Klima-illusjonen

Er det det mer CO2 i atmosfæren som fører til global oppvarming, eller er det mer global oppvarming som fører til mer CO2? Dette er kanskje det mest omdiskuterte spørsmål i vår tid. I denne posten skal vi søke å finne svar ved å studere signaturen til CO2 dataserier. Undersøkelsen er basert på «On-line forskning». Det vil si at vi startet med spørsmålet, som et åpent spørsmål, så får vi se, hva vi kommer fram til, etter hvert.

1 Bakgrunn

Muligheten for at menneskeskapte utslipp av karbondioksid (CO2) kan samle seg opp i atmosfæren, vakte først alvorlig oppmerksomhet på 1930-tallet. I 1958 begynte Charles Keeling å overvåke konsentrasjon av CO2 i atmosfæren med en ny målemetode. Keeling fant at der variasjoner i CO2 som kom fra bl.a fotosyntesen og fra urbane områder. I håpet om å finne et stabilt bakgrunnsnivå, startet Keeling målinger på fjellet Mauna Loa, Hawaii. Så viste det seg, at konsentrasjonen av CO2 ikke hadde et stabilt bakgrunnsnivå. Bakgrunnsnivået for konsentrasjon av CO2, vokste over tid. Det bekreftet mistanken om at CO2 akkumuleres i atmosfæren. Akkumulering av CO2 i atmosfæren, satte så spørsmål om effekten på havets karbonsystem.

CO2 og klima

«Den lille istiden varte fra 1200-tallet, med vekslende kalde og varme perioder, fram til ca 1850 og en kald periode fram til 1890. Vi fikk så en varmere periode med oppvarming fra ca 1920 til 1940-årene. Fra 1940-årene til 1960-årene fikk vi en gradvis kaldere klimaperiode. Den kalde perioden varte i 1960-årene og 1970-årene. Fra 1980 og framover til år 2000 fikk vi en på nytt en varmere klima-periode, som har stabilisert seg framover mot 2020. (Se ClimateClock). I perioden 1980 og framover mot 2000 var der en direkte sammenheng mellom i global oppvarming og veksten i bakgrunnsnivået for CO2. Veksten i CO2 ble forklart med menneskeskapt utslipp av klimagasser. Global oppvarming ble forklart med mer CO2 i atmosfæren. I 1960-årene begynte en å utvikle klimamodeller for å studere “drivhus-effekten”, sammenhengen mellom CO2 i atmosfæren, og global oppvarming. Fra 1980-årene og framover mot år 2000 så en at der var en direkte sammenheng mellom global oppvarming og CO2-vekst i atmosfæren. Dette ble tolket som en bekreftelse på “drivhus-effekten”.

Klima-illusjonen

Når to dataserier følger hverandre, forteller dette bare at dere er en statistisk sammenheng. Dette er et godt utgangspunkt for en videre analyse. Samtidig vet vi ikke hva som er årsak og virkning, eller om dette har vært en tilfeldig sammenheng. Spørsmålet er da: Er det det CO2 som fører til global oppvarming, eller er det global oppvarming som fører til mer CO2, eller var der en tilfeldig sammenheng mellom CO2 og global oppvarming i perioden 1980 til 2000?

CO2-vekstens signatur

Beregning av signatur, er en standard analysemetode i naturvitenskapen. Metoden benyttes til å identifisere gasser, materialer, mønster-gjenkjenning stemmegjenkjenning osv. Alle dataserier har en signatur. Et “fingeravtrykk”, i form av et frekvensspekteret, som forteller og noe om kilden til endringene i dataserier.

Dersom signaturen har stasjonære periodiske endringer, må periodene komme fra en kilde med stasjonære periodiske endringer. Eksempler på stasjonære periodiske endringer er Lunar-drevet perioder (månen, tidevannet) og solar-drevet perioder (stråling fra solen). Signaturen forteller oss om variasjonene er tilfeldige eller forutsigbare, soldrevet eller måne-drevet variasjoner. Solar-lunar perioder i data seriens signatur kan være en tilfeldighet. Dette kontrolleres ved å sammenlikne periodenes fase, eller tidspunktet for når periodene har maksimum eller minimum. Periodenes frase, tidspunkt for maksimum eller minimum, finner en ved å benytte Wavelet spektrum analyse.

Keeling sin CO2 data serie fra 1959 til 2020 dekker en periode på bare 60 år. Vi kan identifisere periodiske endringer opp til bare ca (2020-1960)/2= 60 år. Det betyr at vi trenger lengre data serier for å identifisere lengre periodiske endringer. 

2 Globalt bakgrunnsnivå for CO2 fra 1959 TIL 2020

Figur 1. Mauna Loa, C02 bakgrunnsnivå (ppm) for perioden t = 1959-2020

Figur 1 viser utviklingen av bakgrunnsnivået (ppt) for CO2 for perioden 1959 til 2020, målt ved Mauna Lua, Hawaii. Det framgår av Figur 1 at bakgrunnsnivået for CO2, tilsynelatende har en eksponentiell vekst. 

Kommentar

En eksponentiell CO2 vekst kan forklares med at utslipp av CO2 akkumuleres over tid i atmosfæren. En annen forklaring, er at bakgrunnsnivået for CO2 har ingen naturlig stabil tilstand. Den er bare et mellomlager av CO2 i temperaturdrevet flytprosesser mellom økosystemer på land, atmosfæren og havområder.

CO2 vekst

Figure 2. Årlig bakgrunn vekst i CO2 (Mauna Loa) fra årene t=1959…2020.

Figure 2 viser årlig vekst (dCO2(t) = CO2(t)-CO2(t-1)) i CO2 (Mauna Loa) for perioden t=1959…2020. Her ser vi hvordan bagrunnsnivået for CO2 øker hvert år. Det framgår av figuren at veksten begynte å øke fra ca 1965 og at den nådde et maksimum ca år 2010. 

Kommentar

Vi ser her at veksten er minst i den kalde perioden i 1960-årene og stabiliseres til et maksimum fra ca 2010. Det tyder på en sammenheng mellom global temperatur vekst i bakgrunnsnivået for CO2. Samtidig ser vi at veksten har store fluktuasjoner. Egenskapene til fluktuasjonene finner vi ved å studere signaturen, eller spekteret årlige endringer i CO2.

CO2-vekstens wavelet spekter

Figur 3. Wavelet spekter, W(s,t), for årlig bakgrunn vekst i CO2 (Mauna Loa) fra årene t=1959…2020.

Et wavelet-spekter er basert på en korrelasjon mellom en dataserie og en klokkeformet wavelet puls (s(t)) som forflytte langs dataseriens tidsakse (t=første…siste). En får da en maksimal korrelasjon (stor tallverdi) der en har samsvar mellom wavelet pulsen og periodiske endringer i data-serien. Ved å endre pulsbredden, kan en identifisere alle periodiske endringene i dataserien. Vi ser f.eks av Figur 2 og Figur 3, at wavelet spekteret har en minimum rundt år 1965, nå veksten har et minimum.

Figur 3 viser wavelet spekteret W(s, t) for CO2-vekst, dCO3(t). Den lange perioden i wavelet spekteret på Figur 3 har min/maks for årene: W(s=min/max/0, t) = [(-1.64, 1965), (-0.0, 1973), (1.8, 1980), (+0.0, 1988), (-1.2. 1995), (-0.0, 2004), (2.5, 2013)] i avstander på [8, 7, 8, 7, 9, 9] år, en midlere avstand på 8 år. Hele perioden omslutter en periode på 4*8=64 år. Wavelet spekteret har samtidig korrelasjoner for en periode med: W(s=min/max/0, t) = [(0.8, 1969), (0.8, 1979), (1.5, 1968), (1.2, 1997), (0.8, 2005)], i en midlere avstand på [10, 9, 8, 8] år, og en midlere periode på 8.75 år. Dette viser at veksten i globalt bakgrunnsnivå for CO2 ikke er sammensatt av tilfeldige endringer. Veksten i CO2 fra 1959 til 2020, har altså stasjonære periodiske endringer på ca 9 og 64 år.

Stasjonære perioden i CO2 vekst

Figur 4. Autokorrelasjon av wavelet spekter WR(s), m) for årlig bakgrunn vekst i dCO2 (Mauna Loa) for s=1…60 og m=1..60.

Autokorrelasjon av et wavelet spekter beregner korrelasjonen til alle mulige periodiske endringer i wavelet spekteret. Maksimumverdier i autokorrelasjon funksjonen (Figur 4), viser korrelasjonen til stasjonære periodiske endringer i wavelet spekteret. Altså. Først sorterer vi ut alle periodiske endringer til wavelet spekteret. Deretter finner vi periodetiden til alle stasjonære perioder i wavelet spekteret.

Stasjonære dCO2-perioder, S((t), T(), F(t)), i wavelet spekteret W(s, t) (Figur 2) er estimert ved å beregne autokorrelasjonen til alle wavelets i wabelet spekteret W(s, t). De beregnede autokorrelasjonene, WA(R(s), m), for wavelet-spektret, W s, t), har maksimale korrelasjoner (R) i følgende perioder: WA(R(maks), Tdco2()) = [(0.5, 3), (0.5, 9), (0.4, 18), (0.42, 33)] (Figur 4). De identifiserte stasjonære dCO2 perioden, har korrelasjoner R()=[0.5, 0.5, 0.4, 0.4] til periodene: Tdco2() = [3, 9, 33, 64] (år.).

Kommentar

Lunar nodal drevet temperaturperioder i havet, har stasjonære perioder på Tln() = [1/3, 1, 4, 7]18.61/2 =[3.1, 9.3, 37.2, 65.1] år. Feilavviket [Tln()-Tdco2] = [0, 0, 4, 1] år, som har et midlere avvik på bare 1.25 år.

Veksten i bakgrunnsnivået for CO2, dCO2, har altså signaturen til Lunar Nodal Tide. Lunar Noda Tide er en stående tidevannsbølge mellom pol og ekvator, styrt av en slingring på 18.6 år i jordaksen (Earth nutation), styrt av månen. Denne er beskrevet på en rekke poster, her på denne bloggen. Lunar Nodal Tide gir en vertikal omrøring i havet mellom kaldt bunnvann og varmet overflatevann, som gir periodiske temperatur-endringer i havets overflate på n*18.6 år. Det tyder på at veksten i bakgrunnsnivået for CO2, er temperaturendringer i havets overflate, drevet av et Lunar Nodal Temperatur spektrum.

Denne CO2 dataserien dekker en tidsperiode på 60 år. Det betyr at en kan forvente at periodiske endringer i lengre CO2 dataserier kan forklares med lengre perioder i Lunar Nodal Spektrum.

Kilden til lunar nodal spektrum er altså tidevannet, Lunar nodal tide, som påvirkes av en periodisk endring i jordaksen på 18.6 år (Nutasjonen), som påvirkes av gravitasjonen mellom Jorden, Solen og Månen. Rekkevidden av dette er at det er at veksten i bakgrunns-nivået for CO2, har Lunar-drevet forutsigbare endringer. 

Akkumulert CO2 og global havoverflate temperatur

Figur 5. Skalert måling av CO2 (Mauna Loa) og skalert Global havoverflate temperatur (SeaTemp) (HadSST3) for perioden 1959 til 2020.

Figur 5 viser utvikling av CO2 (Mauna Loa) og global havoverflate temperatur (HadSST3) for perioden 1959 til 2020. Begge dataseriene er skalert etter (y(t() = (x(t)-E[x(t)])/var[x(t)]). Det framgår av Figur 5 en direkte sammenheng mellom CO2 og global havtemperatur (SeaTem) i perioden 1980-2020. Krysskorrelasjonen mellom CO2 og SeaTem er beregnet til R=0.9. 

Kommentar

Korrelasjonen mellom dCO2 (Mauna Loa) og Global havtemperatur bekrefter at her er en nær sammenheng CO2 vekst og global oppvarming av havets overflate. Svaret på hva som er årsak eller virkning, finner en ved å studere fasen til de periodiske endringene.

Diskusjon

Det denne enkle undersøkelsen viser, er at veksten i CO2 (Mauna Loa) fra 1950-2020, har en Lunar-drevet signatur. Det tyder på at veksten i CO2 er drevet av Global havtemperatur (Global Sea Surface temperature, SST), som er drevet av Lunar Nodal Tide Spectrum (LNTS), som er styrt av månen. Det kan bety at endringer i global CO2 har sammenheng med tidevannsdrevet vertikal miksing mellom kaldt bunnvann og varmt overflatevann.

En Lunar-drevet signatur i CO2-vekst tyder på at det global oppvarming av havet som er den primære kilden til CO2-vekst i atmosfæren, og ikke omvendt.

(To be continued)

Referanser

1 The Mauna Loa, C02 data series 1958-2020 The Mauna Loa, Hawaii CO2 data series cover the period 1958-2020, which is the longest continuous record of direct atmospheric CO2 measurements. Data are recorded at an altitude of 3400 m in the northern subtropics, which is not the same as the globally averaged CO2 concentration at the surface. The data series is managed by NOAA Global Monitoring Laboratory. https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/data.html.

2. The Earth’s global mean temperature is represented in this investigation by the HadCRUT4 data series, covering the period from 1850 to 2020. These data series are based on sea surface and land-air temperature estimates (Morice et al. 2012). The sea surface temperature data series (HadSST3) consists of anomalies on a 5°-by-5° global grid, while the land-air temperature data series (CRUTEM4) consists of anomalies on a 5°-by-5° grid and is supported by the Climatic Research Unit (http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut4/).

3. Climate Clock: Lunar Forced Global varming:

One thought on “Klima-illusjonen

  1. “Signaturen finner vi ved å berege spekteret…..(To be continued)”

    Åååå, der falt jeg litt sammen for nå var jeg motivert for en ganske lang og tung artikkel med godt datagrunnlag som diskuterte et temaet jeg finner å være det sentrale i vår tid 🙂

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *