SMHIs regionalscenarier

SMHI har publicerat ett antal ”scenarier” hur klimatet kan förväntas utvecklas länsvis i Sverige under de närmaste hundra åren. Ett milt sagt ambitiöst program! På redan ytterst osäkra klimatmodeller ger man sig in i att prognosticera subtila skillnader mellan olika delar av Sverige. Visserligen kallar man inte modellresultaten för prognoser utan istället för scenarier. Skillnaden består främst i att resultaten inte ska anses ha någon betydelse för ett enskilt år [istället anses varje enskilt år normalt falla inom en gråskuggad zon]. Men, hursomhelst, för att det hela ska hanågon mening måste SMHIs anse sig kapabla att mejsla ur statistiska skillnader mellan olika landsändar för klimatet långt fram i tiden.

Tittar man närmare på SMHIS modellresultat hittar man intressanta saker. I scenariet för flera landskap, bland annat Gotland, ser man en svängning i temperaturen under 2020 och 2030 talen. Mycket märkligt! Detta måste bero på någon självsvängning hos modellen som inte har med verkligheten att göra eftersom ingen tror att man kan prognosticera varken klimat eller väder så långt fram tiden. Här nedan publicerar jag den skriftväxling jag hade med SMHIs klimatavdelning och dess ansvarige Markku Rummukainen. Observera hur svårt det är att få Markku att svara rent ut på mina frågor och påståenden. Till sist erkänner han dock att informationen har ringa eller intet värde.

Från: Steven Jörsäter [mailto:steven@jorsater.se]
Skickat: den 25 december 2008 14:32
Till: ‘smhi@smhi.se’; ‘sverker.hellstrom@smhi.se’
Ämne: Årsmedeltemperaturen på Gotland fram till år 2100

SMHI publicerar på sin webbsajt (www.smhi.se) data ifrån klimatmodeller, s.k. scenarier, för det förväntade klimatet under det närmaste århundradet. Dessa är anmärkkningsvärt detaljerade och för varje län finns temperatur och nederbördsdata framtagna. I figur 1 ser vi den graf avseende temperaturen som anges för Gotland.

Se http://www.smhi.se/sgn0106/leveranser/lansanalysen/bilder/org/t_ar_9.png

Figur 1. Årsmedeltemperaturen på Gotland år 1960 – 2100 jämfört med medeltemperaturen under 1961-1990. Röda och blå staplar representerar observationer (rött vid överskott och blått vid underskott) och de båda kurvorna resultat ifrån klimatmodellerna i två olika ”scenarier” som skiljer sig åt avseende förmodade framtida utsläpp av växthusgaser (IPCCs A2 [turkos] respektive B2 [ceris]). Den grå zonen visar den förväntade variation från år till år.

Scenarierna är en slags prognoser för framtiden där vissa antaganden har gjorts avseende framtida utsläpp av växthusgaser. Det finns ingen ambition att återskapa finstruktur i form av en exakt prognos för ett visst år. Den grå zonen kring de båda kurvorna är avsedda att peka på¨variationen år från år – ett givet år kan hamna var som helst i den grå zonen.

Det finns en hel del information om modellerna på webbsidorna. Ändå saknas viktig information.

En blick på kurvan ger anledning till viss förvåning. Det finns åtskilliga krökar på kurvorna Mellan åren 2027 och 2038 finns en särskilt tydlig nedgång på hela 0,7 grader! (Ceris kurva). Den nedgången ser klart signifikant ut. Visserligen anger den grå borden den individuella årsvariationen som är större men i t.ex. ett femårsmedelvärde borde denna nedgång framstå såsom statistiskt säkerställd. Frågan är nu – vad kan den bero på?

Vilken känd fysikalisk variabel eller fenomen kan förväntas ge upphov till en förutsägbar svängning i klimatet på Gotland om 20 år?
Anledningen till att jag valde just att visa data för Gotland var att den här svängningen var ovanligt stor där, för andra svenska län är den mindre. Det känns väldigt svårt att komma på vad det här skulle kunna vara. ENSO – El Niño-Southern Oscillation, solfläckscykel eller Milankovitch-cykler är alla diskvalificerade som tänkbara kandidater, den första går inte att prognosticera, den senare har för liten känd effekt och är också svår att exakt bestämma och den tredje varierar alldeles för långsamt. Det är heller inte troligt att SMHI har hittat någon modell för att exakt förutspå framtida lågkonjunkturer eller framtida politiska överenskommelser som gör att utsläppstaktakten av växthusgaser minskar just då. Och särskilt inte på främst Gotland.

Är det inte helt enkelt så att svängningen bara är en artefakt i modellen som inte har något med verkligheten att göra? Den har visserligen ingen större betydelse i det långa loppet men dess närvaro gör grafen rejält vilseledande – den gör att man tenderar att sätta för stor tilltro till modellernas tillförlitlighet. Mer rättvisande hade varit två punkter, en i början (1960) och en i slutet (2100), och en rät linje däremellan.
Även andra krökar på kurvan ger anledning till frågor, t.ex. den kring 1985 och den stora i diagrammets början. Representerar dessa anpassningar till faktiska data? Eller vad orsakar dem? Den inledande grafen – representerar den nedgången 1940-1975 som ju brukar tillskrivas aerosoler, och hur har de i så fall anpassats? Eller menar SMHI att modellerna faktiskt, utan anpassning i efterhand, har reproducerat dessa data?

Sist men inte minst är det lite anmärkningsvärt att SMHI tror så mycket på dessa modeller att de förväntas kunna ge uppskattningar av differentiella skillnader i förändringar i årsmedeltemperaturen mellan svenska landskap som är signifikanta och meningsfulla nästan hundra år in i framtiden! Är det verkligen så?
Jag hoppas givetvis att mina frågor kommer att få en tillfredsställande förklaring. I så fall bugar och bockar jag för klimatforskningen och dessa modellers imponerande precision. Om inte så förväntar jag mig att SMHI modifierar eller tar bort dessa data ifrån sina hemsidor eftersom de bidrar till att ge en orealistisk tilltro till osäkra modeller. Eftersom SMHI talar med stor auktoritet i den viktiga klimatfrågan är det av stor betydelse att man är mycket noggrann med hur man presenterar sina data.

Julhälsningar

Steven Jörsäter

Från: Rummukainen Markku [mailto:markku.rummukainen@smhi.se]
Skickat: den 10 januari 2009 16:31
Till: steven@jorsater.se
Kopia: Registrator; Klimatolog; Rummukainen Markku
Ämne: SV: Årsmedeltemperaturen på Gotland fram till år 2100

SMHI dnr 2008/2512/15
Hej Steven,

Tack för dina funderingar och frågor. Jag ber om ursäkt att svaret har dröjt – kommunikationen påverkades av de många helgerna sedan du mejlade.

Scenarierna är inte prognoser. Skillnaden mellan dessa två termer är inte självklar utanför forskningen. Därför berör vi den på de nämnda analyssidorna (se under Mer information -> Om analysen -> Sida 5).

Klimatscenarier bygger på scenarier (tänkbara utvecklingar) av teknik, befolkning, ekonomiska aktiviteter osv., vilka leder till behov och produktion av energi och därmed klimatpåverkan i form av utsläpp och markanvändning. För att kunna beräkna hur klimatet förändras, används s.k. klimatmodeller som är en fysikalisk beskrivning av atmosfären, havet och landytorna. Medan klimatpåverkan kan leda till successiva förändringar, präglas klimatsystemet samtidigt av interna svängningar. Dessa uppstår inte minst i atmosfärens och havets ständiga samspel. Den interna variabiliteten syns även i globala medelvärden (t ex växlar atmosfären och ythavet förhållandevis stora värmemängder mellan åren (tänk på El Niño), med motsatta skiftningar i lufttemperaturen och värmelagringen i havet).

Regionalt, till exempel här i Norden, är mellanårsvariabilitet och en del svängningar uppenbara i historiska klimatdata. T ex är skillnaden mellan det varmaste och kallaste året under 1900-talet ungefär fyra grader på riksbasis. Ofta hänger dessa variationer ihop med den storskaliga cirkulationens nycker. Västvindarna med mild och fuktig luft är olika starka olika år. Vi upplever olika ofta luftmassorna från Arktis osv. Dessa variationer handlar typiskt om omfördelningar av varmare och kallare, fuktigare och torrare. En svängning i en riktning i ena området motsvaras av en motsatt svängning någon annanstans.

Naturlig variabilitet är betydligt större lokalt än regionalt, och större regionalt än globalt. Den fysikaliska beskrivningen som återfinns i klimatmodeller ger upphov till simulerad naturlig variabilitet. I dagens modeller är resultat på denna punkt dock beskrivningar av olika möjliga variabilitetsförlopp än nödvändigtvis det förloppet som klimatet exakt fastnar sig i. Om man lutar sig mot vetenskapen bakom, skulle man konstatera att eftersom klimatsystemets natur och därmed beskrivningar är till mångt och mycket icke-linjära, är systemets deterministiska predikatabilitet begränsat (främst till väderprognosskalor). Däremot, som andra sådana system, är systemets statistik (medelförhållanden, typiska variationer och även karakteristisk förekomst av extremer) prediktabelt.

Och nu börjar svaret på dina frågor… detaljerna i beräkningarna, till exempel det du hänvisar till i Gotlandskurvan 1027-2038 är inte prognoser och meningen är inte att föreställa dem så. Närmast en prognos kommer att temperaturen successivt stiger, samtidigt som en del variabilitet förstås finns med i bilden. Som du är inne på, konkretiseras detta med det gråa området. Det är tämligen säkert att en fortsatt global uppvärmning inte ger sig till känna med alltid högre temperatur året därpå, pga av naturlig variabilitet. Om variabiliteten i sig inte ändras (vissa aspekter av variabiliteten lär ändras när det blir varmare), kommer den ändå att följa med de successiva medelförhållandena.

I diagrammen visar de röda och blåa kolumnerna mellan 1961 och 2007 observerade data. De klimatmodellberäkningar som visas för samma period är inte anpassade på något sätt till den inträffade interna variabiliteten. Däremot har man använt de konstaterade förändringarna i atmosfärens växthusgashalter och partikelinnehåll i de drivande modellerna. I globala klimatmodellberäkningar kan man idag i stort förklara jordens medeltemperaturutvecklingen i ljuset av dels interna variationer, naturlig klimatpåverkan och utsläppens verkan. Den sistnämnda blir allt viktigare under 1900-talets andra halvlek och därefter.

Huruvida framtiden blir som i dessa resultat återstår att se. Vi skriver på den i början av detta svar nämnda fördjupade beskrivningen att ” Andra utsläppsscenarier, andra globala- och regionala modeller kan ge delvis andra resultat. Det gäller speciellt för det kvantitativa utfallet. ”Att det blir allt varmare globalt, regionalt och lokalt vid fortsatta utsläpp framstår som robust. En hel del av de regionala skillnader som beräkningarna tyder på är likaså trovärdiga (till exempel en större temperaturökning i våra trakter på vintern än på sommaren). Skillnaderna i årstemperaturhöjningar mellan Sveriges olika län är ganska små. När det gäller olika säsonger och inte minst nederbörden finns det mer att se.

Det finns olika syften med att ge ut scenarioresultat och även på denna skala. Scenarier avser exempel av konsistenta planeringshjälp, som en utgångspunkt. Ett eller ett par scenarier ger mat för tankarna, medan det först är flera scenarier som kan ge en mer kvantitativ bild. Olika län har olika förutsättningar och rimligen kommer att påverkas olika av klimatförändringar. Det efterfrågas mycket information på ännu mer detaljerade nivåer. Man vill gärna veta hur det kommer att bli där man bor och verkar. Länsvis information är en nedbrytningsnivå. En annan är den sverigeanalysen som också finns (med en fördelning i klimatmässigt med enhälleliga regioner är länen, se http://www.smhi.se/cmp/jsp/polopoly.jsp?d=8785&l=sv ). Även i den är Gotland dock en egen region.

Det är förstås så att ju mer man bryter ned klimatberäkningar i tid och rum, desto mer osäkert blir detaljerna i scenarioresultaten. Vi hoppas att informationen som SMHI förmedlar ger bra utgångspunkter för de som vill veta mer om klimatet förr, idag och tänkbart fram i tiden. Informationen om de länsvisa analyser kompletteras på andra håll på smhi.se Dina funderingar handlar till exempel information om på
http://www.smhi.se/cmp/jsp/polopoly.jsp?d=6618&l=sv

http://www.smhi.se/cmp/jsp/polopoly.jsp?d=6622&l=sv
En förbättringsidé som du väcker hos oss, är att komplettera den länsvisa analysen med korslänkar på andra sidor av smhi.se. Vi är på gång att göra en större förändring av webbsidorna, och bör passa på i samband med det.
Jag hoppas att du har glädje av detta svar.

Mvh,

Markku

———————————-

Markku Rummukainen (klimatforskare/expert)

SMHI

________________________________________
Från: Steven Jörsäter [mailto:steven@jorsater.se]
Skickat: den 14 januari 2009 22:24
Till: ‘Rummukainen Markku’
Ämne: SV: Årsmedeltemperaturen på Gotland fram till år 2100

Hej Markku!

Tack för ditt utförliga svar. Jag förstår skillnaden mellan scenarier och prognoser. Men jag tycker ändå inte att du svarar på den väsentliga frågan – varifrån kommer sänkningen – svängningen nedåt mot uppvärmningstrenden i Gotlandskurvan ifrån under perioden 2027-2038? Jag ska försöka vara mycket tydlig. Jag förstår att det är resultat som kommer ifrån modellen och att det är väntevärden men att de verkliga värdena kan falla var som helst i den grå zonen. Men väntevärdet för den aktuella perioden i grafen går nedåt mot trenden – varför? Ett resultat av modellen – javisst. Men tror någon att detta verkligen är reellt och inte bara ett resultat av en störning eller resonans eller liknande i modellen som inte har något som helst med verkligheten att göra. Är det inte så att om man kör en annan modell eller samma modell med bara något annorlunda inputdata så får man ungefär samma storskaliga trend men inte denna svängning? Om det är så så vore det mycket bättre att använda sk spaghettidiagram, dvs.med kurvor från olika körningar i samma diagram så kan man själv bättre avgöra vad man faktiskt ska tro på. Annars är detta scenario vilseledande när det gäller de detaljer som det faktiskt kan utpeka.

Ett bra sätt att testa klimatmodellerna och de regionala värdena är förstås att fortsätta bakåt (modellerna går ju lika bra att köra bakåt som framåt). In i 1800 talet och kanske ända in i 1700-talet – det vore oerhört intressant att se vad dessa scenarier tror (eller trodde) om den ”Lilla Istiden”. Jämförelse med de data som finns för dessa perioder kunde ju då ge ett bra mått på korrektheten för förutsägelserna i framtiden.

Mvh
Steven Jörsäter

________________________________________
Från: Rummukainen Markku [mailto:markku.rummukainen@smhi.se]
Skickat: den 15 januari 2009 00:07
Till: Steven Jörsäter
Kopia: Rummukainen Markku
Ämne: SV: Årsmedeltemperaturen på Gotland fram till år 2100

Hej Steven,

Den svängningen som du hänvisar till beror inte på någon avkylande klimatpåverkan utan ryms gott och väl inom naturliga variationer som är karakteristiska för klimatet (i detta fall för den regionala/lokala skalan). Om den är signifikant, beror på ”hur signifikant” man menar, dvs. hur (o)vanlig en sådan avvikelse är.

Den naturliga variabiliteten gör att en pågående långsiktig uppvärmning inte betyder att ett enstaka år alltid ska vara varmare än året innan. Den underliggande trendens effekt under ett år är mindre än den naturliga mellanårsvariabliteten. Ena året kan variabiliteten verka i samma riktning som underliggande trend, och andra året kan variabiliteten motverka trenden. Detta gäller även på något längre tidskalor än ett par år. Speciellt regionalt kan det gott handla om ett årtionde eller så. På längre sikt vinner ändå trenden. Vetenskapligt finns det inget konstigt i den perioden i resultaten som du pekar på.

Dessa beräkningar är inte prognoser. De visar klimatutvecklingen som scenarier, med vilket menas tänkbara utvecklingar av typiska förhållanden – medelvärden, storleken av mellanårsvariationer o dyl samt frekvensen av extremer av olika slag). Det är så ”att om man kör en annan modell eller samma modell med bara något annorlunda inputdata så får man ungefär samma storskaliga trend men TROLIGEN inte denna svängning?” Just därför skriver vi i dokumentationen att ” ” Andra utsläppsscenarier, andra globala- och regionala modeller kan ge delvis andra resultat.”

Detta betyder förstås att man inte ska tro på det exakta tidsförloppet i något enstaka scenario. Däremot finns det information i eventuella systematiska resultat om förändringar i medelvärden, storleken av mellanårsvariationer o dyl samt frekvensen av extremer av olika slag.

Din tanke om hur man kan testa klimatmodeller är relevant. Vi har även kört våra modeller för flera århundraden mellan år 1000 och idag, samt även för några olika perioden mycket längre tillbaka (typ 40 000 och 20 000 år sedan). Det som begränsar sådana simuleringar att mätdata (inkl s.k. proxydata) är få och osäkra. Men även sådana studier alltså görs och de tjänar syften om modellevaluering och förståelsen av klimatsystemet.

Man kan representera scenarioresultat på olika sätt. Flera modelleringar kan man visa som ett spagettidiagram, eller visa det intervallet inom vilket de hamnar. Jag har själv använt både och. Informationen och tolkningen är densamma. Det finns inget rätt eller fler sätt. Just i detta fall, du har väl lagt märke till att den länsvisa framställningen baseras på två(!) tänkbara scenarioberäkningar? De jämnare kurvorna är utjämnade värden. Det gråa området visar storleken på mellanårsvariabilitet i de två scenarierna.

Mvh,

Markku
________________________________________

Det här inlägget postades i Debatt. Bokmärk permalänken.

Ett svar till SMHIs regionalscenarier

  1. Pingback: Stockholm rustar sig för extremare väder | klimatet.jorsater.se

Lämna ett svar

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

*

Följande HTML-taggar och attribut är tillåtna: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>