Новая статья Лона Хокера на сайте "Watts Up With That?" посвящена связи между глобальной температурой и СО2 за последние тридцать лет. Выводы статьи ясно выражены в ее названии: "Рост температуры приводит к росту СО2, а не наоборот". Этот вывод можно было бы счесть настоящей сенсацией, окажись он верным, поскольку научный консенсус состоит в том, что в настоящее время СО2 является "движущей силой", приводящей к потеплению. Как же Хокер пришел к своему выводу, и верен ли он?

В работе Хокера использованы ежемесячные замеры СО2 в Мауна Лоа (NOAA) и данные спутниковых измерений температуры нижней тропосферы (UAH, очевидно, взяты только данные о температуре над океанами). Температурные данные представлены как отклонение текущей температуры от долгосрочного среднего значения.

Данные замеров СО2 в Мауна Лоа показывают долгосрочный рост концентрации СО2. Эти данные представляют собой самый длинный ряд высокоточных замеров СО2 из всех существующих, он начинается в 1958 году. Хотя можно подумать, что склон вулкана не лучшее место для замеров СО2, но на деле процедуры в Мауна Лоа компенсируют любое загрязнение вулканическими газами. Как показано на рис. 1, с 1980 года есть глобальные данные сети станций, из них видно, что тренд Мауна Лоа хорошо соответствует глобальному тренду СО2.

Рис. 1 Глобальные атмосферные концентрации СО2 и данные замеров СО2 в Мауна Лоа (NOAA)

Хокер начинает свой анализ с вычисления первой производной от данных СО2. Он делает это, используя разность между замерами СО2 через 6 месяцев после данного месяца и за 6 месяцев до него. (Вычисление этой разности для интервала из 12-ти месяцев полностью удаляет сезонные вариации атмосферной концентрации СО2).

На этом моменте внимательные читатели могут заметить изъян в построениях Хокера. Впрочем, последуем за его рассуждениями.

Он выводит простую модель, чтобы оценить температурную аномалию как функцию производной от концентрации СО2

 Temperature Anomaly = (CO2[n+6] – CO2[n-6])/(12*0.22) – 0.58

Рис. 2 в статье Хокера показывает сравнение наблюдаемой и моделированной глобальной температурной аномалии:

Рис. 2 Сравнение глобальной температурной аномалии нижней тропосферы над океанами (синяя линия), и модели на основе первой производной от концентрации атмосферного СО2 в Мауна Лоа. Из Hocker 2010

Из этого графика Хокер делает вывод: "Есть сильная корреляция между наблюдениями и моделью с производной. Модель очень ясно показывает сильное Эль Ниньо 1997-1998 годов, также хорошо видны другие события Эль Ниньо в рассматриваемый период, также, как и в спутниковых данных."  Он не определяет количественно степень корреляции между ними, но среднеквадратический коэффициент корреляции (r2) для двух этих временных серий составляет 0,36

Остановимся на этом, чтобы оценить реальный эффект метода Хокера. Взяв первую производную от данных СО2, он убирает долгосрочный тренд концентрации СО2 и показывает действие краткосрочной изменчивости вокруг этого тренда. То есть из этого представляется уместным сделать вывод, что краткосрочные флуктуации в общем восходящем тренде СО2 находятся в умеренной корреляции с температурой нижней тропосферы над океанами.

Но Хокер делает совершенно другой вывод: " Используя два общепринятых набора данных с помощью простой модели можно показать, что рост СО2 является результатом изменений температуры, а не наоборот. Это совершенно противоречит модели IPCC, согласно которой рост СО2 вызывает изменения температуры."

Иными словами, Хокер заявляет, будто бы его модель показывает, что долгосрочный тренд СО2 объясняется изменениями температуры, хотя на деле его метод удаляет долгосрочный тренд.

Здесь внимательные читатели могли бы кивнуть и сказать "Конечно! Мы это знали!"  Ошибка Хокера - взять производную от временной серии и удалить из нее долгосрочный тренд, затем искать корреляции второй временной серии с этой производной и потом заявить, что вторая временная серия объясняет долгосрочный тренд - в точности та же самая ошибка, которая недавно была обнаружена в известной "скептической" работе  McLean 2009.  Автор последней находил корреляцию индекса ENSO с первой производной от температуры, а Хокер  коррелировал температуру с первой производной от концентрации СО2. Возможно, будь Хокер прилежным читателем Skeptical Science, он был бы знаком с ошибкой в работе McLean 2009 и смог бы избежать ее повторения!

Что еще можно сказать на эту тему? Это правда, что растворимость СО2 в морской воде является функцией температуры, и что если океан нагревается, он будет отдавать СО2 в атмосферу. В действительности это механизм, посредством которого обратная связь СО2 увеличивает диапазон изменений температуры в цикле оледенений-межледниковий в Плейстоцене. Но в современной ситуации резко возросшее парциальное давление СО2 из-за эмиссии от ископаемого топлива приводит к потоку СО2 из атмосферы в океаны. Десятилетия океанографических наблюдений показывают, что океаны являются "стоком", а не источником для СО2 в атмосфере.(Takahashi 2009, Sabine 2004).

Также стоит заметить, что климатологам уже как минимум 30 лет известна корреляция краткосрочных флуктуаций температуры (напр. связанных с циклом ENSO) с краткосрочными флуктуациями скорости роста атмосферного СО2 (Bacastow and Keeling 1981).  В разделе 7.3.2.4  доклада Рабочей группы 1 IPCC AR4 можно найти некоторые подробности по этой теме.

Автор ответа Ned. Последнее обновление 20 июля 2010 года.