Nye undersøgelser øger tilliden til NASAs mål for jordens temperatur

En ny vurdering af NASA's rekord af globale temperaturer afslørede, at agenturets estimat af Jordens langsigtede temperaturstigning i de seneste årtier er nøjagtig inden for mindre end en tiendedel af en grad Fahrenheit, giver tillid til, at tidligere og fremtidig forskning fanger de stigende overfladetemperaturer korrekt.

Den mest komplette vurdering nogensinde af statistisk usikkerhed inden for GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP) dataprodukt viser, at de årlige værdier sandsynligvis er nøjagtige inden for 0,09 grader Fahrenheit (0,05 grader Celsius) i de seneste årtier, og 0,27 grader Fahrenheit (0,15 grader C) i begyndelsen af ​​den næsten 140-årige rekord.

Denne datapost, vedligeholdt af NASAs Goddard Institute for Space Studies (GISS) i New York City, er en af ​​en håndfuld, der opbevares af store videnskabelige institutioner rundt om i verden, der sporer Jordens temperatur, og hvordan den er steget i de seneste årtier. Denne globale temperaturrekord har givet et af de mest direkte benchmarks for, hvordan vores hjemmeplanets klima har ændret sig, efterhånden som drivhusgaskoncentrationerne stiger.

Undersøgelsen bekræfter også, hvad forskere har sagt i nogen tid nu:at Jordens globale temperaturstigning siden 1880 - omkring 2 grader Fahrenheit, eller lidt mere end 1 grad Celsius - kan ikke forklares med nogen usikkerhed eller fejl i dataene. Fremadrettet, denne vurdering vil give forskerne værktøjerne til at forklare deres resultater med større selvtillid.

GISTEMP er et meget brugt indeks for global gennemsnitlig overfladetemperaturanomali - det viser, hvor meget varmere eller køligere end normalt Jordens overflade er i et givet år. "Normal" er defineret som gennemsnittet i en basisperiode på 1951-80.

NASA bruger GISTEMP i sin årlige globale temperaturopdatering, i samarbejde med National Oceanic and Atmospheric Administration. (I 2019, NASA og NOAA fandt ud af, at 2018 var det fjerde varmeste år nogensinde, med 2016 i topplaceringen.) Indekset inkluderer jord- og havoverfladetemperaturdata tilbage til 1880, og omfatter i dag målinger fra 6, 300 vejrstationer, forskningsstationer, skibe og bøjer rundt om i verden.

Tidligere, GISTEMP gav et skøn over usikkerhed, der tager højde for de rumlige huller mellem vejrstationer. Ligesom andre overfladetemperaturregistreringer, GISTEMP estimerer temperaturerne mellem vejrstationer ved hjælp af data fra de nærmeste stationer, en proces kaldet interpolation. Kvantificering af den statistiske usikkerhed, der er til stede i disse estimater, hjalp forskerne til at være sikre på, at interpolationen var nøjagtig.

"Usikkerhed er vigtig at forstå, fordi vi ved, at i den virkelige verden ved vi ikke alt perfekt, " sagde Gavin Schmidt, direktør for GISS og en medforfatter på undersøgelsen. "Al videnskab er baseret på at kende begrænsningerne af de tal, du kommer med, og disse usikkerheder kan afgøre, om det, du ser, er et skift eller en ændring, der faktisk er vigtig."

Undersøgelsen fandt, at individuelle og systematiske ændringer i måling af temperatur over tid var den væsentligste kilde til usikkerhed. Medvirkende var også graden af ​​vejrstationsdækning. Datainterpolation mellem stationer bidrog med en vis usikkerhed, det samme gjorde processen med at standardisere data, der blev indsamlet med forskellige metoder på forskellige tidspunkter i historien.

Efter at have tilføjet disse komponenter sammen, GISTEMPs usikkerhedsværdi i de seneste år var stadig mindre end en tiendedel af en grad Fahrenheit, som er "meget lille, " sagde Schmidt.

Holdet brugte den opdaterede model til at bekræfte, at 2016 sandsynligvis var det varmeste år i rekorden, med 86,2 procents sandsynlighed. Den næstmest sandsynlige kandidat til det varmeste år nogensinde var 2017, med 12,5 procents sandsynlighed.

"Vi har gjort usikkerhedskvantificeringen mere stringent, og konklusionen, der kom ud af undersøgelsen, var, at vi kan have tillid til nøjagtigheden af ​​vores globale temperaturserier, " sagde hovedforfatter Nathan Lenssen, en ph.d.-studerende ved Columbia University. "Vi behøver ikke at gentage nogen konklusioner baseret på denne analyse."

En anden nylig undersøgelse evaluerede GISTEMP på en anden måde, der også tilføjede tillid til dets skøn over langsigtet opvarmning. Et papir udgivet i marts 2019, ledet af Joel Susskind fra NASAs Goddard Space Flight Center, sammenlignede GISTEMP-data med dem fra Atmospheric Infrared Sounder (AIRS), ombord på NASAs Aqua-satellit.

GISTEMP bruger lufttemperatur målt med termometre lidt over jorden eller havet, mens AIRS bruger infrarød sensing til at måle temperaturen lige ved Jordens overflade (eller "hudtemperatur") fra rummet. AIRS-rekorden for temperaturændringer siden 2003 (som begynder, da Aqua blev lanceret) matchede nøje GISTEMP-rekorden.

Sammenligning af to målinger, der var ens, men optaget på meget forskellige måder, sikrede, at de var uafhængige af hinanden, sagde Schmidt. En forskel var, at AIRS viste mere opvarmning på de nordligste breddegrader.

"Arktis er et af de steder, vi allerede har opdaget, at den varmede mest op. AIRS-dataene tyder på, at det opvarmes endnu hurtigere, end vi troede, sagde Schmidt, som også var medforfatter på Susskind-avisen.

Taget sammen, Schmidt sagde, de to studier er med til at etablere GISTEMP som et pålideligt indeks for nuværende og fremtidige klimaforskning.

"Hver af dem er en måde, hvorpå du kan prøve at bevise, at det, du gør, er virkeligt, " sagde Schmidt. "Vi tester robustheden af ​​selve metoden, robustheden af ​​antagelserne, og det endelige resultat mod et fuldstændig uafhængigt datasæt."

I alle tilfælde, han sagde, de resulterende tendenser er mere robuste, end hvad der kan forklares ved usikkerhed i data eller metoder.