„Wykres” klimatu wyssany z palca

Jeśli śledzicie internetowe dyskusje na temat zmiany klimatu, na pewno widzieliście TEN „wykres”. Pojawia się w nieco różnych formach – czasem z większą, czasem z mniejszą liczbą dopisków, z dłuższą lub krótszą osią poziomą. Wspólną cechą jest seria pomarańczowych garbów i niebieskich dołków.
Mają one budować u odbiorcy wrażenie dużej, naturalnej zmienności klimatu i sugerować, że trwające od rewolucji przemysłowej ocieplenie jest niewielkie.
Ale wystarczy przyjrzeć się rysunkowi, by zauważyć, że coś z nim jest nie tak.
A właściwie, że niemal wszystko jest w nim nie tak.

A oto i on – bohater naszego artykułu. Rysunek „klimatologa Cliffa Harrisa i meteorologa Randy Manna” przedstawiający rzekomy przebieg zmian klimatu z ostatnich 4,5 tys. lat:

W wyróżniającej się na tle innych żółtej ramce (zapewne mającej wskazywać główną myśl wykresu) autorzy piszą, że gdy aktywność słoneczna się zmniejszała i wulkaniczna rosła, temperatura globalna gwałtownie spadała. Daty ciekawych (?) erupcji wulkanicznych oznaczono na rysunku małymi wulkanikami i dodatkowo opisano. Wprowadza to niezły bałagan! Jakby tego było mało, szczególnie dużo erupcji wydaje się przypadać na XVIII, XIX i XX stulecie, kiedy pokazana na „wykresie” temperatura najszybciej… rosła. Czy to wynik naukowej rzetelności autorów, czy raczej celowy chaos? Z morza dopisków odbiorca wyłuskuje tylko kolorowe plamy. Gwarantuje to, że widząca rysunek osoba nie będzie wnikać w szczegóły, lecz pozostanie na najbardziej ogólnym poziomie percepcji – w tym przypadku „temperatura raz rośnie, raz maleje, a odpowiadają za to jakieś trudne do rozkminienia czynniki”. Zbyt czytelny wykres mógłby przypadkiem zachęcić do analizy danych, która z kolei mogłaby okazać się dla autorów druzgocąca. Na wszelki wypadek nie ma też skali pionowej osi temperatury ani źródeł danych (jak dalej zobaczymy, nie jest to dziwne, bo samych danych, o które oparty byłby wykres… też nie ma). Jest za to „Grecian Empire” – cokolwiek to jest.

Z kolejnej ramki dowiemy się, że w ostatnich 4500 latach miało miejsce co najmniej 78 gwałtownych wahnięć temperatury. Konia z rzędem temu, kto zobaczy je na wykresie. Drugi koń z rzędem temu, kto zidentyfikuje na wykresie zaanonsowane w górnej ramce po lewej stronie (a więc pewnie ważne) „Duże globalne ochłodzenie od 2007 do 2009 roku”.

To dopiero początek analizy dzieła Cliffa Harrisa i Randyego Manna, ich rysunek kryje w sobie bowiem jeszcze lepsze perełki. Zacznijmy jednak od przyjrzenia się autorom i ich kompetencjom.

Autorzy „wykresu”

Cliff Harris nie otrzymał żadnego wykształcenia klimatologicznego. Ukończył studia w zakresie prawa ubezpieczeniowego, o czym możemy się dowiedzieć z krótkiego wywiadu udzielonego w 2007 roku dla SpokesmanReview.com (zarchiwizowany tutaj). Więcej o jego doświadczeniu można się dowiedzieć tutaj:

Pracował jako operator prasy w wieku 18 lat, kiedy jego tata, Carl, powiedział mu, że nadszedł czas, aby poszedł na swoje. Przez 25 lat był brokerem ubezpieczeniowym, a przez 32 lata zarejestrowanym doradcą towarowym.

W istocie Harris jest więc zwykłym entuzjastą meteorologii, prowadzącym od wielu lat zapiski dotyczące pogody w jego rodzinnym mieście (prawdopodobnie Coeur d’Alene). Związany jest też z lokalną prasą, na łamach której publikuje swoje prognozy i informacje pogodowe. Harris jest głęboko wierzący, a jedyną chyba jego publikacją w dziedzinie „klimatologii” jest książka „Weather and Bible Prophecy”. Z opisu możemy wywnioskować, że jest to książka o roli pogody w Biblii:

Klimatolog Cliff Harris przedstawia nową książkę na temat naukowego i duchowego podejścia do tego, w jaki sposób pogoda odgrywała główną rolę w Biblii

Interesującym wątkiem poruszonym w publikacji jest „jak Bóg używa pogody, by zwrócić naszą uwagę”. Z innych wypowiedzi Harrisa można wywnioskować, że głęboko wierzy on w nadchodzące okresy silnego ocieplenia, głównie w czasach „Wielkiego Ucisku” i ci, którzy są „prawdziwie wierzący”, oczekują iż taki czas nadejdzie. Co ciekawe, Cliff Harris głęboko wierzy również w chemtrails, czyli teorię spiskową, jakoby rząd światowy rozpylał potajemnie w atmosferze za pomocą samolotów cząsteczki aluminium.

Znacznie bliżej meteorologii (choć w żadnym razie nie klimatologii) jest Randy Mann, który był prezenterem pogody w lokalnej stacji telewizyjnej KREM-2.

„Źródła danych”… jakich danych?

Kolejnym problemem są źródła danych wykorzystane do stworzenia wykresu, a w zasadzie… całkowity ich brak. Jedynym źródłem wprost podanym na wykresach jest Weather Science Foundation, a strona główna, z której pochodzi wykres uściśla, że jest to Weather Science Foundation of Crystal Lake, Illinois. Niestety w katalogach znaleźć możemy tylko kilka publikacji tej fundacji, pochodzących sprzed 70 lat. Jedną z nich jest Historia muzyki w pięciu pięćsetletnich cyklach warunkowana przez równoległe cykle klimatyczno-kulturowe, inną Badania meteorologiczne: nowe narzędzie dla kadry kierowniczej w planowaniu operacji biznesowych, rolniczych i rynkowych. Autorem pierwszej publikacji jest najpewniej Warren Dwight Allen, filozof i muzykolog.

Innym źródłem wykresu cytowanym przez autorów (w tekście) jest Climate and the Affairs of Men, książka napisana m.in. przez dr. Ibena Browninga, amerykańskiego konsultanta biznesowego, pisarza i samozwańczego klimatologa, znanego m.in. z kompletnie nieudanej prognozy trzęsienia ziemi, jakie miało dotknąć w grudniu 1990 r. uskok Nowy Madryt. Jak czytamy w opisie książki:

Istnieje kosmiczna moc, która kontroluje twoje życie. Powoduje ona głód, trzęsienia ziemi i powodzie (…) Kolejne 60 lat będzie na Ziemi katastrofalne – subsaharyjska Sahara i Kanada doświadczać będą postępującej suszy i chłodu, a arktyczna tundra obejmować będzie ziemie uprawne w Rosji (…) Jeżeli prawdziwym tyranem jest pogoda, a Winkless i Browning uważają, że tak jest, to następną wojną Stanów Zjednoczonych nie będzie wojna z Chinami czy Rosją, ale z Kanadą.

No cóż, pozycja pochodzi z roku 1975, więc 3/4 z wymienionych 60 lat jest już za nami. Czytelnik sam może sobie wyrobić zdanie na temat tego, na ile Browning i Winkless mieli w swoich przypuszczeniach rację.

Ostatnią źródłową pozycją jest książka Climate: The Key to Understanding Business Cycles (With a Forecast of Trends into the Twenty-First Century) z 1983 roku.

Staje się więc oczywiste, że „rekonstrukcja” temperatury ostatnich 4500 lat prezentowana przez Harrisa i Manna nie opiera się na żadnym źródle naukowym, a jej część może nawet polegać na „informacjach” sprzed 100 lat (prace Weather Science Foundation z lat 50. XX w. opierały się zapewne na pracach wcześniejszych, o ile w ogóle na czymś konkretnym się opierały (ale nie bądźmy już tacy podejrzliwi), kiedy rekonstruowanie dawnych zmian klimatycznych opierało się właściwie na zgadywaniu). Nawet w bardziej szczegółowych wykresach Harris nie podaje dokładnych wartości anomalii temperatury – ich skala opiera się na „powyżej normy”, czy „poniżej normy”.

„Wykres” Harrisa i Manna a rzeczywistość

Przed przyjrzeniem się bliżej wykresowi dodajmy do niego skalę temperatury w stopniach Celsjusza. Aby to zrobić, trzeba ustalić, gdzie jest zero (czyli jaki okres referencyjny przyjąć) oraz skalibrować, jak wahania na rysunku przekładają się na anomalię temperatury (czyli jej odchylenie od średniej dla okresu referencyjnego).

W tym pierwszym pomagają nam trochę autorzy rysunku, którzy jako zero (na rysunku 1 zielony napis „Normal” po prawej stronie) wskazują temperaturę 57 stopni Fahrenheita (ok. 14°C). To wartość przyjmowana m.in. przez serię pomiarową NASA GISS, z okresem referencyjnym 1951-1980. Potwierdzenie znajdujemy na jednej z podstron portalu autorów, gdzie umieszczają oni wykres temperatury dla drugiej połowy XX wieku ze wskazaniem jako źródła „Goddard Institute for Space Studies”, czyli właśnie serię pomiarową NASA GISS.

W oparciu o najniższy punkt (54,3F) i poziom odniesienia (57F), które różnią się o 2,7 stopnia Fahrenheita, czyli dokładnie 1,5°C możemy skalibrować wykres i nanieść na niego skalę zmian temperatury.

Proste, prawda? Jak się okazuje, niezupełnie, bo jak zobaczymy dalej, autorzy wykresu przygotowali sporo zaskakujących niespodzianek, dotyczących zarówno obu osi, jak i wartości na nich.

Ale po kolei…

Na początek przyjrzyjmy się rekonstrukcji temperatur w epoce współczesnej, od drugiej połowy XIX w, odkąd mamy wyniki bezpośrednich pomiarów temperatury. Zmiany temperatury w różnych seriach pomiarowych, dla tego samego okresu bazowego co w wykresie Harrisa i Manna pokazane są na Rysunku 3.

Z gładkiego przebiegu wykresu Harrisa i Manna można wywnioskować, że pomijają krótkotrwałe fluktuacje temperatury, ale pokazują jej mocno wygładzony przebieg. Dla wygody porównywania zamieścimy więc też wersję Rysunku 3 z 10-letnimi średnimi ruchomymi.

A teraz dla porównania powiększony fragment „wykresu” Harrisa i Manna. Dla czytelności usunęliśmy „ozdobniki” oraz dodaliśmy siatkę czasu i temperatury, wyraźniej zaznaczając też wskazane na wykresie znaczące erupcje wulkaniczne:

Tak więc, według „wykresu” Harrisa i Manna, w połowie XIX wieku temperatury rosną do poziomu przekraczającego średnią z lat 1951-1980, osiągając anomalię 0,5°C, później spadającą na krótko poniżej zera, następnie rosnącą do ok. 0,75°C w 2016 roku, a później, w latach 20. ponownie mają spaść do poziomu z początku XIX wieku.

Zanim przejdziemy dalej, proponujemy Ci zabawę: porównaj oba wykresy (Rys. 4 i 5) i znajdź jak najwięcej różnic.

Warto zacząć od przyjrzenia się skali czasowej. Lata 1800, 1900, 2000 są niby zaznaczone kreskami na osi X, ale dane na „wykresie” kompletnie nie pasują do skali. Wybuch wulkanu El Chichon z 1982 roku, jest zaznaczony pod koniec XIX wieku! Wybuch wulkanu Mt. Pinatubo z 1991 roku zaznaczony jest zaś na początku XX wieku. Lata 20. są zaś zaznaczone gdzieś w połowie XXI stulecia. Wynika z tego, że rysunek nie powstał jako wykres oparty o dane, ale jest zrobionym „na oko” malunkiem.

Spadek temperatury na rysunku Harrisa i Manna, przypadający optycznie w połowie XX wieku i trwający jakieś 30 lat (czego można by się dopatrzyć na Rys. 4 z rzeczywistymi danymi) okazuje się mieć miejsce po wybuchu wulkanu Pinatubo [!], w intencji autorów jest to więc prawdopodobnie ochłodzenie związane z tą erupcją. W rzeczywistości (patrz Rys. 3) ochłodzenie to było znacznie mniejsze i krótkotrwałe (spadek średniej temperatury o ok. 0,2°C w okresie ok. 1-2 lat). We wszystkich seriach pomiarowych rok ochłodzenia 1992 był cieplejszy niż jakikolwiek rok przed latami 40. – rysunek Harrisa i Manna kompletnie odbiega więc od danych pomiarowych.

Na rysunku Harrisa i Manna w połowie XIX wieku temperatura przekracza średnią z lat 1951-1980, podczas gdy w rzeczywistości miało to miejsce na krótko dopiero w latach 1940 (wyjątek mogą stanowić tylko lata 1877-1878, kiedy wystąpiło wyjątkowo silne El Niño, podnosząc chwilowo temperaturę powierzchni Ziemi – ale jak zauważyliśmy wcześniej, rysunek Harrisa i Manna wygładza takie fluktuacje). Rysunek Harrisa i Manna pokazuje więc koniec XIX w. wyraźnie cieplejszy od ochłodzenia z lat 70. XX w. Skąd ta rozbieżność? Nie wiadomo. Możemy jednak podejrzewać, że autorzy, jako entuzjaści wszelakich cykli rządzących klimatem i zdecydowanie odrzucający antropogeniczne przyczyny obecnie obserwowanego ocieplenia musieli nieco sztucznie powiększyć owo ochłodzenie, żeby zgadzało się ono z ich poglądami na ten temat. A ich pogląd jest jasny i wyraźnie przedstawiony na wykresie (który pochodzi zresztą z 2018 r.). Według Harrisa i Manna ocieplenia zbliżone do obecnego są cykliczne i czeka nas rychłe globalne ochłodzenie, a globalne anomalie temperatury w najbliższym dziesięcioleciu zbliżone będą do tych, jakich doświadczyliśmy w pierwszej połowie XIX w.

Raz tak, raz inaczej

Wersja z roku 2008

Co ciekawe, jeszcze w 2008 ich prognozy były całkowicie odmienne:

Okazuje się, że 12 lat temu Harris i Mann uważali, że po maksimum w roku 1998 temperatura spadła do poziomu z połowy XIX w., co oczywiście nie ma pokrycia w żadnych obserwacjach. Najwyraźniej było to stanowisko trudne do podtrzymania, bo w obecnej wersji wykresu (rys. 1 i 2), rzekome ochłodzenie z 2008 roku tajemniczo znikło i prognozowany jest wzrost temperatury aż do 2038 roku.

Wersja z roku 2009

Wersja z 2009 jest kompletnie inna. Autorzy nadal się upierali, że ówczesne (czyli te z 2009) warunki termiczne planety były zbliżone do tych z połowy XIX w. Tak, dobrze czytacie: autorzy uważali, że było tak zimno, jak u schyłku małej epoki lodowej. Poziom temperatury z 2009 roku zaznaczony na tym wykresie odpowiada mniej więcej poziomowi z 1845 roku – zaznaczony jest wybuch wulkanu Nevado del Ruiz.

Co więcej, na 2019 prognozowano większe ochłodzenie, porównywalne z tym jakie miało miejsce w okolicy 1815 roku. Oczywiście, nic takiego w rzeczywistości nie zaszło – globalnie rok 2019 był drugim najcieplejszym rokiem w historii pomiarów, za 2016.

Wersja z roku 2012

W 2012 zimny rok 2009 tajemniczo znika z wykresu. Być może autorzy się zorientowali, jak bardzo oderwane od rzeczywistości jest udawanie, że jest obecnie tak zimno, jak w połowie XIX w. Nadal jednak prognozowany jest skrajnie zimny rok 2019.

Według autorów wykresu temperatura w roku 2011 spada prawie do poziomu z lat 1951-1980. To nie miało miejsca (patrz rys. 3 i 4).

Wersja z roku 2014

W wersji z 2014 lata 2013-2014 znajdują się na wykresie wyżej, niż we wcześniejszej wersji znajdował się rok 2011, choć leżą one na trendzie spadkowym, co sugerowałoby wyższą temperaturę w 2011 roku.

Wersja z roku 2016

W roku 2016 zaś prognozowano ochłodzenie na lata 2020-2021.

W końcu, w najnowszej wersji (rysunek 2), zimne lata przed 2015 w ogóle znikają, 2016 znajduje się na szczycie, a konkretny rok ochłodzenia przestaje być pokazywany, a zamiast tego pokazuje się slogan mówiący ogólnie o chłodniejszych latach 20. („2020s colder?”).

Jasne jest więc, że autorzy mocno manipulują „wykresem”, najpierw sugerując wyraźne ochłodzenie „już w najbliższych latach”, a gdy dane w oczywisty sposób nie potwierdzają ich wizji, przesuwają jego datę w przyszłość, obecnie bliżej nieokreśloną. Ich wykres w okresie obejmującym pomiary instrumentalne nie zgadza się z żadną serią pomiarową. Ochłodzenia (jak to z lat 90. XX w.) są wyolbrzymiane, a ocieplenia umniejszane.

Przy okazji na Rys. 10 można zauważyć swobodne podejście autorów rysunku do wartości. Dystans między minimum temperatury w okresie małej epoki lodowej 54,3°F a wartością odniesienia 57,1°F (2,8°F) jest na rysunku dużo większy od dystansu między maksimum temperatury ok. 1250 roku 60°F a wartością odniesienia 57,1°F (2,9°F). W tym kontekście nanoszenie na wykres linii temperatury było być może zbędnym wysiłkiem – ułatwiającym jednak pokazanie manipulacji Harrisa i Manna. Ich „wykres” nie odnosi się do danych lecz jest swobodną twórczością.

Dane paleoklimatyczne

Podobnie, jak dane z okresu pomiarowego, tak samo dane historyczne nie opierają się na żadnej rekonstrukcji i są najprawdopodobniej niczym innym, jak własną interpretacją autorów. Nie istnieje na przykład rekonstrukcja, wg której temperatura globalna spadła ze szczytu ocieplenia średniowiecznego do małej epoki lodowej aż o 2,5-3°C (spadek z 60°F do 54,3°F). W rzeczywistości, według rekonstrukcji, spadek ten był kilkukrotnie mniejszy: ok. 0,5°C.

Przyjrzyjmy się rekonstrukcjom zmian klimatu w tym okresie. Na początek rekonstrukcja temperatury globalnej w okresie ostatnich 11 tysięcy lat, czyli całego okresu holocenu (Marcott 2013 [pełny artykuł]).

Użyte przez Marcotta dane w 80 procentach pochodzą z osadów głębokomorskich. Można je porównać z oszacowaniami temperatury wykonanymi ostatnio w ramach projektu PAGES 2k, w którym skorzystano wyłącznie z danych lądowych.

W obu przypadkach widać, że już przed rokiem 2000 globalne temperatury przekroczyły temperatury maksymalne z ostatnich 2000 lat. Widzimy również powolny spadek temperatury globalnej do XIX w. i nagłe odwrócenie trendu, przy czym tu również mała epoka lodowa jest zaledwie o pół stopnia chłodniejsza od najcieplejszego okresu w ostatnich 2000 lat. Dodatkowo pomiary instrumentalne wskazują, że obecnie klimat jest znacznie cieplejszy, niż w szczycie ocieplenia średniowiecznego.

Prezentowany przez Harrisa i Manna „wykres” nie zgadza się z żadną z dostępnych rekonstrukcji temperatury globalnej. Na upartego można by próbować połączyć go z rekonstrukcjami temperatury półkuli północnej (patrz Rys. 5.2, 5 rozdział WG1 AR5), przy czym amplitudy zmian historycznych zostały przez Harrisa i Mana i tak znacznie wyolbrzymione, a bieżące ocieplenie znacznie niedoszacowane. Nie będziemy tego wątku drążyć, bo rysunek Harrisa i Manna jest wyraźnie opisany jako zmiany temperatury globalnej a nie jakiegoś rejonu świata.

Najprawdopodobniej przebieg temperatury prezentowany na „wykresie” został przez autorów zwyczajnie wymyślony na podstawie ogólnych informacji na temat zmian klimatu w zeszłych tysiącleciach.

Kontestatorzy wykresu Harrisa i Manna: Harris i Mann

Na sam koniec dość zabawna historia. Z „wykresem” Harrisa i Manna nie zgadzają się najwyraźniej nawet sami Harris i Mann. Na ich własnej stronie można znaleźć ewidentny przykład, iż lata w okolicy roku 2000 były cieplejsze od tych w czasie średniowiecznego ocieplenia.

Na głównym rysunku Harrisa i Manna można zobaczyć, że szczyt ocieplenia przypada na rok 1200, jednak ich inne „wykresy” mówią co innego.

W okolicach 1200 roku autorzy faktycznie pokazują „górkę temperatur” (choć znacznie mniej wyrazistą niż na głównym rysunku). Ale… dla porównania, tak wg tych samych autorów wygląda druga połowa XX wieku:

Tu nagle okres po wybuchu Pinatubo (w 1991 r.) nie jest już „poniżej normy”. W zasadzie to temperatury pod koniec XX wieku są tak wysokie, że na „wykresie” Harrisa i Manna wchodzą wysokością na tytuł rysunku. Warto też zauważyć, że maksimum w tych danych (NASA GISS) to rok 1998. Ten sam wykres do roku 2019 wygląda tak.

Po prawej stronie dodaliśmy skalę używaną przez Harrisa i Manna na ich „wykresach”, uzupełniając je dodatkowo czerwonymi napisami. Nie dziwimy się wcale, że autorzy ucięli dane po 2000 r. W końcu nie zgadzają się one z ich poglądami.

Piotr Djaków, redakcja Marcin Popkiewicz