by Z cyklu „dziwne prognozy” były już omawiane prognozy Easterbrooka, teraz przyszedł czas na kolejnego zwolennika rychłego oziębienia klimatu. Tym razem przyjrzymy się prognozom Davida C. Archibalda.
David Archibald należy do tych naukowców, którzy za globalne ocieplenie winą obarczają niemal w 100% aktywność słoneczną. Nie jest do końca jasne, jaki jest „główny obszar badań” Archibalda. Wiadomo jedynie, że po ukończeniu w 1979 roku Uniwersytetu Queensland zajmował się poszukiwaniami ropy naftowej, następnie zaś zajmował się analizą giełdy. Jako jego obszar zainteresowań źródła wymieniają tu również badania nad rakiem oraz – jakże by inaczej – klimatologię. Jeśli ktoś coś więcej o tym panu wie – byłbym wdzięczny za oświecenie.
W dziedzinie klimatologii Archibald dołączył do wąskiej grupki naukowców wieszczących nie tylko rychły koniec Globalnego Ocieplenia, ale również gwałtowne ochłodzenie. Należy zwrócić uwagę, że chyba żaden z jego artykułów (związanych ze zmianami klimatu) nie pojawił się w żadnym renomowanym piśmie, z prostego powodu – w żadnym wypadku nie przeszedłby procesu recenzji, co więcej wiele (o ile nie wszystkie) z tych artykułów stanowi jawne zaprzeczenie tego jak powinna wyglądać rzetelna praca naukowa. Przejdźmy do konkretów.
W 2006 roku Archibald opublikował artykuł „Solar cycles 24 and 25 and predicted climate response?” (ta starsza wersja serii jego artykułów chyba nie jest już dostępna). Artykuł ten z uwagi na bardzo szczególny dobór danych i przede wszystkim wyjątkowo kiepską metodologię został przez niektórych określony, jako „najgorszy artykuł w dziedzinie nauk o klimacie”. Szerzej o metodach Archibalda mających dowodzić silnego związku pomiędzy aktywnością słoneczną a przebiegiem odchyleń temperatury można przeczytać tutaj.
Pełnię swej wiedzy i zdolności predykcyjnych Archibald objawił w 2009 roku. Wpierw opierając się na statystycznych różnicach pomiędzy styczniem a majem w satelitarnej serii UAH w czasie ujemnej fazy ENSO stwierdził, iż:
The combination of a 0.3° response to the current La Nina and the usual 0.3° decline from January to May will result in a 0.6° decline to May 2009 to a result of -0.4° (0.4° below the long term average).
Całość prognozy opatrzono dość dramatycznym przykładem:
Widać wyraźnie, iż Archibald w swojej prognozie posunął się dość daleko – prognozuje tu temperaturę maja 2009 na poziomie -0.4°C, na powyższym wykresie widać wyraźnie, iż byłoby to ochłodzenie porównywalne z tym, które miało miejsce po wybuchu Pinatubo.
Jak każda prognoza, która nie ma oparcia w naukowych podstawach, także i ta nie mogła się udać. Rzeczywiste odchylenie maja w serii UAH TLT 5.2 osiągnęło bowiem +0.04°C, a więc było o niemal pół stopnia wyższe niż prognozował to Archibald. Co więcej, żaden z miesięcy roku 2009 nie osiągnął wartości ujemnych, te pojawiły się dopiero w wersji 5.4, która opiera się na innym okresie bazowym.
Inna, jeszcze bardziej zaskakująca prognoza Archibalda może nam pomóc zrozumieć, skąd wzięła się aż tak nie mająca pokrycia w rzeczywistości prognoza na maj 2009. W lipcu 2009 roku Archibald w innym artykule (będącym w istocie kopią opisanego wyżej niesławnego artykułu z 2006) prognozował (wytłuszczenia moje):
Projections of weak solar maxima for solar cycles 24 and 25 are correlated with the terrestrial climate response to solar cycles over the last three hundred years, derived from a review of the literature. Based on solar maxima of approximately 50 for solar cycles 24 and 25, a global temperature decline of 1.5°C is predicted to 2020, equating to the experience of the Dalton Minimum. To provide a baseline for projecting temperature to the projected maximum of solar cycle 25, data from five rural, continental US stations with data from 1905 to 2003 was averaged and smoothed. The profile indicates that temperatures remain below the average over the first half of the twentieth century.
Tym razem Archibald wyraźnie pisze o spadku GLOBALNEJ temperatury o 1.5°C do roku 2020. Prognoza ta powstała zapewne na fali entuzjazmu związanego z jej obniżeniem w 2008 roku. Spadek ten był jednak głównie związany z silną ujemną fazą ENSO, a nie z spadkiem aktywności słonecznej (chociaż ostatnie mogła mieć nieco do powiedzenia). Nie mniej jednak prognoza Archibalda da się zweryfikować. Dla tego celu wygenerowałem średnie 5 letnie odchylenia od normy w serii NOAA, centrowane na danym roku. Do danych oryginalnych dodano prognozę Archibalda.
Jak widać na wykresie powyżej prognozy Davida Archibalda już się nie sprawdzają (podobnie, jak prognozy Dona Easterbrooka). Jeśli seria NCDC komuś z jakichś przyczyn nie odpowiada, przyjrzyjmy się serii UAH TLT 5.4. Wpierw dane do czerwca obecnego roku:
Kolejny krok to przedstawienie pełnej prognozy Archibalda na tle obecnych odchyleń temperatury.
Zbliżenie na lata 2005-2015:
Proszę zwrócić uwagę, że z tych prognoz jasno wynika, że już w tym roku średnie temperatury w serii UAH TLT 5.4 spadać powinny do -0.3°C (jako średnia za lata 2009-2013). Jak dotąd średnia ta (oczywiście bez okresu lipiec 2011-grudzień 2013) wynosi +0.26°C i żeby prognozę Archibalda na 2011 uznać za w pełni sprawdzoną, w okresie od lipca 2011 do grudnia 2013 średnie temperatury powinny spadać do -0.85°C. Jeśli dać Archibaldowi margines błędu +- 0.2°C, to średnia ta powinna wynosić co najwyżej -0.45°C. Jest to szalenie mało prawdopodobne – najprawdopodobniej Archibald błędnie zinterpretował ochłodzenie z 2008 (związane z La Niña) jako początek głębszego ochłodzenia związanego z obserwowanym osłabieniem się aktywności słonecznej i postulował trwanie tego trendu w dalszych latach, co jak wiemy nie miało miejsca.
Opierając się na wcześniejszym artykule Archibalda można stwierdzić, że wszelkie korelacje przez niego postulowane opierały się tylko i wyłącznie na specyficznym doborze danych (patrz wpis na Nexus 6 oraz niżej). Jakkolwiek w 2006 sugerował on gwałtowne ochłodzenie na obszarze Stanów Zjednoczonych, tak w 2009 roku rozszerzył swoją prognozę na obszar całego globu. Można tu sobie zadać pytanie, czy we wstępie do owej pracy nie wkradł się błąd i czy również obecnie Archibald nie prognozuje jedynie dla fragmentu USA. W innej pracy, tym razem opublikowanej w Energy&Environment czytamy:
„Archibald (2006) predicted that climate during the forthcoming Solar Cycles 24 and 25 would be significantly cold. As at late 2008, the progression of the current 23/24 solar minimum indicates that a severe cool period is now inevitable, similar to that of the Dalton Minimum. A decline in average annual temperature of 2.2°C is here predicted for the mid-latitude regions over Solar Cycle 24. The result will be an equator-ward shift in continental climatic conditions in the mid-latitudes of the order of 300 km, with consequent severe effects on world agricultural productivity.”
Tym razem mamy ochłodzenie o 2.2°C w umiarkowanych szerokościach geograficznych. To wskazuje, że prognozując spadek temperatury o 1.5°C Archibald w istocie miał na myśli temperaturę globalną. Dalej czytamy:
If the month of solar minimum proves to be July 2009, peak neutron count may not be until mid-2010. On this basis, and according to Svensmark and Friis-Christensen’s hypothesis, peak cloudiness, and therefore peak rate of cooling, will be reached in mid-2010.
Jest to kolejny przykład prognozy Archibalda, która się nie sprawdziła, co więcej w połowie 2010 roku satelitarne pomiary temperatury pokazują gwałtowny wzrost temperatur związany z El Niño.
Z innego źródła (będącego cały czas wariacją tych samych obliczeń i argumentów) czytamy:
The world has been cooling at 0.06 degrees per annum since then. My prediction is that this rate of cooling will accelerate to 0.2 degrees per annum following the month of solar minimum sometime in 2009.
Oznacza to realny spadek o 2.2°C do 2020 roku (przy założeniu stałego tempa spadku temperatury o 0.2°C na rok od połowy roku 2009 – jak wiemy nie miało to miejsca).
Teraz można pokazać, że prognoza gwałtownego spadku temperatury opiera się na całkowicie błędnej metodologii oraz specjalnym doborze danych. Archibald w swoich obliczeniach wykorzystał dane z zaledwie pięciu stacji z jednego obszaru Stanów Zjednoczonych, podczas gdy takich stacji są setki. Dodatkowo warto zwrócić uwagę, że w przypadku korzystania z danych ze stacji europejskich, o długim ciągu danych Archibald strasznie je okroił – w jednym z wariantów swojej pracy w oparciu o serię CET (1659-2004) wykorzystał on zaledwie 29 punktów pomiarowych – czyli zapewne zaledwie jeden punkt na cykl słoneczny. Czy tak było? Sprawdźmy. Oto wykres Archibalda dla CET:
Na powyższym wykresie mamy pokazaną wyliczoną korelację pomiędzy długością cyklu słonecznego, a średnią roczną temperaturą w Wielkiej Brytanii. Wynik tych obliczeń rzeczywiście wskazuje na korelację pomiędzy tymi wartościami – tj. im dłuższy czas trwania cyklu słonecznego, tym temperatura jest niższa. Czy jednak obliczenia te były przeprowadzone w sposób poprawny i bez żadnych wątpliwości wskazują na istnieje postulowanej korelacji?
Dane CET znaleźć można tutaj, zaś długości cykli słonecznych tutaj. Za cykl słoneczny brany jest okres pomiędzy jednym minimum aktywności słonecznej, a drugim. Zwróćmy uwagę na jeden punkt danych. Cyklowi słonecznemu o długości 15 lat odpowiada jeden punkt o wartości ok 6.8°C. Cykl słoneczny o długości 15 lat wystąpił po 1619 roku (1619/1634). Co ciekawe brakuje danych o temperaturze dla tego punktu – po prostu seria HadCET rozpoczyna się w roku 1659. Średnia temperatura roczna o wartości 6.8°C wystąpiła tylko raz, ale w 1740 roku – przy cyklu, który miał dokładnie 11 lat. Również żaden z sąsiadujących cykli nie miał takiej długości, na jaką wskazuje wykres Archibalda. Coś się więc tu ewidentnie nie zgadza – wiemy już, że Archibald dobierał dane z pojedynczych lat, zamiast z całego cyklu. Jeśli podejdziemy do sprawy inaczej – tj. każdej średniej rocznej przyporządkujemy długość cyklu do którego ów rok należał, wyjdzie nam coś takiego:
Czyli nie wychodzi dokładnie nic. Do sprawy można podejść jeszcze w odmienny sposób. Mianowicie spróbować określić średnie odchylenie temperatury w kolejnych cyklach i odnieść je do długości owego cyklu. Następnie zrobimy to, o czym pisze Archibald, czyli do anomalii danego cyklu przyrównamy długość cyklu poprzedniego. W pierwszym kroku tworzymy serię średnich miesięcznych odchyleń temperatury od normy (okres bazowy dowolny, tu standardowo wybrano 1961-1990), w drugim wyliczamy średnie dla kolejnych cykli. W zależności od podejścia, wyniki mogą się nieznacznie różnić – dla przykładu dla cyklu 21 (1976.5 -1986.8) wzięto dane z okresu od lipca 1976 do września 1986. Jak łatwo można odgadnąć, wyniki nie różnią się od powyższych i znacznie różnią się od wyników Archibalda.
Jednak z tego, co pisze Archibald, chodzi mu o coś zgoła innego. Mianowicie bada anomalie danego cyklu z długością cyklu poprzedniego. Można zrobić i to:
Znów nic – współczynnik determinacji wynosi zaledwie 0.018.
Tak więc twierdzenie Archibalda z pracy „Solar Cycle 24”, iż:
„There is a variation in atmospheric temperature through the solar cycle, though the correlation between temperature and solar cycle length is better than that of temperature with solar cycle amplitude. The correlation between solar cycle length and the average temperature of the following solar cycle was discovered by two Danish researchers, Friis-Christensen and Lassen, in 1991.”
Należy uznać za nieprawdziwe. Proszę również zwrócić uwagę, iż powołuje się on tu artykuł Friis-Christensena i Lassen z 1991 roku, mimo iż sami autorzy tej pracy przyznali, że postulowana przez nich korelacja pomiędzy długością cyklu słonecznego a przebiegiem temperatury lądów na północnej półkuli zanika po 1985 roku [1]. Tym bardziej dziwi, że w latach 2006-2009 Archibald nie tylko cytuje pracę z 1991, ale i próbuje zaaplikować swoje metody do z góry wybranych stacji. Ewidentnie przy tym widać, że wyniki Archibalda nie są w żaden sposób powtarzalne, co można bardzo łatwo wykazać.
Biorąc pod uwagę powyższe, nie dziwne iż sprawdzalność prognozy Archibalda jest zerowa (co pokazuje analiza wstępnych wyników). Nie jest to pierwszy przypadek w kręgach sceptycznych, kiedy na podstawie fałszywych korelacji wysuwa się błędną prognozę i niestety nie jest to również pierwszy przypadek „naciągania” danych do z góry upatrzonej teorii.
Czy wystąpi kolejne minimum aktywności słonecznej podobne do minimum Daltona, czy Maundera? Możliwe. Czy pociągnie ze sobą tak dramatyczny spadek temperatury jaki postuluje David C. Archibald? Z pewnością nie. Obecne badania sugerują, iż wpływ minimum aktywności słonecznej na globalną temperaturę nie powinien przekroczyć 0.1 – 0.2°C [2], a więc powinien być znacznie mniejszy, niż prognozowany przez Archibalda gwałtowny spadek o 1.5°C.
Mimo wszystko czekam jednak na kolejny artykuł, w którym David Archibald ponownie „pokaże” iż ma rację, a temperatura globalna spada. Jeśli miałbym zgadywać, to strzelałbym iż będzie to kompilacja poprzednich wykresów + kilka nowych, być może z lekko naciągniętym wykresem średniej temperatury globalnej. A być może dowiemy się, iż „co prawda nie nastąpiło to w 2009, ale po spadku temperatury w ostatnich miesiącach wyraźnie widać, że…”, po czym nastąpi przesunięcie prognozy na lata 2013-2030. Czekam z niecierpliwością.
[1] Friis-Christensen E, Svensmark H: „Comments on the Forum article : Patterns of Strange Errors Plagues Solar Activity an Terrestrial Climate Data by P. E. Damon and P. Laut”.
[2] Feulner G., S. Rahmstorf (2010): „On the effect of a new grand minimum of solar activity on the future climate on Earth”, Geophys. Res. Lett., 37, L05707, doi:10.1029/2010GL042710.
