Z jakiego świata ta nauka? Polemika z wyjaśnieniami prof. Przybylaka

W odpowiedzi na nasz tekst dotyczący wystąpienia w programie TVN24 BiS, prof. Przybylak nadesłał list z wyjaśnieniami i pytaniami. Postanowiliśmy odnieść się do uwag w nim zamieszczonych.

Szymon Malinowski:

Na początek krótkie wyjaśnienie. List skierowany jest do mnie (Szymon Malinowski), natomiast pierwszym autorem tekstu jest osoba, która od lat znana jest w sieci z działalności edukacyjnej w dziedzinie klimatu i globalnego ocieplenia, prowadzi znany blog „Doskonale Szare” i pragnie zachować anonimowość. To on analizował telewizyjne wystąpienie Pana prof. Przybylaka. Drugim autorem wpisu, a ścisłej mówiąc ostatniej jego części, jestem ja, przy czym muszę zaznaczyć, że zgadzam się z uwagami Doskonaleszarego napisanymi po przesłuchaniu zarejestrowanego programu.

Pragnę zauważyć, że program poświęcony był aktualnie obserwowanemu globalnemu ociepleniu („w ludzkiej skali czasowej”) i związanymi z nim zagrożeniami. W związku z tym trochę dziwią mnie uwagi Profesora Przybylaka sugerujące, że został źle zrozumiany, bo w swoich wypowiedziach komentował stwierdzenia ogólne, dotyczące całej historii naturalnej planety. W kolejnych odpowiedziach Profesora Przybylaka znajdujemy mnóstwo komentarzy dotyczących tylko „wysokiej” Arktyki, w której klimatycznych badaniach jest on znanym specjalistą, natomiast kontekst programu był znacznie szerszy.

W tym miejscu odpowiem na uwagi dotyczące mnie osobiście.

1. Pan prof. Przybylak zacytował slajd z mojego wykładu, który rzekomo nie jest zgodny z naszą wiedzą na temat wymuszeń radiacyjnych. Wyjaśniam, że slajd omawiany na wykładzie dotyczy zmiany stałej słonecznej, a nie wymuszenia radiacyjnego (o czym na wykładzie mówię). Jeśli weźmiemy pod uwagę, że strumień energii na 1m² powierzchni planety jest 4 razy mniejszy niż stała słoneczna (ponieważ powierzchnia Ziemi jest 4-krotnie większa od jej przekroju), dostaniemy zgodność z pozostałymi liczbami.

2. Odnosząc się zaś do zasadniczej części mojego wpisu i do „szoku” profesora Przybylaka dotyczącego mojej wypowiedzi na temat stanu klimatologii i nauk atmosferycznych w Polsce: otóż przyznam, że dziwię się temu szokowi. Nigdy i nigdzie nie kwestionowałem i nie kwestionuję dorobku naukowego poszczególnych badaczy czy grup badawczych. Jeżeli ktoś z pracujących w pocie czoła nad rozwojem nauki polskich klimatologów, meteorologów i innych przedstawicieli nauk atmosferycznych poczuł, że moja krytyczna ocena tych nauk to „wywyższanie się” fizyka atmosfery (których w Polsce pracuje kilkunastu i są nieco na marginesie środowiska), to przepraszam bardzo. Szkoda, że niektórzy mogli tak pomyśleć, wszyscy przecież „jedziemy na tym samym wózku”… A fakty po prostu są, jakie są.

W tekście „Czy leci z nami klimatolog” pisałem, że są w Polsce badacze i grupy, które reprezentują w swoich wąskich specjalnościach poziom międzynarodowy. Nie jest to wcale sprzeczne z przedstawioną tam już kilka lat temu diagnozą stanu polskich nauk atmosferycznych, których też jestem przedstawicielem. Średnia cytowalność naszych prac z tego obszaru dramatycznie odbiega od tej u naszych sąsiadów, z którymi w naturalny sposób możemy się porównywać. Najnowsze dane dostępne w bazie SCIMAGO pokazują to bardzo dobitnie. Nadal jesteśmy daleko za typowymi wynikami kolegów z Europy Wschodniej. Nadal kuleje współpraca międzynarodowa, nie mamy też w kraju ani jednej grupy badawczej, instytucji czy zespołu naukowego, który zajmowałby się kompleksowo zagadnieniami globalnego ocieplenia. Nie mamy wkładu w prace nad globalnymi modelami klimatu, ani nawet w lokalne modele klimatu, które w ograniczonym stopniu wykorzystujemy do prognoz dotyczących klimatu Polski w najbliższych latach. Mimo wielu starań podejmowanych (także przeze mnie i kolegów) nie jesteśmy członkiem ECMWF. Przegląd publikacji naukowych pokazuje, że w Polsce jest istotnie więcej naukowców zajmujących się ciekawymi, ale nieco egzotycznymi falami grawitacyjnymi, niż krytycznie ważnym dla ludzkości globalnym ociepleniem.

Jak słusznie zauważył prof. Przybylak, ja także do tych zajmujących się naukowo globalnym ociepleniem nie należę, choć badam i modeluję chmury, uważane za najmniej zrozumiały element systemu klimatycznego.

Według mojej wiedzy wśród ekspertów przygotowujących I część (podstawy naukowe) kolejnego Raportu IPCC nie ma zatrudnionych w Polsce pracowników badawczych. Mam nadzieję, że wśród grona recenzentów (pierwsze okazje już wkrótce) znajdzie się większa, niż przy poprzednim Raporcie, liczba naukowców z Polski. Z doświadczenia osobistego wiem, że uwagi recenzentów są uwzględniane. Uważam, że choć w ten sposób powinniśmy się przyczynić do tego ważnego dokumentu.

Zgadzam się, że pod wpływem wymagań dotyczących awansów naukowych publikujemy więcej niż przed laty w czasopismach o zasięgu międzynarodowym. Niektóre z tych publikacji (w tym wybrane prace prof. Przybylaka, innych koleżanek i kolegów, a także mojego współautorstwa), są całkiem nieźle cytowane. To jednak jest, jak pokazuje statystyka, kropla w morzu. Co gorsza, obawiam się, że gdyby nie nacisk administracyjny, postęp w tej kwestii byłby słabszy.

Wbrew sugestiom Pana Profesora uważam, że znakomita większość tych dobrze opublikowanych prac dotyczy klimatologii opisowej: głównie analiz statystycznych serii pomiarowych i porównań między nimi. Prawie nie opisujemy liczbowo oddziaływań fizycznych w systemie klimatycznym. Np. pojęcie „czynnik cyrkulacyjny” używane przez pana Profesora, należy do arsenału klimatologii opisowej. W geofizycznej dynamice płynów mówimy o strumieniach, transporcie, źródłach itp., definiowanych precyzyjnie za pomocą odpowiednich równań.

Nadal nie mamy w Polsce ani jednej uczelni, która miałaby program kształcenia w zakresie meteorologii i klimatologii zgodny z wytycznymi Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO). Nadal nie mamy nowoczesnych podręczników z klimatologii naukowej dostępnych w naszych bibliotekach uczelnianych i rzadko korzystamy z nich podczas nauczania. Nie nauczamy modelowania (co najwyżej czasem nauczamy korzystania z modeli). Rzadko wspominamy o fundamentalnych zależnościach fizycznych i demonstrujemy je na prostych przykładach. Którzy studenci zetknęli się z równaniami podstawowymi czy prawami transferu radiacyjnego? Wiedzę o procesach atmosferycznych przekazujemy opisowo, a nie fundamentalnie.

Pan Profesor mówi często o „opiniach” badaczy dotyczących globalnego ocieplenia. Nie liczą się „opinie”, liczą się dowody naukowe i oparta na nich atrybucja. A w prognozach liczy się zdolność przewidywania na podstawie zrozumienia i matematycznego opisania związków przyczynowo-skutkowych.

Zgadzam się, że wiele przyczyn tego stanu rzeczy nie leży po stronie pracowników nauki, klimatologów, meteorologów czy fizyków atmosfery. Często są to przyczyny, z którymi boryka się cała nauka polska: przede wszystkim słabe finansowanie, brak wsparcia administracyjnego i technicznego, słabe rozumienie tego, czym jest współczesna nauka i dlaczego jest ważna dla kraju i społeczeństwa. Są też przyczyny historyczne: klimatologia i meteorologia fizyczna rozwinęły się bardzo na świecie podczas Zimnej Wojny. Polskę ten proces, z powodów historycznych, ominął.

Jednak czy to są jedyne przyczyny? Czy naprawdę, pracując za skromne, ale jednak fundowane przez podatnika wynagrodzenia, nie powinniśmy przynajmniej transferować przyrastającej w postępie geometrycznym wiedzy na temat globalnego ocieplenia do naszego kraju? Czy nie powinniśmy wprost i jasno mówić czym różnią się naturalne, przeszłe zmiany klimatu od obecnej, antropogenicznej? To część wiedzy, która przekłada się bezpośrednio na nasze otoczenie, a od jej upowszechnienia zależy nasza przyszłość. Nie ma tu miejsca na osobiste poglądy (…”w moim osobistym odczuciu” … ), nauka (w rozumieniu „science”) to metoda naukowa i wynikające z jej stosowania wnioski.

Doskonale Szare:

Poniżej odnoszę się do odpowiedzi prof. Przybylaka do mojego tekstu (zwracam uwagę, że prof. Malinowski jest autorem osobnego komentarza). Ponieważ większość polemiki prof. Przybylaka składa się z wyjaśnień, co naprawdę miał na myśli, tym razem będę cytował fragmenty jego wypowiedzi z programu in extenso. Część komentarzy prof. Przybylaka (dotyczących kwestii projekcji wzrostu poziomu oceanów, zaniku lodu arktycznego w scenariuszu RCP8.5, oraz istnienia zmienności klimatu w epoce przedindustrialnej) zostawiłem tutaj bez odpowiedzi, bo wymagałaby ona w zasadzie powtórzenia jeszcze raz tego, co już napisałem wcześniej. Podobnie jak w moim oryginalnym komentarzu, poniższy tekst podzieliłem na sekcje tematyczne celem ułatwienia lektury.

1. Spór o przyczyny globalnego ocieplenia

Odnosząc się do kwestii odpowiedzialności człowieka za globalne ocieplenie, prof. Przybylak powiedział w TVN24 BiS:

Sprzeczamy się co do udziału, roli człowieka w tym procesie. Wiadomo że do [początku] XXI wieku rola człowieka była tylko w przypadku zmian klimatu lokalnego, regionalnego; po raz pierwszy dopiero [od] XXI wieku, czyli w zasadzie od IV raportu IPCC, tam po raz pierwszy wyrażono pogląd, że udział człowieka jest znaczący. Obecnie, jak to się określa, 95% mamy prawdopodobieństwa że to ocieplenie jest wywołane przez człowieka, i tak rzeczywiście chyba większość klimatologów, fizyków atmosfery i innych tutaj pokrewnych dyscyplin uważa. Tym niemniej są też tacy którzy mają wręcz przeciwne opinie, albo też takie wyważone. W moim osobistym odczuciu – chociaż nie jestem specjalistą od akurat oceny tych, tak jak my to mówimy, wymuszeń które powodują zmiany klimatu – jaki faktycznie udział przypisać poszczególnym, opieramy się wszyscy głównie na tych raportach IPCC, i wiemy że, wydaje mi się że oni trochę jednak nie doceniają tych czynników naturalnych.

W swojej odpowiedzi wyjaśnia:

Intencją moją w wywiadzie było przedstawienie opinii na ten temat w środowisku badaczy tego problemu. Nie mam dostępu do swoich wypowiedzi z całej audycji, ale nie kwestionowałem tu udziału człowieka w globalnym ociepleniu. Spór dotyczy wielkości tego udziału, oczywiście większość badaczy uważa, iż w ostatnich latach zdecydowanie najsilniejszy jest wpływ człowieka. Należy jednak dla porządku podać, iż są także badacze, którzy mają odmienne zdanie, nie wnikając w to czy mają rację czy nie. I to chciałem przekazać w programie.

Nie kwestionowałem tego w programie, iż „ludzkość, poprzez modyfikację składu atmosfery, powoduje ocieplenie planety”. Jest to dla mnie oczywiste. Jeszcze raz powtarzam, chciałem przedstawić na podstawie literatury różnorodność poglądów na temat ilościowego udziału człowieka w ociepleniu, a nie samej roli człowieka w tym procesie. Ocenie mojej podlegał udział czynników naturalnych i antropogenicznych w okresie od połowy XIX wieku, a nie ostatnich lat, bo jak wiadomo powszechnie teraz czynniki naturalne prowadzą do ochłodzenia klimatu, a przecież mamy wyraźny wzrost jej od 1976 r., chociaż zahamowany w latach 2000-2013 (tzw. Global Warming hiatus). Być może to nie zostało w audycji dostatecznie sprecyzowane.

Miałem oczywiście na myśli właśnie raport z 2001 r. i że po raz pierwszy w tym raporcie stwierdzono, iż wpływ człowieka na klimat w skali globalnej jest znaczący.

Jeśli intencją prof. Przybylaka było przedstawienie stanu badań nad przyczynami globalnego ocieplenia, to mu się tej intencji niestety nie udało zrealizować. W literaturze naukowej spór dotyczący wielkości ilościowego udziału człowieka w globalnym ociepleniu już dawno się zakończył, a wyniki badań (przeprowadzanych różnymi metodami: z użyciem modeli statystycznych, modeli bilansu cieplnego, czy symulacji modeli klimatu) zgodnie oszacowują ten udział na bliski 100%, wykluczając jednocześnie z dużym prawdopodobieństwem, że czynniki naturalne spowodowały większość ocieplenia obserwowanego w ostatnich 60 latach (patrz Mit: Wzrost średnich temperatur na świecie wynika z przyczyn naturalnych). Niestety, prof. Przybylak nie podaje w swojej polemice przykładów publikacji dowodzących „różnorodności poglądów” na temat globalnego ocieplenia, a jedyne źródła o których wspomina – trzeci i czwarty raport IPCC – jego twierdzeniom jednoznacznie przeczą. W dalszym ciągu nie uzasadnia też tezy, że IPCC „nie docenia” czynników naturalnych – tezy fałszywej, jak pokazałem w moim oryginalnym komentarzu, w odniesieniu do zmian irradiancji słonecznej.

Powtórzę też to, co napisałem w moim oryginalnym komentarzu do programu: nie jest prawdą, że przed rokiem 2001 człowiek nie miał wpływu na globalny klimat. Antropogeniczne emisje prowadziły do powolnego wzrostu koncentracji CO₂ i innych gazów cieplarnianych w atmosferze jeszcze w XIX wieku, i można oszacować, że już w okolicach lat 40. skutkiem tego wzrostu była zmiana średniej temperatury globu dorównująca, jeśli chodzi o amplitudę, zmienności naturalnej. Wraz z upływem kolejnych dekad sygnał antropogeniczny stawał się coraz silniejszy, ułatwiając jego odseparowanie od czynników naturalnych i umożliwiając pod koniec XX wieku detekcję wpływu człowieka na klimat.

Nie mogę się też zgodzić z wyrażonym przez prof. Przybylaka zdaniem, że „należy” prezentować opinie odmienne, nie wnikając w to, kto ma rację. Jeśli to odmienne zdanie nie jest poparte żadnymi badaniami, albo wyniki takich badań nie przetrwały próby czasu, to czemu miałoby służyć prezentowanie takich opinii? Gdyby do programu TVN24 BiS zaproszono lekarza, który powiedziałby że „istnieje spór” co do tego, czy szczepionka MMR powoduje autyzm u dzieci, po czym uzasadnił to stwierdzając że przecież „są także badacze”, którzy tak twierdzą, to zapewne wszyscy uznalibyśmy taką wypowiedź za nieodpowiedzialną, wprowadzającą opinię publiczną w błąd i zwyczajnie szkodliwą. W przypadku globalnego ocieplenia prof. Przybylak zdaje się jednak sugerować, że na naszą uwagę zasługują wszystkie opinie, niezależnie od ich zgodności ze stanem faktycznym.

2. Zmiany klimatu w Arktyce

W moim komentarzu do programu TVN24 BiS napisałem, że w dorobku naukowym prof. Przybylaka nie ma publikacji podważających antropogeniczne przyczyny globalnego ocieplenia. W swojej odpowiedzi profesor odsyła do artykułów dotyczących Arktyki:

Proszę przeczytać publikacje dotyczące zmian klimatu Arktyki w okresie obserwacji instrumentalnych (Przybylak 2000 i Przybylak 2007). Są tam zbadane przyczyny wpływu cyrkulacji atmosferycznej na klimat Arktyki i ewentualne na ocieplenie, oraz przyczyny nagłego ocieplenia Arktyki (w tej drugiej publikacji) w połowie 1990. lat (o ok. 1^oC w okresie 2-3 lat), gdzie czynniki naturalne są podane, ale też wspomina się o nieliniowym wpływie efektu cieplarnianego. W pierwszej publikacji wspominam o braku ocieplenia w Arktyce w okresie 1951-1990, bo tak było. Ocieplenia w Arktyce nazwijmy ją „wysokiej” (określonej na podstawie kryteriów klimatycznych–patrz Atlas Arktyki 1985) przyszło z 20-letnim opóźnieniem, o czym piszę i dokumentuję w drugim artykule.

Słowo, którego w odpowiedzi prof. Przybylaka brakuje, to „globalne”. Nawet w definicji Arktyki używanej przez prof. Przybylaka zajmuje ona tylko około 7% powierzchni planety, nie powinno być więc zaskoczeniem, że zmiany temperatur tego obszaru charakteryzują się większą zmiennością niż temperatury całej półkuli północnej, a tym bardziej całego globu. Dla tak niewielkich obszarów można się też spodziewać, że wewnętrzna, niewymuszona zmienność systemu klimatycznego będzie mieć większy wkład w obserwowane trendy temperatur (nawet jeśli trend ocieplenia jest większy, jak w Arktyce); i utrudniać wykrycie sygnału związanego z czynnikami antropogenicznymi.

Zilustruję to wiązką symulacji jednego z modeli klimatu (australijskim CSIRO-Mk3.6.0) uczestniczących w projekcie CMIP5. Wszystkie symulacje wymuszane są taką samą trajektorią gazów cieplarnianych (historyczną, potem według scenariusza RCP4.5), zmian aktywności słonecznej i wybuchami wulkanów, a różnice pomiędzy nimi wynikają wyłącznie z drobnych różnic w warunkach początkowych – czyli, popularnie rzecz ujmując, chaotycznej natury systemu klimatycznego.

3. IPCC bierze pod uwagę tylko zmiany irradiancji mierzone w erze satelitarnej

Prof. Przybylak skomentował:

Powiedziałem o zmianach dopływu promieniowania słonecznego a nie o aktywności słonecznej.

Zmiany dopływu promieniowania słonecznego (całkowitej irradiancji słonecznej, TSI) są skorelowane z innymi indeksami aktywności słonecznej, np. zliczeniami plam słonecznych czy ilością generowanych w atmosferze izotopów radioaktywnych. Zmiany irradiancji, które następowały przed erą satelitarną, w okresie ostatniego tysiąclecia (o czym prof. Przybylak sam wspomina) rekonstruowane są właśnie w oparciu o te inne indeksy aktywności słonecznej, bo bezpośrednich, precyzyjnych pomiarów strumienia promieniowania słonecznego przecież wtedy nie prowadzono.

Nie zmienia to oczywiście faktu, że fałszywą jest przedstawiona przez prof. Przybylaka w programie TVN24 BiS teza, iż w swych raportach IPCC bierze się pod uwagę tylko zmiany promieniowania słonecznego w erze satelitarnej.

4. Ocieplenie średniowieczne

Jak wyjaśnia prof. Przybylak:

W programie powiedziałem, iż temperatura w okresie średniowiecznym w XI wieku była porównywalna do tej z XX wieku. Powinienem był też powiedzieć (nie mogę tego sprawdzić), iż temperatura w XXI wieku najprawdopodobniej przekracza już tę z XI wieku. Poniżej załączyłem ryciny, które Profesor Malinowski prezentuje w swoim wykładzie z 2016 r. Widać ewidentnie, iż temperatura w XI wieku była podobna, a nawet przez długi czas wyższa, niż w okresie referencyjnym 1961-1990. Widać też, iż w optimum holoceńskim była wyższa niż w XX wieku i była porównywalna do temperatury z ostatnich lat XXI wieku. Więc gdzie moja wypowiedź jest błędna.

Już tłumaczę, gdzie jest błędna: w programie TVN24 BiS prof. Przybylak powiedział, że „średniowieczny okres ciepły był co najmniej tak ciepły jak obecnie, być może cieplejszy”, a powinien był powiedzieć – jak sam zresztą przyznaje powyżej – że średniowieczny okres ciepły najprawdopodobniej nie był tak ciepły, jak obecnie.

Tłumaczenie, że „obecnie” oznacza nie drugą dekadę XXI wieku, a okres kilkadziesiąt lat wcześniejszy, albo okres referencyjny 1961-1990, trudno uznać za przekonujące. Jestem pewien, że prof. Przybylak nie użyłby takiego sformułowania w jakimkolwiek innym kontekście, chociażby mówiąc o „obecnych” warunkach panujących w Arktyce, gdyby w rzeczywistości odnosił się do stanu z lat 70-tych.

W przypadku globalnego ocieplenia, gdzie mamy do czynienia z szybkim wzrostem temperatur, robi to oczywiście ogromną różnicę – czego dowodzi chociażby przedstawiony przez prof. Przybylaka wykres zmian temperatury w holocenie. I choć faktycznie, zgodnie z tą rekonstrukcją, temperatura w XI wieku była zbliżona do tej z okresu referencyjnego 1961-1990, to obecna wartość średniej, globalnej temperatury przekroczyła ten poziom o około 0,6 stopnia.

5. „Manipulacje klimatologów”

Swoją wypowiedź z programu prof. Przybylak tłumaczy następująco:

Tutaj chodziło mi nie o artykuły, ale o niektóre światowe bazy danych, których dane znacząco różnią się o tych dostępnych przez Instytuty Meteorologiczne poszczególnych państw arktycznych, np. w załączeniu dane ze stacji grenlandzkich, gdzie widać duże zmiany w temperaturze tzw. wczesnodwudziestowiecznego ocieplenia klimatu. Ze skrótu myślowego, który użyłem rzeczywiście może wynikać takie zrozumienie mojej wypowiedzi jakobym kwestionował metody paleoklimatyczne, w żadnym wypadku tak nie myślę.

Tym większa szkoda, że prof. Przybylak w programie tego „skrótu myślowego” użył, a niecałą minutę później, kiedy prowadzący program stwierdził, że „manipuluje się przy danych, jak powiedział profesor”, nie skorzystał z okazji, by taką interpretację „skrótu myślowego” sprostować. Podobne insynuacje pojawiały się wielokrotnie w polskich mediach masowych i niefortunna wypowiedź prof. Przybylaka niestety przydaje im pozornej wiarygodności. Podejrzewam też, że telewidzowie mogli „skrót myślowy” odebrać podobnie, a teraz mają niewielką szansę dotrzeć do wyjaśnień profesora, że wcale nie miał na myśli tego, co powiedział.

Wciąż jednak nie rozumiem, co prof. Przybylak próbował wyrazić stwierdzeniem, że „zwolennicy” „wyciągną do góry obecne ocieplenie”, a „obniżą tamte”. Że nie kwestionuje co prawda metod paleoklimatycznych, ale nie podobają mu się metody homogenizacji danych? Że uważa je za nierzetelne, motywowane chęcią „uwypuklenia” obecnego ocieplenia? Chyba nie, skoro w swoich wyjaśnieniach pisze:

Jeszcze raz podkreślam, iż w tej mojej wypowiedzi nigdzie nie krytykowałem paleoklimatologów, wskazywałem jedynie i poniżej udowadniam, iż zbiory danych z często renomowanych centrów danych nie zawsze zawierają poprawne dane. Proszę poczytać artykuł Przybylak i in. (2013) na temat zmian ciśnienia atmosferycznego w Arktyce. Wartości ciśnienia dla zimy z końca XIX w. w zbiorze danych z Hadley Center (HADSLP2) różnią się od obserwacyjnych o ok. 20-25 hPa z prostego powodu, iż do lat 1950 panował pogląd istnienia w Arktyce permanentnego antycyklonu. Więcej informacji na ten temat w pracy Przybylak (2016). Poniżej przykłady serii temperatury powietrza ze stacji z Grenlandii ilustrujące problem różnic danych temperatury powietrza między różnymi właścicielami danych. Dane z obydwu źródeł są zhomogenizowane, a różnią się czasami istotnie, a czasami są bardzo podobne. Które źródło uznać należy za bardziej wiarygodne? Ja wybrałem to, które dane zgromadziło i opiekuje się stacjami meteorologicznymi, czyli DMI.

Teza, że dane homogenizowane jednym algorytmem (PHA w przypadku podanych przez niego przykładów z bazy GHCNv3) mogą różnić się od danych homogenizowanych innym algorytmem albo ręcznie (jak w przypadku danych DMI); oraz że niektóre reanalizy historyczne takie jak MERRA-2 zawierają błędy systematyczne uniemożliwiające ich wykorzystanie w badaniach długoletnich trendów klimatycznych, nie jest oczywiście w żaden sposób kontrowersyjna, a klimatolodzy zajmujący się homogenizacją danych doskonale o tym wiedzą. Większość współczesnych analiz zmian klimatu pokazuje zresztą wpływ wyboru konkretnego zestawu danych na szczegółowe wnioski badawcze i stara się te wnioski uczynić niezależnymi od selekcji danych albo uzasadnić preferencje według jakichś obiektywnych kryteriów (na przykład obecnością błędów systematycznych jak w przypadku reanalizy MERRA-2).

Pomysł, że „zwolennicy” globalnego ocieplenia „obniżają” wyniki pomiarów w Arktyce, czego skutkiem są wspomniane przez prof. Przybylaka różnice w bazie GHCN, jest oczywiście nonsensem. Homogenizacja danych na tak dużą skalę jest zautomatyzowana, a zastosowany algorytm PHA (udokumentowany i publicznie dostępny) nie dba o to, czy dane wskazują na ocieplenie, ochłodzenie, czy dotyczą początku XXI czy XX wieku. Ponieważ jednak homogenizacja jest procesem statystycznym, nie zawsze przebiega poprawnie – zdarza się, że algorytm odkrywa i koryguje nieistniejące błędy systematyczne, albo też ignoruje rzeczywiste błędy; szczególnie w tak trudno dostępnych obszarach jak Arktyka, gdzie stacji meteorologicznych jest niewiele.

Można, jak czynią to niektórzy sceptycy globalnego ocieplenia, obliczyć różnicę pomiędzy szeregami temperatur homogenizowanymi i surowymi, posortować je rosnąco, po czym zaprezentować kilkanaście najbardziej ekstremalnych przypadków jako dowód tego, że klimatolodzy „uwypuklają” globalne ocieplenie. Ponieważ rozkład poprawek homogenizacji jest symetryczny (i średnio, w przypadku całego zbioru obserwacji, wychodzi na zero), można też pokazać coś dokładnie odwrotnego – przypadki, gdy homogenizacja obniża trendy temperatur. Całkiem niedawno głośno było o właśnie o takim przypadku, gdy algorytm PHA uznał za niepoprawne dane mierzone przez stację w Utqiaġvik w szybko ocieplającej się północnej Alasce.

6. Mit globalnego ochłodzenia

W programie TVN24 BiS prof. Przybylak powiedział, że

Jeślibyście Państwo poczytali sobie literaturę z lat siedemdziesiątych, sześćdziesiątych, to tam po prostu były katastrofalne wizje, że czeka nas nadejście zlodowacenia, a to się wszystko odmieniło w połowie lat siedemdziesiątych.

W komentarzu zacytowałem wnioski z meta-analizy, która tę tezę obala. W swojej polemice prof. Przybylak przekonuje jednak, że jej autorzy nie szukali tego, co trzeba:

A review of the literature suggests that, on the contrary, greenhouse warming even then dominated scientists’ thinking as being one of the most important forces shaping Earth’s climate on human time scales.

Tutaj jest ważna końcówka zdania (…) [„on human time scales”]. Biorąc taką perspektywę czasową to jest oczywiste, iż autorzy musieli otrzymać znacząco więcej publikacji o ociepleniu niż o ochłodzeniu, bo jednak ocieplenie trwało od połowy XIX wieku, a szczególnie silne było w latach 1920-1950 (porównywalne niemal do obecnego, tj. po 1975 r. przynajmniej do końca XX wieku licząc), dla którego powstało wiele prac. Ochłodzenie trwało w latach tylko 1950-1975.

W rzeczywistości autorzy ci żadnych założeń dotyczących perspektywy czasowej nie czynili i starali się wyszukać – przy pomocy słów kluczowych, a także tropiąc cytowania w już zlokalizowanych publikacjach – dowolne prognozy dotyczące zmian klimatu w przyszłości, niezależnie od tego jak odległych. Gdyby „katastrofalne wizje, że czeka nas nadejście zlodowacenia” faktycznie występowały w literaturze przedmiotu, można byłoby oczekiwać że taka meta-analiza wykaże jej istnienie.

Oczywiście, prof. Przybylak też mógłby to w łatwy sposób wykazać: wystarczyłoby podać przykłady tych „katastrofalnych wizji”, o których istnieniu przekonywał w programie TVN24 BiS. W swojej polemice zdecydował się jednak tego nie robić.

7. Wymuszenie radiacyjne CO₂

Chciałbym podziękować prof. Przybylakowi za wytłumaczenie, jak doszedł do przedstawionego w programie wniosku, że CO₂ odpowiada tylko za 10% różnicy temperatur pomiędzy glacjałami i interglacjałami. Niestety… jego obliczenia są oparte o błędne założenia.

Powiedziałem 10%, ale nie wykluczam być może 20% lub nawet 30%. Ale skąd te 10%. Rzeczywiście policzone w latach 1980. Otóż tzw. czułość klimatu definiowana jako wzrost temperatury w związku z podwojeniem się CO₂ została ustalona w tamtym czasie na 3,0±1,5°C. W tym czasie możemy przyjąć koncentrację CO₂ na ok. 380 ppmv. Wzrost/spadek o 75 ppmv w okresach interglacjalnych i glacjalnych odpowiednio wynosi ok. 1/5 wartości podwojenia się CO₂. A zatem wzrost temperatury przypisany do zmiany o 75 ppmv wychodzi 0,6°C. Zmiana temperatury globalnej w okresach tych dochodziła do 4-5°C, stąd wychodzi ok. 10-15% wpływu.

Podstawowy błąd profesora Przybylaka wynika z nieuwzględnienia tego, że wymuszenie radiacyjne jest funkcją logarytmiczną, a nie liniową koncentracji CO₂. Startując z glacjalnego poziomu 180 ppm, wzrost o 75 ppm odpowiada prawie połowie, a nie jednej piątej wymuszenia radiacyjnego związanego z podwojeniem, zatem przy podanej czułości klimatu należałoby oczekiwać zmiany temperatury wynoszącej półtora stopnia Celsjusza, czyli 30-38% różnicy pomiędzy klimatem epoki lodowej i interglacjału.

Podobny błąd (oraz kilka pomniejszych, których już nie będę prostować) prof. Przybylak popełnia w dalszej części swojej polemiki:

Weźmy jednak współczesne wartości czułości klimatu, które można odczytać z raportu IPCC 2013. Otóż podwojenie się zawartości CO₂ wg scenariusza RCP 8.5 ma wystąpić w 2060 r., a wg RCP 6.0 w końcu wieku. W obydwu przypadkach dla czasu podwojenia się CO₂ wzrost temperatury globalnej oceniono na ok. 2,5°C. Tutaj podojenie się zawartości oceniono na 400 ppmv (patrz ryc. poniżej z IPCC 2013). I również w tym przypadku efekt związany ze zmianą koncentracji o 75 ppmv wynosi ok. 0,5°C. Podobnie jak przeliczymy nieco inaczej: Wzrost koncentracji CO2 między 2000 a 2100 wg scenariusza RCP8.5 wynosi aż 1000 ppmv, a wzrost temperatury 4°C, to wychodzi, iż na zmianę o 100 ppmv przypada wzrost zaledwie o 0,4°C.

Z własności funkcji logarytmicznej wynika, że zmiana z 900 do 1000 ppm skutkować będzie mniejszym wymuszeniem radiacyjnym, niż zmiana z 200 do 300 ppm (w tym konkretnym przypadku mniej więcej cztery razy mniejszym). Nie można zatem przeliczać zmian temperatury i koncentracji CO₂ przy założeniu liniowej zależności pomiędzy nimi.

Podsumowując ten temat, odpowiem jeszcze na pytanie zadane przez profesora w dalszej części jego polemiki:

To dlaczego w obecnym raporcie IPCC na wzrost koncentracji 1000 ppmv wymuszenie jest 8,5 W/m²?

Ponieważ, uwzględniając inne gazy cieplarniane, równoważna koncentracja CO₂ wynosi około 1370 ppm, czyli trochę więcej niż 2 podwojenia koncentracji CO² z poziomu 280 ppm (a dokładniej log2(1370/280) * 3,7 W/m² = 8,5 W/m²).

8. Zmiany orbitalne i CO₂

W swojej polemice prof. Przybylak cytuje fragment artykułu Heinemanna i in., 2014, podkreślając zdanie mówiące o tym, że zmiany nachylenia osi ziemskiej i jej precesja zainicjowały deglacjację. Pomija jednak kolejne zdania mówiące, że bez udziału CO₂ nie doszłoby do stopienia czap lodowych, a średnia globalna temperatura wciąż byłaby bliska wartości z epoki lodowej. Jak pokazuje rys. 5 z tego artykułu, amplituda wahań temperatury wywołanej wymuszeniem orbitalnym byłaby niewielka:

Rzeczywiście, jak wskazuje prof. Przybylak, amplituda wahań objętości lądolodów jest większa w symulacjach opisanych w drugim artykule Ganopolskiego i Calova, przy stałym poziomie CO₂ (ale, co istotne, przy zachowaniu innych sprzężeń zwrotnych, jak zmian zapylenia atmosfery). Dla wartości interglacjalnych te wahania objętości lądolodu osiągają jednak wartość zaledwie 20% rzeczywistej; obniżanie koncentracji CO₂ powoduje zwiększenie tej amplitudy, ale model zaczyna przeskakiwać interglacjał MIS 11.

W dalszej części swojej odpowiedzi prof. Przybylak pyta:

Na brązowo wytłuściłem wielkość wymuszenia 2 W/m², które prof. Malinowski w przypadku wymuszenia orbitalnego ocenił na 0,2°C, a w przypadku CO₂ nie zgodził się z moim 0,5°C, czyli należy uznać, iż jest jeszcze większe. Dlatego mam pytanie jak to jest możliwe, że ta sama wartość wymuszenia 2W/m² raz daje 0,2°C (zmiany orbitalne), a innym razem ok. 1°C (zmiany CO₂).

Rozwiązanie zagadki jest całkiem proste: podana wartość odnosi się do wahań strumienia promieniowania słonecznego, zatem żeby otrzymać wartość wymuszenia radiacyjnego trzeba uwzględnić kulistą geometrię powierzchni Ziemi (powierzchnia sfery jest czterokrotnie mniejsza od powierzchni koła) oraz jej albedo (Ziemia odbija 30% energii słonecznej w kosmos). Związane ze zmianami stałej słonecznej o 2 W/m² rzeczywiste wymuszenie wynosiłoby więc mniej niż 0,5 W/m², a zatem i kilkukrotnie mniejszym ociepleniem.

Marcin Popkiewicz:

Uczestniczyłem w drugiej części programu w TVN24 BiS, pierwszą część oglądałem zaś na telewizorze w pokoju obok studia.

Słuchając wypowiedzi profesora Przybylaka odhaczałem w myśli wypowiadane przez niego mity klimatyczne: „naukowcy sprzeczają się co do udziału i roli człowieka w globalnym ociepleniu”, „są tacy, którzy mają wręcz przeciwne opinie, albo takie wyważone”, „raporty IPCC nie doceniają czynników naturalnych [zmiany klimatu]”, „zwolennicy [teorii antropogenicznego globalnego ocieplenia] wyciągają do góry obecne ocieplenie, a obniżają tamte [średniowieczne], tak, żeby to obecne ocieplenie uwypuklić”, „zmiany klimatu zawsze zachodziły i będą zachodziły”, „nie do końca znamy, jak pracuje system klimatyczny” „na klimat wpływa promieniowanie kosmiczne”, „jak jest dokładnie nie wiemy”, „jeżeli prawdą jest, że gazy cieplarniane zmieniają bilans radiacyjny w atmosferze…”, „w modelach klimatu bierze się pod uwagę głównie czynniki antropogeniczne”, „lód morski wokół Antarktydy narasta”. To tylko przykładowe cytaty.

Nie wnikając, co miał na myśli profesor Przybylak, widziałem, jak to co mówi jest odbierane przez widzów. A było odbierane jako bagatelizowanie zagrożenia i konieczności ochrony klimatu.

Narracja prof. Przybylaka konsekwentnie rozwadniała problem, zasiewała sztucznie wątpliwości i dezawuowała zagrożenie zmianą klimatu. W rezultacie widzowie mogli odnieść wrażenie, że środowisko naukowe jest podzielone, są dwie strony dyskusji i w sumie to nic nie wiadomo.

Przesłane przez profesora wyjaśnienia (znacznie łagodniejsze od brzmienia tego, co powiedział na antenie) zostaną przeczytane przez stosunkowo niewielkie grono osób. Ważne jest to, co zostało zrozumiane przez dziesiątki tysięcy widzów programu. To, co faktycznie przekazał widzom profesor Przybylak, zwięźle podsumował prowadzący program redaktor:

Po pierwsze zmiany klimatu zawsze zachodziły, po drugie jeszcze manipuluje się przy danych, jak powiedział profesor, po trzecie ten jeden stopień ocieplenia dla większości ludzi nie robi najmniejszego wrażenia.

Najgorsze zaś jest to, że wypowiedzi takie, jak profesora Przybylaka, przyczyniają się do tego, że społeczeństwo i decydenci nie traktują zachodzącej zmiany klimatu jako poważnego wyzwania, wymagającego pilnego działania (bo w końcu profesor klimatolog powiedział w telewizji, że to wcale nie problem). Co więcej, podważając konsensus naukowy, tworząc pozory tego, że niewiele wiadomo oraz że podstawowe mechanizmy budzą wątpliwości, profesor Przybylak powoduje, że dyskusja skupia się na ich wyjaśnianiu, a nie na działaniach na rzecz ochrony klimatu i ich wdrażaniu.

Jak zauważył w swoim artykule Doskonale Szare:

Najgorszy w tym wszystkim jest jednak triumf tak zwanego „prawa Brandoliniego”, zgodnie z którym energia potrzebna do obalenia bzdury jest o rząd wielkości większa niż potrzebna do jej wyprodukowania. Cały program „Świat” trwał około godziny, wypowiedzi prof. Rajmunda Przybylaka – raptem kilkanaście minut, a przygotowanie niniejszej polemiki pochłonęło dwa długie wieczory.

Widać to też w wyjaśnieniach Doskonale Szarego w niniejszym artykule: profesor Przybylak rozsiewał masowo wątpliwości w duchu Galopu Gisha, ich wyjaśnienie wymaga zaś dużo wysiłku i wejście w szczegóły trudne dla typowego telewidza.

W ten sposób klimatyczni negacjoniści osiągają to, o co im chodzi – zablokowanie, a co najmniej opóźnienie działań na rzecz ochrony klimatu. Tym samym działają na szkodę nas wszystkich, bo powodowana przez nas globalna zmiana klimatu nie jest abstrakcyjną kwestią teoretyczną, lecz pilnym problemem o bardzo poważnych konsekwencjach praktycznych. Ze swojej strony przyznaję, że czasem trudno zachować cierpliwość, gdy na nabierającym wody statku na środku oceanu ktoś podający się za eksperta mówi, że w końcu ta woda w zęzie to nic specjalnego, bywały większe fale, a w ogóle to zanim zaczniemy łatać i pompować trzeba jeszcze poczekać i zobaczyć.

Aktualizacja 2018.05.24: odpowiedź prof. Przybylaka

Profesor Rajmund Przybylak przysłał swoje uwagi do naszej odpowiedzi.
Dziękujemy, na tym zakończymy tę dyskusję.