Johtopäätösten vetäminen vain pienestä osasta dataa jättäen kokonaiskuva huomiotta on tavallinen virhe ilmastokeskustelussa. Hyvä esimerkki tästä on äskettäinen väite merenpinnan nousun hidastumisesta. Data, johon viitattiin, on satelliitin korkeusmittarin mittaukset globaalista keskimääräisestä merenpinnan tasosta viimeisen 16 vuoden ajalta (kuva 1). 60:n päivän tasattu keskiarvo (sininen viiva) näyttäisi indikoivan, että merenpinta oli korkeimmillaan noin vuoden 2006 alussa. Tämän perusteella voisi väittää, että merenpinta ei ole noussut kolmeen vuoteen. Olisiko mahdollista tehdä johtopäätös, että pidemmän ajan trendi merenpinnan nousussa on loppunut?

Kuva 1: Satelliitin korkeusmittarin mittauksia globaalin keskimääräisen merenpinnan tason muutoksista. Käännetyn barometrin ilmiötä ei ole poistettu kuvan mittauksista (University of Colorado).

Jotta tähän kysymykseen voidaan vastata, riittää kun katsotaan koko 16 vuoden mittaussarjaa. Pitemmän ajan merenpinnan nousevan trendin päällä on kohinasignaali. Nämä heilahtelut tarkoittavat, että merenpinnan tasossa on lyhyitä aikoja, jolloin trendi ei näy, esimerkiksi vuodesta 1993 vuoteen 1996 tai vuodesta 1998 vuoteen 2000. Toisin sanoen viimeisen 16 vuoden tasaisen merenpinnan nousun aikana on ollut useita muutaman vuoden jaksoja, jolloin merenpinta ei ole näyttänyt nousevan.

Tälläinen tilanne seuraa väistämättä, kun pidemmän ajan trendin päällä ratsastaa kohinasignaali. Näemme täsmälleen saman ilmiön tapahtuvan lämpötilan mittaussarjassa (minkä takia myös näemme siihen liittyen samat virheelliset johtopäätökset). Opetuksena tässä on se, että kannattaa suhtautua skeptisesti niihin, jotka tekevät pitkän ajan trendiin liittyviä johtopäätöksiä muutaman vuoden kohinaisesta signaalista (skeptisminhän pitäisi joka tapauksessa toimia molempiin suuntiin).

Tämän lisäksi kuvassa 1 on erityisen kohinainen signaali, koska siinä näytetään suodattamaton mittaussarja. Meren pintaan vaikuttaa "käännetyn barometrin" ilmiö. Siinä merenpinta painuu alaspäin ilmakehän korkeapaineen alueilla ja nousee ylöspäin matalapaineen alueilla. Kun ilmanpaineen vaikutukset on suodatettu pois, tuloksena on signaali, jossa on hiukan vähemmän kohinaa ja tarkempi kuva siitä, mitä merenpinnalle tapahtuu.

Kuva 2: Satelliitin korkeusmittarin mittauksia globaalin keskimääräisen merenpinnan tason muutoksista. Käännetyn barometrin ilmiö on poistettu kuvan mittauksista (University of Colorado).

Laajempi katsaus merenpinnan nousuun

Globaali merenpinnan taso (eli globaali keskimääräinen merenpinnan korkeus) lasketaan normaalisti vuorovesimittareista. Vuorovesimittarit mittaavat merenpinnan korkeuden suhteessa rannikon kiintopisteisiin. Ongelmana tässä on se, että maan korkeus ei ole aina vakio. Mannerlaattojen liike voi muuttaa sitä, kuten myös jääkauden jälkeinen maan kohoaminen. Tämä aiheutuu siellä, missä massiiviset jäätiköt ennen painoivat maata alaspäin, ja missä maa nyt on nousemassa takaisin jäätiköiden poistuttua.

Globaalin merenpinnan historiallisten vaihteluiden mittaussarjan luomiseksi vuorovesimittaukset suoritetaan paikoissa, jotka eivät ole mannerlaattojen rajalla ja joissa ei tapahdu paljon maan kohoamista. Tämä tehtiin tutkimuksessa A 20th century acceleration in global sea-level rise (Church 2006), jossa rekonstruoitiin globaali merenpinnan nousu joka puolilla maapalloa sijaitsevista vuorovesimittareista. Päivitetty veriso merenpinnan tason kuvaajasta on esitetty kuvassa 3:

Kuva 3: Globaali keskimääräinen merenpinnan taso vuodesta 1870 vuoteen 2006 yhden standardipoikkeaman virhearvioinnilla (Church 2008).

Vuorovesiarviot sedimenttien kairausnäytteistä ulottuvat jopa 1300-luvulle asti menneisyyteen. Niissä näkyvä merenpinnan nousu on lähellä nollaa sedimenttien mittaussarjan varhaisessa vaiheessa. Sitten niissä näkyy kiihtyvä merenpinnan nousu 1800-luvulla ja 1900-luvun alussa. Sillä aikajaksolla, jolla edellämainitut mittaussarjat osuvat päällekkäin, sedimenttien ja vuorovesimittarien mittaussarjat vastaavat hyvin toisiaan (Donnelly 2004, Gehrels 2006).

Olemme ensisijaisesti kiinnostuneita pitkän ajan mittaussarjoista. Kuva 4 näyttää 20 vuoden trendin vuorovesidatassa. Merenpinta nousi vuodesta 1880 1900-luvun alkupuolelle noin yhden millimetrin vuodessa. Suurimman osan 1900-lukua merenpinta on noussut noin kaksi millimetriä vuodessa. 1900-luvun loppupuolella nousu oli jo kolme millimetriä vuodessa. Viisi viimeisintä 20 vuoden trendiä myös sattuvat olemaan suurimmat.

Kuva 4: Lineaariset trendit merenpinnan tasossa 20 vuoden jaksojen yli, ja yhden sigman virherajat on näytetty katkoviivoin. Vuodesta 1963 vuoteen 1991 oli sarja tulivuorenpurkauksia, jotka aiheuttivat viilenemistä ja siten meren yläosan kutistumista. Tämä hidasti merenpinnan nousemista väliaikaisesti.

Historiallisten mittaussarjojen laajempi tarkastelu siis paljastaa, että merenpinta ei pelkästään nouse, vaan merenpinnan nousun nopeus on kasvanut 1800-luvun loppupuolelta saakka.