Klimatologija pač ni za klimatologe

Avtor fotke: Len radin.

Avtor fotke: Len radin.

Če verjamemo datumom na spletni strani, o kateri bo govora v tem prispevku, smo v Sloveniji od avgusta lani bogatejši za novega zanikovalca globalnega segrevanja, povzročenega s strani človeka (v nadaljevanju AGS kot antropogeno globalno segrevanje). Mogoče je bilo zatišje pred g. Alkalajem in g. Komatom res že nekoliko dolgočasno, a kljub temu se mora Erik Margan dobro zavedati, da stopa v velike čevlje in da so pričakovanja visoka. V prispevku bom poskušal pokazati, zakaj si ne zasluži naziva skeptik, ampak prej zanikovalec. Njegov sestavek se začne nedolžno: »Klimatologija žal ni za telebane!« Človek bi že pomislil, da bo sledil pošten povzetek vseh napačnih predstav, ki jih imamo laiki oz. telebani o klimatologiji. A Margan že v naslednji povedi odkrije svoje karte, malo kasneje pa le še potrdi, da bi sestavek pravzaprav moral začeti bolj ambiciozno in že kar nekoliko prevzetno, namreč: »Klimatologija žal ni za klimatologe!«

Tako je, Margan klimatologije ne bi predaval le začetnikom, ampak kar vodilnim klimatologom vsega sveta. Začetni položaj je res klavrn, saj AGS podpira velika večina aktivnih klimatologov (). Da bi si pripravil manevrski prostor za ta epski napad, že takoj na začetku pomeša vzrok in posledico, kar se mu kasneje v članku zgodi še večkrat; z roko zamahne nad konsenzom klimatologov, kot da je konsenz namenjen samemu sebi in ni le posledica sila prepričljivih dokazov. Seveda ima Margan prav, da ne moremo vnaprej izločiti sicer izredno majhne verjetnosti, da sam ve nekaj, kar je ušlo večini klimatologov, a vsekakor od njega ne pričakujemo nič manj kot izjemne dokaze. Pa jih ima?

Da bi izvedeli, moramo članek prebrati, vendar je iz njega težko razbrati rdečo nit. Od številnih drugih prispevkov se njegov razlikuje v tem, da veliko računa, a kar kmalu postane jasno, da gre za precej standarden trik, t. i. zaslepljevanje z znanostjo. Teoretični uvodi so še kar pravilni, a kar hitro se v razpravo prikradejo izjave, ki zavajajo [1]. Ubogi laiki smo potem postavljeni pred odločitev, ali vsemu mirno verjamemo ali pa investiramo veliko časa. Margan nas sicer že na začetku skuša pomiriti, da je za razumevanje treba poznati le srednješolsko fiziko in kemijo oz. je treba biti malo močnejši v naravoslovju. Osebno me to prav nič ne pomiri, ampak sem lahko le še bolj zaskrbljen. Ne le, da Margan ve nekaj, česar vodilni klimatologi ne razumejo, ampak je za razumevanje tega uvida potrebna le srednješolska fizika. Stavim, da se je vaš skepticizem že ogrel in smo pripravljeni, da si nekaj trditev pogledamo bolj konkretno.

Ker bi bilo demantiranje celotnega članka preobsežno in bi demanti kot odsev članka tudi sam izgubil rdečo nit, se bom v nadaljevanju osredotočil na tri glavne sklope. V prvem Margan napada toplogredni učinek, v drugih dveh pa predstavi alternativni teoriji.

Teorija, ki je napačna ... po občutku

Po daljšem uvodu le pridemo do prvega večjega kamna spotike. Margan se loti fizičnega vzroka za globalno segrevanje, t. i. teorije tople grede (⇪). Znanstvenik Trenberth je naredil celovito študijo energijskih tokov, ki so prikazani na sliki 1 (v Marganovem članku je to slika 8). Margan ga kar tako mimogrede poskuša diskreditirati, češ da je naslov skice napačen, vendar diskreditira kar samega sebe (le zakaj energijskih tokov ne bi smeli ponazoriti z močjo?). A to sploh ni pomembno. Pomembno je to, da številkam o energijskem toku preprosto ne verjame oz. se mu zdijo nenavadne.

Slika 1: Prikaz letnih in globalnih energijskih tokov.

Slika 1: Prikaz letnih in globalnih energijskih tokov.

Je Margan našel študije, ki Trenberthu nasprotujejo? Citatov ni. Je napravil svoje izračune oz. meritve in ugotovil, da se ne ujemajo? Se mu zdi model tokov računsko protisloven? Se mu zdi, da je model fizikalno protisloven? Nič od tega, razen pogojno slednjega, kar obravnavam malo kasneje. Marganu so številke preprosto neintuitivne in iz tega z neverjetno lahkoto potegne zaključek v stilu »se vidi z aviona«, da je model fizikalno popolnoma neustrezen [2]. Spomnimo: intuicija je za skeptika le začetek poti, ki se nadaljuje z bolj rigoroznim preverjanjem. V znanosti je polno primerov, ki so neintuitivni, vendar resnični. Margan bi za pojasnitev lahko povprašal kakšnega klimatologa ali celo Trenbertha, samega avtorja študije (,), vendar iz zapisanega ni mogoče razbrati, da je to naredil. (V interesu popolnega razkritja moram priznati, da tudi jaz Margana nisem kontaktiral, da bi razjasnil mnoge nejasnosti v svojem članku.)

Še več, povsem jasno je, da Margan članka, od koder izvira slika, sploh ni prebral. Pravi, da »niso podane ocene intervala zanesljivosti katere koli od teh količin«, kar preprosto ni res. Na sliki jih seveda ni, so pa zato navedene v članku. Prav hitro sem našel interval za najpomembnejšo količino na sliki, neto absorbirano energijo oz. energijsko neravnovesje, ki je pravzaprav vzrok za globalno segrevanje (količina je 0.9Wm-2±0.5Wm-2).

Sami lahko prav hitro preverimo, ali so številke vsaj približno smiselne. Marganu se sicer zdi nenavadno, da toplogredni plini prispevajo h »gretju« površja Zemlje dvakrat več kot Sonce (333 enot proti 161), a ne pozabimo na noči in predele z višjo zemljepisno širino [3] ter svetlobno odbojnost [4] Zemlje. Prav tako ne bi smelo biti presenečenje, da Zemljino površje seva več energije, kot jo zadane sevanje Sonca v celoti (397 enot proti 341), saj ima Zemlja na srečo višjo temperaturo, kot bi jo imela ob sevalnem ravnovesju brez atmosfere [5]. Številke torej v grobem niso presenetljive

S svojo sliko 9 nam Margan le daje nekaj upanja, da bo svoje nestrinjanje z vrednostmi, ki jih je izmeril in izračunal Trenberth, utemeljil še s čim drugim kot le s svojim občutkom. A tudi tukaj napravi neverjeten skok od grafičnega prikaza do številk, ki naj bi nasprotovale Trenberthu. Problematike se zaveda že sam, saj pravi »Žal so barvno lestvico na desni sliki za izsevano moč izbrali nekoliko nerodno in je težko na oko oceniti deleže prehodnih območij.« Kako je torej Margan dobil te vrednosti, če ne na oko? Opis tega postopka ali vir namreč ni naveden.

Veliko kasneje se izkaže, da Margan ne trdi nič več ali manj kot to, da je teorija tople grede nesmiselna, ker naj bi kršila drugi termodinamični zakon [6], saj je nemogoče, da bi hladnejše telo (ozračje) nazaj segrevalo toplejšega (površje). Ta trditev je hkrati tudi dokaz, da Margan nima namena prispevati karkoli konstruktivnega k debati o AGS, saj je nesmiselnost trditve ob krajši razlagi očitna tudi laikom, ki tega zakona ne razumejo, še manj pa njegovih subtilnih nians. Treba se je namreč le vprašati, ali klimatologi dejansko trdijo, da toplogredni plini grejejo površje Zemlje in oceane.

V pogovornem jeziku velikokrat rečemo, da neka stvar greje, čeprav ta stvar nima izvora toplote. S takim primerom se srečujemo vsak dan: obleka. Pogovorno rečemo, da nas greje, vendar je tehnično bolj točno, da nas obvaruje pred ohladitvijo. Kadar klimatologi govorijo o segrevanju površja zaradi toplogrednih plinov, gre seveda za primerjavo dveh stanj, ki sta časovno ločeni in torej sploh ne moremo govoriti o sistemu, ki bi ga lahko analizirali z vidika entropijskega zakona. Težko je razumeti, kako je Margan padel v to past, če ga pa kdo od vas sreča pozimi, ga lahko vpraša, zakaj je odet v oblačila, saj je po entropijskem zakonu jasno, da ga ne morejo greti, saj so hladnejša kot on. Da je teorija tople grede v skladu s fiziko, potrdi tudi slika 1, ki je za Margana tako zelo nesmiselna. Površje v atmosfero izseva 396 enot, od atmosfere pa nazaj prejme 333 enot. Energijska bilanca je torej negativna, kar je povsem v skladu z drugim termodinamičnim zakonom.

Vsega je kriva plima

Po še nekaj cvetkah – med drugim je tudi jasno, da Margan ne loči vremena od podnebja [7] (glej »Računalniško modeliranje klimatskih procesov«) – pridemo do prav shizofrenega dela, kjer opisuje Scafettovo »teorijo«. Avtor teorije je vzel intenzivnost sončevega sevanja ter poiskal poljubno krivuljo, ki se intenzivnosti najbolje prilega. Kje je fizični proces, ki bi opravičil takšno početje? Menda velikost plimskih sil na Soncu, ki je rezultat planetov, kar naj bi pomembno vplivalo na Sončevo aktivnost!? Margan gre še korak dlje in s krivuljo prilagodi kar globalne temperature. To posredno povezavo je najbrž naredil, ker se je bilo težko odreči sliki 22 v njegovem članku, ki namiguje, da Scafettov model bolje napoveduje prihodnje temperature kot uradne projekcije. Pri vsem tem je najbrž popolnoma vseeno, da je uradno projekcijo Margan napačno ponazoril in da lahko zato zmotno zaključimo, da je pri napovedovanju temperature nezanesljiva [8]. Poleg tega ima uradna projekcija pomembno prednost: fizikalno utemeljitev.

Da ima fizikalno utemeljitev tudi Scafettov model, naj bi dokazovala Marganova slika 23. Pustimo besedo Marganu:

Težišče [Sončevega sistema] se pogosto nahaja izven Sonca, kar pomeni velikanske plimne sile na sončevi plazmi. Razlike v pritiskih gotovo igrajo pomembno vlogo pri pretoku energije v notranjosti Sonca in posledično na njegovo površinsko aktivnost (število magnetnih vrtincev, oziroma 'sončnih peg', ter koronarnih izbruhov).

Že prej sem omenil, da bi posledice teh »samoumevnih« procesov lahko merili neposredno in ne posredno preko temperatur. Scafetta sicer v članku naredi prav to, a zapeljimo se po vzročni verigi proti izvoru. Kaj točno naj bi pomenile »velikanske plimne sile« in kaj pomeni, da razlike v pritiskih »gotovo« igrajo pomembno vlogo? Je to izmerjeno in dokazano ali spet odvisno od intuicije gospoda Margana? V tem primeru pričakujem referenco (Scafetta teh dokazov namreč ne omenja). Kakorkoli že, njegova trditev o plimskih silah je napačna. Težišče Sončevega sistema namreč nima vpliva na velikost plimskih sil [9]. Vzemimo npr. Zemljo. Težišče sistema Zemlja – Sonce se nahaja daleč od Zemlje, globoko v Soncu, težišče sistema Zemlja – Luna pa malo pod Zemljino površino. Po Marganovi logiki so plimske sile Sonca na Zemljo velikanske, Lune na Zemljo pa malenkostne. Pa vendar že osnovnošolci vedo, da je plimovanje predvsem rezultat našega naravnega satelita. Je to le eden od mitov o fiziki, ki jih učijo v šoli? Priznajmo si, da jih je kar nekaj, a v tem primeru Luna dejansko prispeva večino plimske sile.

Pravzaprav se je težko odločiti, kaj je pri tej »teoriji« bolj neznanstveno: iz trte izvit fizični vzrok ali iskanje fizičnega vzroka za vsako ceno po vaji iz prilagajanja. Najbrž slednje, saj je vzrok prvega.

Manj oblakov, bolj vroče ... razumeš?

Margan se AGS loti tudi s Svensmarkovo teorijo, ki pa celo ponudi fizični vzrok za pojasnitev naravnega segrevanja Zemlje. Svensmark je namreč oče teorije, po kateri naj bi imeli kozmični delci pomemben vpliv na tvorbo oblakov, ki v povprečju ohlajajo Zemljo. Manj kozmičnih delcev pomeni manj oblakov, torej toplejše podnebje. Na žalost teorija pade že pri osnovi, saj podatki ne kažejo nobenega trenda upadanja števila kozmičnih delcev. Poleg tega teorija ni popolna, saj je znanstvenikom do sedaj uspelo dokazati le to, da kozmični žarki vplivajo na začetek tvorbe posameznih majhnih vodnih kapljic (). Do pomembnega vpliva na celoten proces tvorbe vodnih kapljic, na oblake in preko tega na podnebje je še dolga pot. Margan navaja eksperiment CLOUD v CERN-u, kot da bi ta tak vpliv dokazoval, vendar to ne drži ().

Tudi če bi bil vpliv kozmičnih delcev na podnebje dokazan, se je treba zavedati, da:

  • ni nobenega trenda upadanja števila kozmičnih delcev (glej vir pod opombo 14);
  • je trend naraščanja temperatur ponoči hitrejši kot podnevi, kar se sklada z AGS, ne pa s Svensmarkovim efektom, saj bi se morale temperature podnevi višati hitreje ().

V grobem sem izpostavil tri Marganove kritike AGS in pokazal, da tudi tista, ki si pogojno zasluži naziv znanstvena, nikakor ne more razložiti vsaj zadnjih dobrih tridesetih let globalnega segrevanja. Margan se je lotil še marsikatere sekundarne teme, vendar je bil moj namen le pokazati, da ni treba vnaprej verjeti vsemu, kar piše na internetu, čeprav je objavljeno pod URL-jem Instituta Jožef Stefan in je v članku polno formul, ki jih ne razumete. Velikokrat je povsem dovolj, da sledite virom, ki jih navaja članek. Ne bodite presenečeni, če boste ugotovili, da so članki objavljeni v revijah dvomljivega slovesa ali pa navedbam sploh ne pritrjujejo.

Margan svoj članek zaključi z začudenjem, da nekaj argumentov, ki jih je uporabil, ne najde na Wikipediji. Na samem koncu beremo: »Mar gre res za tako skrivnost? Človek se včasih vpraša ...« Ta elipsa najbrž pomeni, da je jasno, da je v ozadju neka zarota. Mi si pa mislimo svoje.


Opombe

  1. Na izjavo, da je koncentracija CO2 posledica temperatur, naslednji video ponuja zabaven odgovor. Načeloma se izogibam citiranju youtube videov, a Potholerjevi kratki filmčki so poučni in zabavni. Pohvalno je, da velikokrat citira in pravilno interpretira znanstvene članke.
  2. Bitke med znanstveniki in »intuitivci« se šaljivo loti kdo drug kot potholer54.
  3. Že samo ta prispevek prinese faktor štiri. Zemlja namreč zajame Sončevo energijo s svojim presekom ( ), sevanje toplogrednih plinov pa po celem površju, torej.
  4. Ta odbojnost oz. albedo bi bil za popolnoma črno telo 0, za popolnoma odbojno pa 1. Zemljin albedo je slabih 40 %.
  5. Sevalno ravnovesje je stanje, kjer Zemlja brez atmosfere izseva prav toliko energije, kot jo prejema od Sonca. Doseženo je pri povprečni temperaturi približno -18 ° C. Če dodamo atmosfero, se zaradi toplogrednih plinov (predvsem vodne pare) povprečna temperatura poveča na približno 14 ° C.
  6. Drugi termodinamični oz. entropijski zakon je bil formuliran, ker v naravi niso opazili pojavov, ki bi jih prvi termodinamični oz. energijski zakon sicer dopuščal. Eden od takih pojavov je tudi spontani prehod energije s hladnejšega na toplejše telo. Zakon je začel − kot toliko drugih − kot empirični zakon, vendar je medtem že dobil teoretično utemeljitev v kvatni statistični mehaniki.
  7. Tako pri vremenu kot podnebju gre za iste pojave, le da jih pri podnebju opazujemo skozi daljše časovno obdobje. Medtem ko je vreme zelo kaotično, je podnebje precej manj. Čeprav ne moremo napovedati vremena na določen dan deset let v prihodnosti (na kar radi opozarjajo zanikovalci globalnega segrevanja), pa smo lahko prepričani, da bo povprečna temperatura marca in aprila v Sloveniji višja kot januarja in februarja veliko let v prihodnosti.
  8. Primerjava različnih projekcij.
  9. Samo plimovanje je sicer kompleksen pojav, a vzroki zanj so relativno preprosti. Kljub temu je na internetu polno zavajujočih in napačnih razlag. Ključ je, da izberemo opazovalni sistem in se ga dosledno držimo. Članek na tej povezavi zelo dobro razloži številne napačne razlage.