Hiilidioksidin aiheuttama lämpeneminen on varmennettu fysiikan teorioilla ja laboratoriomittauksissa kymmenien vuosien aikana. Tämä on vahvistettu satelliittien ja maanpäällisissä mittauksissa, joissa havaitaan voimistunut kasvihuoneilmiö niillä aallonpituuksilla, joilla hiilidioksidi absorboi energiaa. Kun hiilidioksidin ja lämpenemisen välillä on niin vahva kausaalinen yhteys, mitä olisi ajateltava jaksoista, jolloin hiilidioksidi ei korreloi lämpötilan kanssa? Useimmin mainittu esimerkki on tilanne vuodesta 2002 lähtien. Tämän seitsemän vuoden jakson aikana globaali lämpötila ei ole juurikaan muuttunut, kun hiilidioksidi on samaan aikaan jatkanut nousua. Jos hiilidioksidi aiheuttaa lämpenemistä, niin eikö lämpötilankin pitäisi nousta tasaisesti?

Kuva 1: Ilmakehän vuotuinen hiilidioksidipitoisuus (NOAA) ja vuotuinen globaalin pintalämpötilan muutos (GISS) vuodesta 2002 vuoteen 2008.

Tämä on kuitenkin lyhyt ajanjakso ilmaston trendeistä puhuttaessa. Jotta viime vuodet voidaan ymmärtää ilmaston pitkän ajan trendien kannalta, on tarkasteltava lämpötilamittauksia usean vuosikymmenen ajalta. Vertailtaessa hiilidioksidipitoisuutta lämpötilaan vuodesta 1964 vuoteen 2008 käy selväksi, että jopa pitkäaikaisen lämpenemistrendin aikana on lyhyitä viilenemisjaksoja.

Kuva 2: Ilmakehän vuotuinen hiilidioksidipitoisuus (NOAA) ja vuotuinen globaalin pintalämpötilan muutos (GISS) vuodesta 1964 vuoteen 2008.

Sisäinen vaihtelu aiheuttaa dramaattisia nousuja ja laskuja lämpötilaan verrattuna hitaampaan pitkän ajan trendiin. Siksi on mahdollista valita lyhyitä ajanjaksoja pitkäaikaisen lämpenemisen ajalta, jolloin lämpeneminen hidastuu tai kääntyy viilenemiseksi. Esimerkiksi ajanjaksojen 1977-1985 ja 1981-1989 aikana ei näkynyt lämpenemistä vaikka hiilidioksidi jatkoi kasvuaan. Jos ne olisi otettu pois kontekstistaan, niistä olisi voinut päätellä, että ilmaston lämpeneminen on loppunut muutaman aiemman vuoden mittausdatan perusteella.

Kuva 3: Ilmakehän vuotuinen hiilidioksidipitoisuus (NOAA) ja vuotuinen globaalin pintalämpötilan muutos (GISS) vuodesta 1977 vuoteen 1985 ja vuodesta 1981 vuoteen 1989.

Mikä aiheuttaa ilmaston vaihtelun? Merien syklit siirtävät lämpöä ympäriinsä vaihtamalla lämpöä meren ja ilmakehän välillä. Tällä voi olla voimakas lyhytaikainen vaikutus globaaliin lämpötilaan. Hallitsevin merien sykleistä on ENSO (El Niño Southern Oscillation). Vuonna 2008 Tyyni valtameri oli voimakkaassa La Niña -vaiheessa, joka johti epätavallisen viileisiin lämpötiloihin kaikkialla trooppisella Tyynellä valtamerellä. Lisäksi Aurinko oli aktiivisuutensa minimivaiheessa, jossa Auringon aktiivisuus oli alhaisimmillaan sataan vuoteen. Auringon aktiivisuudella on 11 vuoden jaksottaisuus, jonka on arvioitu vaikuttavan noin 0,1 °C globaaliin lämpötilaan. Aurinkominimin ja La Niñan yhdistelmällä on lyhytaikainen viilentävä vaikutus globaaliin lämpötilaan.

Tämä osoittaa riskin johtopäätöksien vetämiselle ongelman yhdestä pienestä osasta ilman, että katsotaan kokonaisuutta. Jos keskitytään vain muutamaan viimeiseen vuoteen, saatettaisiin päätellä virheellisesti, että ilmaston lämpeneminen on loppunut. Kun taas katsotaan dataa useiden vuosikymmenien ajalta, nähdään ilmastossa olevan voimakasta lyhytaikaista vaihtelua. Ymmärtämällä lyhytaikaista vaihtelua aiheuttavat mekanismit, näemme nykyisen viilenemisen olevan lyhytaikaista vaihtelua pitkäaikaisen lämpenemistrendin ympärillä. Entä pitempiaikaiset mittaussarjat? Onko viimeisen sadan vuoden aikana yhtään pitkäaikaisen viilenemisen jaksoja ja jos on, mikä on niiden merkitys?

Kuva 4: Vihreä viiva esittää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta mitattuna Itä-Antarktiksen Law Domesta otetuista jääkairanäytteistä (CDIAC). Sininen viiva esittää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta mitattuna Havaijin Mauna Loalta (NOAA). Punainen viiva esittää globaalia lämpötilan muutosta (GISS).

Kuvassa 4 verrataan hiilidioksidipitoisuutta globaaliin lämpötilaan viime vuosisadan ajalta. Vaikka hiilidioksidi nousee vuodesta 1940 vuoteen 1970, globaali lämpötila näyttää viilenevää trendiä. Tämä on 30 vuoden jakso - pidempi kuin voidaan selittää ENSOn ja auringonpilkkujakson luonnollisella vaihtelulla. Jos hiilidioksidi aiheuttaa lämpenemistä, miksi globaali lämpötila ei nouse tämän jakson aikana? Jotta tähän voidaan vastata, on ymmärrettävä, että hiilidioksidi ei ole ainoa ilmastoon vaikuttava asia. On monia tekijöitä, jotka vaikuttavat ilmastoomme virtaavan nettoenergian määrään. Stratosfäärin aerosolit (esim. tulivuoren purkauksista) heijastavat auringonvaloa takaisin avaruuteen aiheuttaen viilenemistä. Kun Auringon aktiivisuus lisääntyy, ilmastoomme virtaavan energian määrä lisääntyy. Kuvassa 5 esitetään yhdistelmä erilaisista ilmastoomme vaikuttavista säteilypakotteista.

Kuva 5: Erilliset globaalit ilmastopakotteet suhteessa niiden vuoden 1880 arvoihin (GISS).

Kun kaikki pakotteet on yhdistetty, kuten kuvassa 6 on esitetty, nettopakote täsmää hyvin globaaliin lämpötilaan. Lämpötilassa näkyy edelleen sisäistä vaihtelua johtuen ENSOn kaltaisista lyhyen aikavälin sykleistä. Suurin eroavaisuus on noin kymmenen vuoden jakso vuoden 1940 tienoilla. Tämän on ajateltu johtuvan liian lämpimistä mittaustuloksista, jotka aiheutuivat yhdysvaltalaisten laivojen mitatessa moottorin syötön lämpötilaa.

Kuva 6: Sininen viiva esittää nettosäteilypakotetta (GISS). Punainen viiva esittää globaalin lämpötilan muutoksia (GISS).

Näemme siis, että ilmastoa ei ohjaa vain yksi tekijä - on monia tekijöitä, jotka voivat muuttaa planeetan säteilytasapainoa. Viimeisen 35 vuoden aikan hallitseva tekijä on kuitenkin ollut hiilidioksidi.