Athugasemd varðandi meintar falsanir NASA

Í tilefni fjölmiðla umfjöllunar, um meintar falsanir NASA á gögnum varðandi hitaferla á Íslandi, sem eiga jafnvel að geta sýnt fram á hlýnun jarðar (eins og ýjað er að í frétt á pressan.is), þá birtum við hér með athugasemd Halldórs Björnssonar sérfræðings á Veðurstofunni varðandi málið. Umfjöllun um þetta mál birtist fyrst hjá Ágústi H. Bjarnason á bloggi hans Ginnungagap þann 21. janúar s.l. (Hvers vegna er NASA að afmynda hitaferilinn fyrir Reykjavík...?) og höfum við á loftslag.is fengið leyfi Halldórs til að birta athugasemd sem hann gerði við bloggfærslu Ágústar og birtist í athugasemdum þar í dag. Langar okkur að þakka Halldóri fyrir að lofa okkur auðfúslega að birta athugasemdina í heild sinni.

---

Sæll Ágúst,

Það er áhugaverður samaðburðurinn sem þú gerir á hrágögnum GHCN (sem koma frá Haf- og veðurfræðistofnun Bandaríkjanna, NOAA, en ekki geimferðastofnuninni, NASA) og svo "lagfærðum" gögnum þeirra.

Hrágögnin í GHCN safninu koma frá dönsku veðurstofunni á fyrsta hluta 20. aldar og svo frá veðurskeytum frá Veðurstofu Íslands frá 3. áratug aldarinnar. Á þessum tíma var verulegt flakk á stöðinni og reyndar athugað utan við bæinn 2. áratug aldarinnar. Frá 1922 hafa athuganir Veðurstofunnar verið gerðar á Skólavörðustíg (1922 - 1930), á þaki Landsímahússins (1931 - 1945), við Sjómannaskólann (1946 - 1949), á Reykjavíkurflugvelli (1950 - 1973) og í mælireit við Bústaðaveg (frá 1973).  Þetta flakk hefur sín áhrif á mæliniðurstöður, en er ekki óalgengt fyrir veðurstöðvar. Annað dæmi um áhrif flakks á stöð er í Vestmannaeyjum, en  þar flutti stöðin úr bænum á Stórhöfða (sem er í 118 m h.y.s) árið 1921.

Stöðvaflakk sem þetta, og aðrar breytingar í umhverfi stöðvar hafa áhrif á mæliniðurstöður. Ein leið til að mæta þessu er að "lagfæra"
gögnin. Þá er skoðað hvort breytingar verði á stöð við flutning eða aðrar breytingar í umhverfi hennar. Til að slík skoðun sé möguleg er betra að hafa sögu stöðvarinnar á hreinu. Með  því að bera saman mæliröðina við mælingar frá nálægri stöð (sem ekki var færð á sama tíma), er hægt að sjá hvort stökk eða aðrar breytingar verða á mæliröðinni við flutninginn. Lagfæringin byggir svo á því að leiðrétta fyrir þessi stökk. Það liggur í hlutarins eðli að slíkar leiðréttingar geta verið umdeildar. Það má þó rökstyðja þær með því að annars sýni mæliraðirnar ekki veðurbreytingar, heldur stöðvasögu.

Vandinn er samt sá að oft er saga stöðvarinnar illa þekkt, og jafnvel þar sem hún er til (eins og á við stöðvar á Íslandi) þá er undir hælinn lagt hvort stöðvasagan fylgir með mæliröðunum í stórum gagnabönkum (sem kunna að byggja að mestu á samantekt veðurskeyta). Aðilar eins GHCN nota því sjálfvirkar aðferðir við að finna hugsanlegar hnikanir í mæliröðum, gjarnan með samanburði við nærliggjandi stöðvar. Þessar aðferðir breyta flestum stöðvum lítið, en sumum þó nokkuð. Það er augljóst að í tilfelli Reykjavíkur heppnaðist þessi lagfæring þeirra vægast sagt illa.

Nú má spurja hvort hnattræn hlýnun sé kannski bara misskilningur, sé bara afleiðing gagnalagfæringa. Ef farið væri með allar stöðvar eins og Reykjavík væru það eðlilegar áhyggjur. Augljóslega þarf að tryggja að sú hlýnun sem greinist (leitni hnattræns meðalhita) sé raunveruleg en ekki bara reikniskekkja.

Til að tryggt sé að leitni hnattræns meðaltals sé ekki bara að endurspegla þessar lagfæringar er í fyrsta lagi hægt að skoða hvernig leitnin breytist á hverri stöð milli frumgagna og lagfærðra gagna. Ég hef séð slíkan samanburð fyrir GHCN gögnin, og niðurstaðan er sú að oftast er engin munur í leitni, en þar sem verða leitnibreytingar er álíka algengt að leitnin aukist og að hún minnki. Breytingar á leitni mæliraða í GHCN bjaga því ekki leitni hnattræns meðaltals.

Önnur leið til að skoða hver áhrif þessara lagfæringa eru, er að nota aðra aðferð við að leita uppi stöðvabreytingar og lagfæra. Bæði GISS/NASA og CRU/UKMO nota þannig ólíkar aðferðir en GHCN, og þó GISS byggi á lagfærðum gögnum GHCN nota þeir einnig aðrar upplýsingar, og t.d. er þeirra útgáfa af hitabreytingum í Reykjavík mun skárri en leíðréttu GHCN gögnin. Eins má bera saman við endurgreiningar, s.s. ERA40 (sjá www.ecmwf.int) eða NCEP (http://www.esrl.noaa.gov/psd/cgi-bin/data/composites/plot20thc.pl). Loks má nefna aðferð sem notuð er af s.k. BEST-hópi (http://berkeleyearth.org/dataset/) en þeir bættu mörgum veðurstöðvum við GHCN gagnasafnið, og þróðuðu nýjar aðferðir við að greina ósamfellur og gera lagfæringar.

Niðurstaðan er sú að ólíkum aðferðum ber ágætlega saman, þó auðvita sé alltaf einhver munur á þeim.   Einfaldast er að líta svo á að þessi munur endurspegli þá óvissu sem er á meðaltali hnattæns hita. Sú óvissa er nægilega lítil til þess að ekki sé ástæða til að draga í efa að hnattræn hlýnun eigi sér stað.

Hvað varðar Reykjavík þá sýnir meðfylgjandi mynd ársmeðalhitann samkvæmt frumgögnum GHCN (GHCN UNADJ), GHCN gögnum eftir leiðréttingu (GHCN SCAR) og svo leiðrétta ársmeðalhitaröð sem notuð er af NASA (GISS ADJ). Einnig eru sýnd frumgögn frá Veðurstofu Íslands fyrir Reykjavík (IMO UNADJ) og frumgögn okkar eftir að búið er að leiðrétta þau m.t.t. stöðvasögu (IMO ADJ). Punktarnir sýna einstök ár, en til að auðvelda samanburð er útjafnaður ferill fyrir hverja mælirunu einnig sýndur (þetta er s.k. LOESS ferill með skyggðu staðalfráviki). Augljóst er að óleiðrétt gögn frá Veðurstofu  og GHCN eru mjög álíka, en eftir lagfæringar ber Veðurstofunni og GISS/NASA ágætlega saman (þó GISS/NASA ferillinn virðist "strekktari" lagfærði ferillinn frá Veðurstofunni).

Leiðréttingar GHCN eru hinsvegar af og frá, eins og þú bendir réttilega á. Hinsvegar er það að hengja bakara fyrir smið að halda því fram að þetta sé villa hjá NASA. Þeir erfa þessa villu frá NOAA og lagfæra hana að nokkru. Að lokum er rétt að taka fram að lagfæringar VÍ á mæliröðinni fyrir Reykjavík eru á engan hátt endanlegur sannleikur um þróun meðalhita þar. Hinsvegar er ljóst að staðsetning mælisins upp á þaki Landsímahússins var óheppileg, þar mældist kerfisbundið meiri hiti en á nálægum stöðvum. Vegna þessa er full ástæða til að til að leiðrétta mæliröðina, en vel er hugsanlegt að leiðréttingin (um 0.4°C) sé full mikil. Þessi leiðrétting kann að verða endurskoðuð síðar. Slíkt hefði þó óveruleg áhrif á langtímaleitni lofthita í Reykjavík (og engin á hnattrænt meðaltal).

Virðingarfyllst,
Halldór Björnsson
Veðurstofu Íslands

------

Við viljum halda athugasemdum á einum stað og vísum því á færsluna á loftslag.is fyrir þá sem vilja tjá sig um þetta: sjá Athugasemd varðandi meintar falsanir NASA