Antero Ollila Aika on totuuden puolella

Ilmastonmuutos, osa 7: Yhteenveto IPCC:n ilmastomallin virheistä

  • Kuva 1. Kasvihuonekaasujen absorptioalueet
    Kuva 1. Kasvihuonekaasujen absorptioalueet
  • Kuva 2. Suhteellinen kosteus ilmakehän eri kerroksissa 1948-2013
    Kuva 2. Suhteellinen kosteus ilmakehän eri kerroksissa 1948-2013
  • Kuva 3. Pinatubo-tulivuoren purkauksen aiheuttama lämpötilan muutos
    Kuva 3. Pinatubo-tulivuoren purkauksen aiheuttama lämpötilan muutos
  • Kuva 4. Merten lämpötilan ja ilmakehän CO2-määrän korrelaatio
    Kuva 4. Merten lämpötilan ja ilmakehän CO2-määrän korrelaatio

 Motto: Nihil in verbis, omnia probate – Älä luota pelkkään puheeseen, testaa kaikkea  

Olen käynyt seikkaperäisesti läpi IPCC:n ilmastomalliin liittyviä virheitä aikaisemmissa blogi-kirjoitusteni osissa 2-6. Lähestymistapani on ollut tieteen popularisointi. Kaikki oleelliset johtopäätökseni perustuvat tieteellisiin julkaisuihin eivätkä ole siis pelkästään mielipiteitäni.  Teen nyt yhteenvedon, jotta kokonaisuus hahmottuisi paremmin. IPCC:n ilmastomallissa on neljä perustavaa laatua olevaa virhettä: 1) hiilidioksidin (CO2) vahvuus on lähes kaksinkertainen todelliseen vahvuuteen verrattuna, 2) ilmastoherkkyysparametri on lähes kaksinkertainen todelliseen arvoon verrattuna perustuen virheelliseen oletukseen suhteellisen kosteuden säilymisestä vakiona kaksinkertaisten kasvihuonekaasujen vaikutuksen, 3) ilmastoherkkyyden tasapainoarvo (ECS) perustuu oletukseen maapallon albedon (kokonaisheijastuvuus) muuttumisesta kaksinkertaistaen lyhytaikaisen ilmastoherkkyyden arvon (TCS), 4) IPCC olettaa hiilidioksidin viipymäajan olevan ilmakehässä tuhansia vuosia, vaan se on vain luokkaa 55 vuotta.

Jotta IPCC:n mallin virheet konkretisoituisivat paremmin, esitän kunkin virheen vaikutuksen lyhytaikaiseen ilmastoherkkyyteen (TCS) verrattuna. IPCC:n viimeisen raportin AR5 mukaan TRC on välillä 1-2,5 °C eli keskiarvo on 1,75 °C.

1.Hiilidioksidin vahvuus kasvihuonekaasuna

Hiilidioksidin vahvuus kasvihuonekaasuna voidaan esittää kolmella eri tavalla. CO2:n osuus kasvihuoneilmiössä on pelkkää mielikuvaviestintää. IPCC:n mukaan CO2:n osuus kasvihuoneilmiöstä on 26%-33%. Jälkimmäiselle luvulle ei ole mitään tieteellistä näyttöä ja 26 % perustuu Kiehl & Trenberthin julkaisuun, jossa on käytetty väärää ilmakehäkoostumusta, jossa on vain 50 % vettä ilmakehän keskimääräisestä arvosta. Todellinen CO2:n osuus kasvihuoneilmiöstä on n. 10…11 %. Tätä havainnollistaa kuva 1, jossa näkyy CO2:n absorptiopiikin lisäys verrattuna kokonaisabsorptiota kuvaavaan pinta-alaan.

Toinen tapa CO2:n vahvuuden mittariksi on laskenta nykyilmakehässä verrattuna vesihöyryyn. Tässä kohdassa IPCC:n malli joutuu tunnustamaan, että vesi onkin erittäin vahva kasvihuonekaasu, koska sen malli perustuu suhteellisen kosteuden säilymiseen vakiona. Tästä oletuksesta seuraa, että vesihöyry kaksinkertaistaa kaikkien kasvihuonekaasujen vaikutuksen ja se voi tehdä sen vain, jos vesi on n. 15 kertaa CO2:ta voimakkaampi. Olen päätynyt samaan lukuun spektrianalyysimenetelmällä. Tämä on ainut kohta, jossa olen samaa mieltä IPCC:n kanssa. Jos luulet, että IPCC on julkisesti tunnustanut tämän tosiasian, erehdyt. Tämä asia pitää kaivaa esiin laskemalla.

Kolmas tapa on ilmaista CO2:n vahvuus matemaattisella kaavalla, jonka avulla voidaan laskea CO2:n aiheuttama säteilypakote RF (Radiative Forcing). IPCC käyttää Myhre et al:n kaavaa RF = 5,35 * ln (C/280), jossa C on CO2:n pitoisuus mittausyksikössä ppm (parts per million). Oma analyysini toistaen kyseiset laskelmat käyttäen kahta eri spektrianalyysin työkalua on RF = 3,12 * ln(C/280). Tämä kaavaa antaa ilmastoherkkyysarvolla 560 ppm RF-tuloksen 2,14 W/m2, joka on 41,6 % pienempi kuin Myhre et al:n kaavan tulos 3,7 W/m2. Arvioin, että Myhre et al:n arvo on sittenkin laskettu ilmakehässä, jossa on oletettu vakiollinen suhteellinen kosteus.

2. Ilmastoherkkyysparametri ei ole 0,5 K/(W/m2), vaan 0,27 K(W/m2)

IPCC tekee oletuksen, että ilmakehän suhteellinen kosteus säilyy vakiona, vaikka lämpötila nouseekin. Suorat meteorologiset mittaukset osoittavat, että näin ei ole, vaan suhteellinen kosteus laskenut, kuva 2. Mittausten perusteella on oikeampaa olettaa, että ilmakehän absoluuttinen kosteus on vakio eli ilmakehässä oleva veden määrä on luokkaa 2,6 cm tiivistettyä vettä. Tällöin ilmastoherkkyysparametrin (lambda) arvo ei ole 0,5 K/(W/m2), vaan 0,27 K(W/m2). Tähän arvoon voidaan päästä useammalla tavalla.

Yksinkertaisin ja mielenkiintoisin tapa on laskea ilmastoherkkyysparametri (lambda) maapallon energiataseesta kynällä ja paperilla Stefan-Bolzmannin yhtälön avulla ja sen arvoksi tulee T/(SC*(1-a)), jossa T on maapallon absoluuttinen lämpötila 288 K (=15 °C), SC on aurinkovakio 1368 W/m2, a on albedo 0,305 (30,5 % auringon energiasta heijastuu avaruuteen). Tämän yksinkertaisen kaavan mukaan lambdan arvo 0,268 K/(W/2). Tässä kaavassa oletusarvona on, että ilmakehän veden määrällä ei ole vaikutusta eli absoluuttinen veden määrä on vakio.  Toinen tapa on käyttää spektrianalyysilaskentaa ja minun tulokseni tällä tavalla on 0,259 K/(W/m2).

Ilmastonmuutokseen liittyvät muutokset ovat niin pieniä, että niitä ei yleensä pystytä mittaamaan todellisissa olosuhteissa. Luontoäiti on järjestänyt yhden täyden mittakaavan kokeen, jonka avulla voidaan tarkistaa ilmastoherkkyysparametrin todellinen arvo aika hyvin. Pintatubo-tulivuori purkautui räjähdysmäisesti 3.-4.6.1991. Purkauksesta aiheutui maapallon kattava tuhkapilvi, joka laski maapallon lämpötilaa hetkellisesti n. 0,5 °C, joka sitten vähitellen palautui normaaliksi. Tuhkapilven aiheuttama auringon säteilyvoimakkuuden pieneneminen voidaan laskea ilmakehän ylärajalla mittausten perusteella. Olen julkaissut tästä artikkelin ja oleellinen tulos näkyy kuvassa 3.

Kuvasta 3 näkyy, että lambdan arvo 0,27 antaa simuloinnissa arvon, joka noudattaa varsin hyvin mitattuja arvoja. Sen sijaan lambdan arvo 0,5 antaa käyrän, jonka virhe on suuri verrattuna mitattuihin arvoihin. Mielenkiintoista on myös, että kasvihuoneteorian kannattajat Soden et al. ovat julkaisseet artikkelin, jossa he päätyvät siihen, että lambdan arvo 0,5 antaa simulointituloksen, joka vastaa vähintään yhtä hyvin mittaustuloksia kuin minunkin simulointini arvolla 0,27. Heidän tuloksiaan tutkimalla syykin selviää. He käyttivät lämpötilanmuutoksen suuruutena n. -0,7 °C ja säteilypakotteen muutosarvona -4 W/m2. Molemmat arvot eroavat muiden tutkijoiden käyttämistä arvoista -0,5 °C ja -6 W/m2. Kun pitää saada ”oikeat” tulokset, niin pitää valita oikeat laskenta-arvot, sic.

3. Maapallon albedon muuttuminen on oletus ilman perusteluita

Maapallon lämpenemistä CO2:n nousun johdosta kuvaa tunnusluku ilmastoherkkyys, joita on siis kaksi: lyhytaikainen TCS ja tasapaino ECS. ECS saavutetaan CO2-kasvun johdosta vasta satojen vuosien kuluessa, mutta sitä käytetään ahkerasti, koska sen pelotevaikutus on suurempi. Lumen ja jään pinta-alojen sulamisen johdosta oletetaan, että maapallon kokonaisheijastavuus eli albedo alenisi ja maapallon saisi lisää auringon energiaa ja lämpötila nousisi edelleen eli tapahtuisi positiivinen takaisinkytkentä. Tästä ei ole muuta näyttöä kuin oletus.

4. Hiilidioksidin viipymäaika ilmakehässä ei ole satoja tai tuhansia vuosia

IPCC käytti aiemmin ns. Bernin mallia, jossa n. 21 % ilmakehän tulleista CO2-emissioista jää sinne pysyvästi. Tämä johtaa siihen, että tulevaisuuden ennusteissa CO2-pitoisuus nousee aika jyrkästi, mutta vaikka emissiot laskisivat, niin CO2-pitoisuudelle ei tapahtuisi mitään ainakaan seuraavaan 200 vuoteen. Tähän kuvioon liittyy sellainen seikka, että IPCC raportoi, että ilmakehän lisääntynyt CO2-pitoisuus arvosta 280 ppm (v. 1750) nykyarvoon n. 400 ppm on yksinomaan antropogeenista eli ihmisen toiminnasta aiheutunutta, jolloin antropogeenisen CO2:n osuus olisi n. 28 %. Suorat 13C-isotooppomittaukset osoittavat, että näin ei ole, vaan fossiilisten emissioiden osuus ilmakehän CO2:sta on vain 8 %.

Kiistattomat mittaustulokset osoittavat, että vuodesta 1956 alkaen keskimäärin 55 % ihmiskunnan CO2-emissioista on vuosittain jäänyt ilmakehään ja loput ovat joutuneet joko meriin tai kasvillisuuteen eli biosfääriin. Omat tutkimustulokseni vahvistavat muiden tutkijoiden tuloksia, että meri absorboi nykyisin sen osuuden, joka ei löydy ilmakehästä. Tätä vahvistaa hyvä korrelaatio meren lämpötilan ja ilmakehän CO2-muutosten välillä, kuva 4.

Omat tutkimustulokseni vahvistavat isotooppi14C-mittaustuloksen, että antropogeenisen CO2:n viipymäaika ilmakehässä on 16 vuotta ja kokonais-CO2:n viipymäaika on 55 vuotta. Nykyisen CO2-pitoisuuden saavuttaminen on vienyt 265 vuotta, joten tulos on hyvin linjassa tämän tiedon kanssa.

5. Mihin IPCC:n mallin virheet johtavat?

Kun IPCC:n mallin mukainen lyhytaikainen ilmastoherkkyys TCS lasketaan, sen arvoksi tulee TCS = 0,5 K/(W/m2)) * 3,7 W/m2 = 1,85 °C eli lähellä IPCC:n virallista arvoa 1,75 °C. Tasapainotilan ECS arvo on 2*1,75 °C = 3,5 °C. Kun TCR lasketaan tässä jutussa käytetyillä arvoilla, niin sen arvoksi tulee TCR = 0,27 K/(W/m2)) * 2,16 W/m2 = 0,58 °C = 0,6 °C. ECS:lle ei ole syytä laskea erikseen arvoa.

Niille, jotka ovat sitä mieltä, että IPCC:n mallin perusteet ovat kunnossa, esitän seuraavat kysymykset: 1) Oletko laskenut Myhre at al:n mukaisen kaavan olevan oikein tai tiedätkö, jonkun tutkijan tehneen niin? 2) Miksi uskot oletuksen vakiollisesta kosteudesta ilmakehässä olevan perustellumpi kuin suorat mittaukset suhteellisen kosteuden pienenemisestä? 3) Miksi uskot oletuksen maapallon albedon pienenemisestä olevan perusteltua, kun sellaista ei ole havaittu, vaikka CO2-pitoisuuden kasvu on jo 40 % muutoksesta 560 ppm:ään? 4) Millä perusteella ilmakehän hiilidioksidia lakkaisi siirtymästä meriin ja/tai biosfääriin, kun nyt näin tapahtuu 45 %:lle vuosittaisesta CO2-lisäyksestä? Onko merillä/biosfäärillä mittaustietoa, että nyt ilmakehään ei tule enää uutta CO2-emissiota, joten sinne ei voi ottaa enää yhtään CO2-molekyyliä lisää?

++++++++++++++++++++++++++++++

Selvyyden vuoksi ilmoitan, että en ole ilmaston enkä ilmastonmuutoksen kieltäjä, joksi minua tavallisesti nimitetään englanninkielisillä nettisivustoilla. Olen eri mieltä IPCC:n kanssa siitä, kuinka paljon kasvihuonekaasut pystyvät nostamaan maapallon lämpötilaa. Olen julkaissut asiasta 10 vertaisarvioitua tieteellistä artikkelia viimeisen viiden vuoden aikana. Tämä juttu on nimensä mukaisesti73. osa ilmastonmuutosblogeista, joita minulla on tarkoitus julkaista lähiaikoina. Niissä blogeissani menen syvemmälle ilmastonmuutoksen syihin ja vaihtoehtoisiin teorioihin..

Oma ilmastosivustoni, jossa on tarkempaa tietoa ilmastonmuutoksesta: www.climatexam.com

 

 

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

6Suosittele

6 käyttäjää suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelijat

NäytäPiilota kommentit (10 kommenttia)

Käyttäjän StefanTallqvist kuva
Stefan H. Tallqvist

Tämä sinun 7 kirjoitusta ovat kyllä parhaita mitä tässä US Puheenvuorossa on esitetty. Ylioppilaaksi tulin Porvoon Lyseosta (Borgå Lyceum), sinäkin näytät olevan Porvoosta. Sen jälkeen oli TKK:ssa prof. Martti Tiurin opissa; Tekn. lis. työ 1977, aiheena sähkömagneettinen teoria ja antennit.

10.. 15 vuotta olin mukana kansainvälisessä radioastronomiassa; täten miltei kaikki säteilyilmiöt ovat tuttuja; sekä maan atmosfäärissä että muualla avaruudessa.

Radioastronomit harrastivat jo 1970 luvulla erilaisia mittauksia atmosfäärin absorptio-ominaisuuksista, tulevathan kaikki säteilyt Maapalon ulkopuolelta atmosfäärimme läpi. Joten kaikki astronomia vaatii korjauksia atmosfäärin vaikutusten suhteen. Ja aurinkosäteily on se joka määrää Maapallon lämpötilaa 99.9 %, kuten itse huomautit.

Mutta suuri kysymysmerkki on aurinkosäteily arvo, joka on standardoitu etäisyydelle 1 AU. Tämä TSI arvo on läpikäynyt suuria muutoksia, ja oli vielä 1970 luvulla aivan erilaine kun nyt.

Massamme hyvin tunnettu oppikirja ”johdatus tähtitieteeseen” , Gunnar Larsson-Leander, suomentanut Jaakko Tuominen, Gaudeamus 1975, kertoo sivulla 174: ”Aurinkovakio tarkoittaa auringon säteilyn kokonaisvuota rekisteröitynä maan ilmakehän ulkopuolella maan ollessa keskietäisyydellä auringosta. Tälle on saatu arvo:” S = 1395 +/- 28 W/m^2. Vakioitten joukossa annetaan sivulla 416: S= 1390 W/m^2.

Wikipedia ilmoittaa ” Solar constant” tänään arvon: 1361 W/m^2 aurinkominimin aikana, mikä on satelliitin SORCE/TIM (laukaistu radalle 2003) mittaama arvo. Sinä mainitset arvoa ”aurinkovakio 1368 W/m2”, jota pitäisin liian suurena!
=

Muita vaikeuksia, joita kun ehdin, halusin tutkia tarkemmin, on Stefan-Bolzmannin yhtälön eri muotoja. Erikoiseti Maapalloa koskien, silloin kun esiintyy takasinsäteilyä atmosfääristä. Termodynamiikka on hanakala alue!
Myös olen huomannut että siun tutkimuksissa ei vielä ole mukana viimesin El Nino ilmiö, 2015 – 2016, ja sen huomattava vaikutus lämpötilaan globaalissa skaalassa.

Ja myöskin näitten merenalaisten vulkaanien ja magman lämmön vuotopisteet, on vielä aika vähän tutkittu asia.

Mannerlaattojen liikkeet ovat asia, jota radiostronomit mittavat, ja olin mukana lukusissa konferensseissa ja julkaisuissa jotka koskivat näitä ilmiöitä.

Ennen kun saamme aikaan luotettavia titokonesimuaatioita ilmastomuutokseta, sekä mittaukset, teoriat että tietokoneet pitää vielä kehittyä.

Käyttäjän aveollila kuva
Antero Ollila

Stefan, kiitos positiivisesta palautteesta. Se kannustaa minua jatkamaan vielä näitä blogeja, koska en ole vielä kirjoittanut kaikkea, mitä olen tutkinut.

Olen tietoinen, että aurinkovakion arvo muuttuu jatkuvasti. Laskelmassani esiintyvä arvo on nykytiedon mukaan yläkantissa. Kyseisessä laskelmassa sen tarkkuuden merkitys on häviävän pieni. Jossain vaiheessa arvelen kirjoittavani myös El Nino / La Nina - ilmöstä, mutta sen kanssa ei ole vielä kiire.

La Nina voi olla kuitenkin melkoinen käännekohta maapallon lämpötilakehityksessä. Kasvihuoneteorin kannattajat tuntevat voittaneensa kiistan maapallon lämpenemisen syistä, kiitos Pariisin ilmastokonfernssin päätösten.

Ei olisi kuitenkaan ensimmäinen kerta, kun voitonjuhlia rupeaa varjostamaan reaalimaailmaan vähemmän toivotut uutiset.

Käyttäjän grohn kuva
Lauri Gröhn

Blogistin muka osoittama virheet ovat harrastelijan harhoja tai olkiukkoja kuten olen edellisissä osissa osoittanut. Suosittelen kurkistamaan. En viitsi toistaa.

Käyttäjän aveollila kuva
Antero Ollila

Hesarissa kirjoitti kerran eräs muun alan tutkija, että jos tutkija on käyttänyt jonkin ilmiön tutkimiseen yli 10 000 tuntia, niin häntä voidaan kutsua asiantuntijaksi. Minun ilmastonmuutostutkimukseni täyttää tuon kriteerin. Paljonko tunnteja sinä olet käyttänyt ilmastonmuutoksen tutkimukseen ja montako julkaisua sinulla on tästä asiasta? Montako suomalaista ja ylipäänsä ulkomaista tutkimusta on olemassa kasvihuoneilmiön lämmitysvaikutuksien laskemisesta spektrianalyysin avulla. Voin sanoa, että hämmästyttävän vähän. On aika hyvä saavutus "harrastelijalta" saada julkaistua sellaisia tutkimuksia. Kukaan ei toistaiseksi ole osoittanut virheitä laskelmissani.

Jotkut maallikot kuvittelevat, että ilmastonmuutostutkijan täytyy olla koulutukseltaan meteorologi eli sääilmiöihin erikoistunut. Ajatus on, että ilmastonmuutos löytyy integroimalla säätä pitemmälle ajanjaksolle. Säätä ei voida ennustaa viikkoa pitemmälle jaksolle, joten ajatus on täysin väärä.

Ilmastonmuutoksen tutkintaan tarvitaan esimerkiksi lämmönsiirtolaskelmia säteilyilmiön avulla, koska se on ainut tapa, joka toimii avaruudessa. Minulla on DI-koulutukseni ansiosta perustiedot tältä alueelta. Tänä päivänä löytyy hienoja työkaluja käytännön laskelmiin.

Käyttäjän grohn kuva
Lauri Gröhn

Väärin. Kyse oli harjoittelusta eikä asiantuntemuksesta. Ja sekin on kumottu:

http://www.talouselama.fi/uutiset/myytti-10-000-tu...

Eikä sinulla ole yhtään julkaisua alan laadukkaista lehdissä vaan marginaalisissa ...

Käyttäjän aveollila kuva
Antero Ollila

En korostanut blogissani sitä seikkaa, että olen laskenut ilmastoherkkyysparametri lambdan arvon kahdella eri tavalla: 1) deterministisesti Stefan-Bolzmannin lain avulla (en ole ainoa, enkä ensimmäinen) , 2) spektrianalyysin avulla. Molemmat antavat riittävällä tarkkuudella saman tuloksen. Luonnontieteissä usein sama asia voidaan laskea useammalla tavalla. Sitä on aina pidetty merkkinä tuloksen oikeellisuudesta.

Käyttäjän grohn kuva
Lauri Gröhn

Laskelmillasi ei ole mitään tekemistä ilmastoherkkyyden kanssa.

https://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/...

Käyttäjän aveollila kuva
Antero Ollila

Olen laskenut ilmastoherkkyyden sen määritelmän mukaisesti, joka on varsin yksinkertainen määritelmänä. Spketrianalyysinä laskenta on jokseenkin työläs. Kun homman tekee olettaen vakiollisen suhteellisen kosteuden - niin kas kummaa - ilmastoherkkyydeksi tulee 0,5 K/(W/m2).

Juttu näyttä menevä inttämisesksi, joten näihin kommenteihisi ei kannata vastata tämän enempää.

Toimituksen poiminnat