-2000 trendiviivaa jatketaan eteenpäin, ajanjakso 2001-2007 oli hieman odotettua lämpimämpi.



Se että mallitulokset erkanevat kiihtyvällä vauhdilla mitatusta on kuitenkin karu totuus tällä hetkellä.

Sehän nyt on pelkästään odotettavaa, että näin välillä käy. Mallitulokset ovat keskiarvoja useista malleista ja useista simulaatioajoista erilaisilla lähtötiloilla. Yksittäinen simulaatioajokin erkanee välillä huomattavasti simulaatioiden keskiarvosta. Katsotaan nyt rauhassa, miten käy kestoltaan merkityksellisemmillä ajanjaksoilla.

Vierailija
Pallo
11-vuotisista en tiedä, mutta havaintosarjan aloittaminen lämpimimmästä tunnetusta vuodesta on vähintäänkin arveluttavaa toimintaa, ja tuo 11 vuottakin on kuitenkin lyhyempi ajanjakso kuin mitä asiantuntijat käyttävät lämpötilatrendeistä puhuessaan.

Ei kukaan asiantuntija voi kieltää trendien laskemista alle 30 vuoden aineistosta. Perinteisesti klimatologiassa tuo 30 vuotta on vain sattunut olemaan se aika, jonka keskimääräisistä säätiloista määräytyy alueen sijoittuminen johonkin ilmastovyöhykkeeseen. Pienten alueiden, kuten Suomen ilmasto on nyt julistettu muuttuneeksi reilun kymmenen lämpimän vuoden jälkeen, mikä on aivan ok. Jos taas koko maapallon ilmastoa määritellään, niin voisi pikemminkin väittää, että 30 tai 150 vuotta on aivan liian lyhyt aika. Joku 500-1500 vuotta ehkä alkaisi olla sopivampi ajanjakso.

Pallo
Yksittäinen simulaatioajokin erkanee välillä huomattavasti simulaatioiden keskiarvosta. Katsotaan nyt rauhassa, miten käy kestoltaan merkityksellisemmillä ajanjaksoilla.

Kannatetaan. Kunpa poliitikotkin malttaisivat odottaa edes pari auringonpilkkujaksoa sen sijaan, että he julistavat Kööpenhaminan kokouksen 2009 takarajaksi maailman pelastamiselle.

tli
Seuraa 
Viestejä1057
Liittynyt11.11.2005
Pallo

Aloittajan kommentissa ei nähtävästi ole myöskään otettu huomioon ennustusvirheiden (residuaalien) autokorrelaatiota. Tämä saattaa johtaa trendin epävarmuuden aliarvioimiseen.

Myönnetään, että en viitsinyt laskea luottamusvälejä, koska niitä ei ollut laskettu lukemissani ilmastonmuutosta esitelleissä linkeissäkään. Linkissäsi olevat tiedot eivät muuten ole mitään salattua suurta viisautta, vaan niitä kyllä opetetaan Suomenkin yliopistojen tilastotieteen ja ekonometrian kursseilla.

Alla kuitenkin kuvio, joka paljastaa, että virhetermit ovat jonkin verran autokorreloituneita. Ylempi kuvio kuvaa siis virhetermin autokorrelaatiota, joka on suurempi pienillä viiveillä. Jos autokorrelaatiota kuvaava viiva ulottuu yli punaisen viivan, on se tilastollisesti merkitsevä. Pidemmillä viiveillä ei juuri näy merkitseviä korrelaatioita.

Alempi kuvio kuvaa ns. osittaisia autokorrelaatioita, jotka kertovat, onko aineistossa jaksottaista vaihtelua. Sitä ei näytä olevan.

Tein sitten tämän AR(1)-prosessin virhetermistä ja sen kuvaaja alla osoittaa, että virhetermi ei enään ole autokorreloitunut, sillä ylemmässä kuviossa yksikään korrelaatiokerroin ei ylitä tilastollisen merkitsevyyden rajaa eli punaista viivaa. Ensimmäisen viivan arvo on tosin yksi eli täydellinen korrelaatio, mutta käyttämäni ohjelma antaakin jostain syystä ensimmäiseksi korrelaation itsensä kanssa, joka luonnollisesti on yksi, joten autokorrelaatiosta siinä ei ole kysymys.

Tämä, että virhetermi ei ole autokorreloitunut, kertoo siis sen, että OLS:lla (pienimmän neliösumman menetelmä) saamani -0.0008338 on trendin harhaton (unbiased) estimaatti, mikä tarkoittaa lähinnä sitä, että havaintojen määrän kasvaessa estimaatti lähenee todellista arvoa. Siis itse menetelmässä ei ole periaatteellista vikaa.

Linkissä mainittiin, että haluttaessa päästä luotettavaan vaihteluvälin arviointiin voidaan käyttää suoraan ns. generalized least squares -estimointia, joka tuottaa parhaan mahdollisen pienimmän varianssin estimaatin. Koska nämä nykyaikaiset ohjelmistot ovat todella käteviä, teinkin tämän GLS -estimoinnin. Yllätys, yllätys, sekin tuotti trendin estimaatiksi arvon -0.0008338, mikä on sama kuin OLS:lla saatu. Tämä ei itse asiassa ole niin suuri yllätys, sillä olen käytännössä huomannut, että OLS on kuitenkin aika hyvä menetelmä.

Kun keskivirheen arvo oli 0.00039 ja t-arvo oli -2.112, niin luottamusvälistä tuli kuitenkin aika suuri. Pienimmillään laskeva trendi tuottaisi 10 vuodessa vain -0.0012 asteen laskun pintalämpötilaan, kun taas suurimmillaan lasku 10 vuodessa olisi - 0.199 astetta eli siis oikeastaan -0.2 astetta.

Joka tapauksessa liikutaan kuitenkin negatiivisella puolella ja koska tämä GLS- estimaatti oli sama kuin OLS-estimaatti, niin minusta kyllä voidaan huoletta todeta, että tämän vuosisadan ensimmäisinä vuosina maapallon pintalämpötila on laskenut. Käyttäisin luotettavimpana arviona edelleen 0,1 asteen laskua vuosisadan ensimmäisellä vuosikymmenellä, koska joka tapauksessa se on tähän mennessä saadun aineiston perusteella luotettavin arvio. Siihenhän päädyttiin myös GLS-menetelmällä, sillä nämä luottamusvälin poikkeamien todennäköisyydet pienenevät sitä mukaa, mitä suurempia ne ovat.

Tietysti on mahdollista, että jäljellä olevat vuodet tuovat muutoksia trendiin, mutta se on toinen asia, sillä tällä hetkellä johtopäätökset voivat nojata vain jo saatuun tietoon. Tämän koko ketjun tarkoitushan on vain seurata tapahtunutta kehitystä ja tehdä johtopäätöksiä sen pohjalta. Ennustuksia ei varsinaisesti pyritä tekemään, vaan katsotaan vain toteutunutta kehitystä ja arvioidaan, mihin se jatkuessaan johtaisi. Tämä on ainakin minun näkökulmani.

Pallo ei ilmeisesti ole kritiikissään ymmärtänyt ollenkaan sitä, että en yritäkään sanoa pitkän ajan trendeistä yhtään mitään, vaan seuraan vain tämän vuosisadan kehitystä, jolloin toistaiseksi pintalämpötilan trendi on ollut laskeva. Siitä, miten tämän vuosisadan kehityksen trendi mahdollisesti muuttuu, voidaan puolestaan tehdä hyviäkin johtopäätöksiä sen suhteen, mitkä tekijät ovat vaikuttaneet trendin mahdolliseen muutokseen, kuten trendin mahdollinen reagointi auringon kasvavaan aktiivisuuteen mentäessä kohti auringonpilkkumaksimia tai hiilidioksidipitoisuuden kasvuun ymv.

Tuskin kukaan tällä hetkellä tällä planeetalla pystyy varmasti sanomaan, miten ilmasto jatkossa kehittyy. Kuitenkin tämän IPCC:n ennusteet ovat ainakin minun silmissäni kärsineet melkoisen arvon romahduksen. En ole sen tarkemmin perehtynyt IPCC:n menetelmiin, mutta ennusteiden lopputulokset, kuten tämän vuosisadan alun kehitys, ei todellakaan herätä luottamusta IPCC:n menetelmiin.

Jostain keskustelun linkistä luin, että IPCC käyttäisi esim. SARIMA-mallia ennusteissaan. Kyseessä on siis seasonal ARIMA-malli. Jos IPCC käyttää tätä mallia hahmottaessaan ennusteitaan, niin täytyy todeta, että ko. malli ei todellakaan huomioi yhtään mitään mahdollisten vaikuttavien tekijöiden vaikutuksesta kehitykseen. Ainoa informaatio, mitä malli käyttää tai ylipäätänsä voi edes teoriassa käyttää, on ko. aikasarjan eli tässä tapauksessa pintalämpötilan aiempi kehitys. Siis kehitystä ennustetaan sarjan aikaisemmalla kehityksellä. Jos kehityksessä jostain syystä tapahtuu käänne, SARIMA-malli ei voi sitä mitenkään ennustaa. Se vain jatkaa aikasarjan aiemman kehityksen siirtämistä tulevaisuuteen.

ykskivi
Seuraa 
Viestejä1950
Liittynyt27.3.2006

Maaliskuun maalämpötila lämpimin 50 vuoteen, maapallon kokonaispintalämpötila toiseksi lämpimin:

http://www.sciencedaily.com/releases/20 ... 112341.htm

To refuse a hearing to an opinion, because one is sure that it is false, is to assume that one's own certainty is the same thing as absolute certainty. All silencing of discussion is an assumption of infallibility. - John Stuart Mill -

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat