23.2.2019 | Svátek má Svatopluk


EKOLOGIE: Ono někdy úplně stačí vzít si data...

8.6.2007

Chtěl bych se ještě vrátit k článku Luboše Motla Pravdu má Hrad, nikoli Hradec (NP, 31.5.2007). Dalo by se polemizovat s mnoha tvrzeními (prakticky ve všech kapitolách), nehodlám ale na jeho převážně řečnické cvičení reagovat podobným způsobem. Na to nemám ani čas, ani chuť. Nicméně reakci alespoň na 3 kapitoly si opravdu odpustit nemohu a budu se při tom držet zejména naměřených dat.

Ad "Opava"

Především je třeba konstatovat, že jakýkoli výběr jedné stanice pro podobné zpracování je ošemetná věc. I na tak malém území, jakým je území ČR, se totiž vývoj teplot v různých oblastech poněkud liší a žádná jednotlivá stanice tedy nemůže dát úplný obraz o vývoji teplot na celém území. Ať by tedy byla vybrána jakákoli stanice, lze argumentovat tím, že není reprezentativní pro celé území ČR. Opava může být reprezentativní pro některé oblasti severní Moravy, ale už ne třeba pro západní Čechy. Ale platí to i naopak. Jedno z možných řešení (ale rovněž ne ideální) je sestavení umělé (syntetické) teplotní řady, ve které jsou například zprůměrovány řady ze všech kvalitních dostupných stanic. Taková řada má tu výhodu, že jevy, které jsou zaznamenány na většině stanic, v takové řadě obsaženy budou, zatímco jevy, které jsou vlastní třeba jen jediné stanici, budou v takové syntetické řadě potlačeny. Čím obecnější jev, tím výrazněji bude v syntetické řadě obsažen.

Syntetická teplotní řada pro území ČR existuje. Není to však řada z žádné konkrétní stanice, tudíž neodpovídala požadavku, který jsme dostali. Navíc k "průměrným" řadám existuje v jistých kruzích určitý odpor, podporovaný třeba názorem, že taková průměrná teplota je cosi jako průměrné telefonní číslo. Panu Motlovi, jako fyzikovi, ale jistě nemusím vysvětlovat, jak zásadní rozdíl je mezi průměrováním teplot a průměrováním telefonních čísel. Václavu Klausovi jsme poskytli řadu všech průměrných ročních teplot, které byly ze stanice Opava k dispozici, tedy 1921-2006. Žádný výběr období ani jeho zkracování nebo jiné úpravy nebyly provedeny.

Pokud jde o trend teplot, pan Motl naznačuje, že použití kvadratického trendu pro Opavu je nějaká výjimečnost, daná tím, že lineární aproximace je nevhodná, protože Opava nevykazuje žádný lineární trend. To je ovšem hluboký omyl pana Motla. Na obr.1 je znázorněno, jak se vyvíjí lineární trend teplot na stanici Opava a jeho statistická významnost, pokud měníme počátek zpracovávaného úseku dat (konec je neměnný, a to rok 2006). Na grafu je jasně vidět několik věcí. Jednak pro úseky se začátkem po roce cca 1970 dostáváme sice výrazné oteplování, ale výsledek není statisticky významný (zpracovávané úseky jsou příliš krátké na to, aby daly statisticky spolehlivé výsledky) a proto by byla chyba takovými výsledky argumentovat. To bylo také výslovně uvedeno v materiálu pro Václava Klause. Trendy pro úseky se začátkem v období 1940 až cca 1970 jsou již statisticky významné minimálně na 5% hladině významnosti, hodnota samotného trendu se mění jen málo a pohybuje se v hodnotách 0,01 až 0,02°C/rok, tedy 1 až 2°C/100 let. Pokud by ovšem řada měla i před rokem 1940 podobný dlouhodobý vývoj jako v období 1940-2006, pak by se s dalším růstem délky zpracovávaného úseku (tedy i pro začátky zpracovávaných úseků před rokem 1940) měla hodnota trendu měnit jen málo a statistická významnost výsledků by měla zůstávat poměrně vysoká. V grafu je ale vidět něco úplně jiného. Pro začátky zpracovávaných úseků před rokem 1940 hodnota trendu začíná znovu klesat a statistická významnost trendu klesá dokonce velice rychle. Právě rychlý pokles statistické významnosti v tomto případě celkem jednoznačně signalizuje změnu charakteru trendu někdy kolem roku 1940 a to, že pro úseky se začátkem před rokem 1940 ztrácí lineární trend smysl. To bylo následně potvrzeno i další nezávislou analýzou trendů pomocí metody obecných polynomiálních regresních modelů, pracující na podobném principu jako kroková regrese. Ty ukázaly, že nejvhodnější aproximací pro opavskou řadu je aproximace parabolická.

Opavská řada však není nijak výjimečná z hlediska optimálního stupně polynomu pro aproximaci trendové složky. Na obr.2 jsou uvedeny grafy pro další 3 stanice, a to (shora) Hradec Králové, Klatovy a Milešovka. Vlevo je vždy lineární trend, vpravo parabolický, oba včetně 95% intervalu spolehlivosti. Na všech těchto stanicích se lineární trend ukázal být statisticky významný, přesto nebyl optimální a vhodnější byla i pro tyto stanice aproximace parabolou. I zde byl typ vhodného trendu posuzován pomocí obecných polynomiálních regresních modelů, stejně jako tomu bylo v případě stanice Opava.

Tedy celkově ke kapitole "Opava":
* To, že ve většině prací jsou uvedeny lineární trendy ještě neznamená, že to je aproximace optimální. Lineární trend jen velice hrubě a schematicky popisuje systematický vývoj střední úrovně řady a používá se většinou jako "první odhad".
* Identifikace vhodnosti parabolického trendu pro stanici Opava (i pro další stanice) byla provedena zcela standardními statistickými metodami.
* Tvrzení pana Motla, že v případě zjištění parabolického trendu první polovinu dat odhodím a vyberu jen tu druhou, kterou mohu použít jako argument pro oteplování, je naprostý nesmysl. Stejně jako hned následující tvrzení o volbě nejpohodlnějšího možného začátku grafu v minulosti ("…aby naše víra ve svaté principy oteplování co nejvíce posílila"). Žádné takové účelové výběry nikdo nedělal, Václav Klaus dostal veškerá data ze stanice Opava, od začátku systematických měření na této stanici. Tedy žádná druhá polovina dat, žádná volba "nejpohodlnějšího" začátku…
* Pan Motl dále zmiňuje jakýsi "algoritmus" zpracování a prezentace dat, která se "nehodí" ("…jiný způsob jak data reprezentovat, oříznout, interpolovat, interpretovat, zašeptat nebo úplně zahodit…"). Opět - nic z toho se tu nestalo. Trendová složka byla analyzována standardními statistickými metodami, nic nebylo "oříznuté" a byla poskytnuta veškerá dostupná data, nic nebylo "interpolované", interpretace výsledků je zcela standardní a korektní a "zašeptáno" či "zahozeno" nebylo vůbec nic. Opravdu netuším, kde a jak pan Motl k této své představě přišel.
* Pokud pan Motl píše, že "Je dost pravděpodobné, že ani v následujících 100 letech žádné mimořádné klimatické změny v Opavě neuvidí. Stejně tak je tomu s ostatními městy a místy v naší vlasti i na celé zeměkouli", pak se pouští jen do jakéhosi jasnovidectví, protože tuto svou úvahu nemůže opřít nejen o výsledky klimatických modelů, ale dokonce ani o extrapolaci dosavadního vývoje teplot.
* Kde pan Motl vzal tvrzení, že "Asi tak v polovině míst k prokazatelnému růstu teplot vůbec nedochází", to pro jistotu ani neuvádí. Mohl by si ale najít alespoň nějaké informace například na serveru GISS/NASA, kde si může stáhnout data pro jednotlivé stanice na úrovni měsíčních průměrů a udělat si odpovídající statistickou analýzu. Rychle by viděl, jak se mýlí.
* Jen pro zajímavost a na doplnění k předchozí odrážce - pokud jde o stanice v ČR (konkrétně za období 1961-2006), všechny dostupné stanice s kompletní řadou za celé toto období 47 stanic) bez výjimky vykazují v tomto období rostoucí trend teplot, u 42 z nich je trend statisticky významný na 1% hladině významnosti, u 4 stanic jen na 5% hladině významnosti a jen u jediné je trend nevýznamný i na 5% hladině významnosti. To také o něčem svědčí.
* Že pojem "globální teplota" vypovídá o tom, že "její obhájci mají 'globální' plány", to už je ovšem jen čirá a zřejmě poněkud bujná fantazie pana Motla.
* Nemohu si odpustit ještě jednu osobní věc, ale do osobní roviny to dostal ve svém příspěvku pan Motl. V této kapitole totiž popsal některé zcela nekorektní a podvodné způsoby manipulace s daty a výsledky. V některých místech ovšem tvrdí, že jsem takové metody použil (nebo používám) i já. To se mě osobně opravdu dost dotklo. Nic z toho, co popisuje pan Motl, jsem při zpracování dat pro Václava Klause (ale ani v žádném jiném) nepoužil, nepoužívám a používat nikdy nebudu. K tomu bych se v žádném případě nesnížil. Pokud mě tedy pan Motl dává do jakékoli souvislosti s podobnými metodami, tak už jen prachsprostě lže.

Opava lineární trend

Obr.1: Teplotní trend na stanici Opava a jeho statistická významnost v závislosti na počátku zpracovávaného úseku dat (konec = rok 2006)

Hradec Králové lineární regrese

Hradec Králové kvadratická regrese

Klatovy lineární regrese

Klatovy kvadratická regrese

Milešovka lineární regrese

Milešovka kvadratická regrese

Obr.2: Lineární a parabolický trend teplot na stanicích (shora) Hradec Králové, Klatovy a Milešovka

Ad "Hokejový graf"

V této kapitole uvádí pan Motl obrázek se třemi různými rekonstrukcemi teplot za posledních cca 1100 let. Obrázek ovšem demonstruje především to, že poznání se i v klimatologii vyvíjí a výsledky, staré více než 15 let, se od těch dnešních liší. To jistě není nic nového. Jen tu "rovnou tyč", o které píše pan Motl v souvislosti s Mannovou rekonstrukcí (modrá křivka), tam jaksi nevidím. Nebo možná pod pojmem "rovný" myslíme každý něco jiného, ale mně rozhodně ta křivka jako "rovná" nepřipadá. Zájemci o další a podrobnější grafy se mohou podívat třeba do zprávy IPCC, konkrétně do 6. kapitoly "Paleoclimate", tam je zakreslena Mannova i Mobergova rekonstrukce a ještě řada dalších…

Mannova rekonstrukce není bezproblémová a je dosud předmětem diskusí. Podobné výsledky ale dostali i další autoři, kteří zpracovávali i jiná data než Mann a zpracovali je jinými metodami. Přesto nejsou s Mannem v zásadním rozporu. Proč?

Je tady ale ještě jedna daleko zajímavější věc. Pokud se totiž podíváte do článku, na který odkazoval pan Motl, a to na obrázek 8, tam jsou zakresleny jak původní Mannova rekonstrukce teplot na severní polokouli, tak i rekonstrukce "opravená" podle McIntyra a McKitricka (obě shlazené 20-letými klouzavými průměry). Tyto rekonstrukce ale končí rokem 1980, ani jedna z nich tedy nezahrnuje poměrně prudké oteplení, ke kterému došlo po roce 1980. Data pro McIntyrův a McKitrickův graf jsou k dispozici zde (původní i shlazená). Není ale problém stáhnout si i naměřená data o průměrných teplotách na severní polokouli třeba ze serveru CRU/UEA (od roku 1850) nebo GISS/NASA (od roku 1880) až do roku 2006. Každá tato řada ovšem vyjadřuje teplotní anomálie vzhledem k jinému období. McIntyrova a McKitrickova rekonstrukce vzhledem ke kalibračnímu období 1902-1980, CRU vzhledem k 1961-1990 a GISS vzhledem k 1951-1980. Teplotní anomálie z CRU a GISS lze ale "posunout" tak, aby měly v období 1902-1980 nulový průměr, stejně jako "opravená" řada McIntyra a McKitricka. To je zcela běžný postup, kterým se vlastně různé řady anomálií převádějí na shodné kalibrační období. Takto doplněný graf je na obr.3. Oproti původnímu obrázku podle McIntyra a McKitricka zde tedy byly jen doplněny výsledky přístrojových měření podle CRU a GISS. Je ale jasně vidět, že na konci řady jsou teploty vyšší, než jaké jsou nejvyšší hodnoty podle McIntyra a McKitricka v období středověkého "klimatického optima". Konkrétně nejvyšší hodnota podle "opraveného" grafu McIntyra a McKitricka je +0,44°C (průměr za dvacetiletí 1418-1437), zatímco podle CRU i GISS je to +0.52°C (1987-2006). Podíváme-li se i na původní neshlazená data, pak podle McIntyra a McKitricka je maximální hodnota +0,65°C (rok 1435), podle CRU je ale nejvyšší roční hodnota +0,82°C (rok 2005) a podle GISS +0,88°C (rovněž 2005). U obou řad, CRU i GISS, byl rok 1998 a pak všechny roky v období 2001-2006 teplejší, než vůbec nejteplejší rok podle "opravené" rekonstrukce McIntyra a McKitricka. Lze tedy konstatovat, že v posledních 6 letech bylo na severní polokouli tepleji než bylo kdykoli dříve nejméně od roku 1400. Tuto skutečnost nejen nevyvrací, ale naopak potvrzuje i McIntyrova a McKitrickova rekonstrukce teplot.

A navíc (pro pana Motla) nepřipomíná to teď "hokejku" trochu víc? A hlavně - jste si stále jist, že ani tento graf neukazuje žádné "…bezprecedentní oteplování v průmyslové éře"?

Rekonstrukce teplot podle Manna

Obr.3: Rekonstrukce teplot podle Manna (modře), "opravená" podle McIntyra a McKitricka (červeně) a doplněná měřenými daty podle CRU (oranžově) a podle GISS (zeleně). Všechna data jsou shlazena identickými 20-letými klouzavými průměry.

Ad "Jižní polokoule"

Zásadně ovšem nesouhlasím s tvrzením pana Motla, že "…na jižní polokouli nedošlo v posledních 25 letech k žádnému statisticky významnému oteplování". Pokusím se vysvětlit proč. Pan Motl píše, že teploty při povrchu Země jsou ovlivněny teplem z městské zástavby. Proto více důvěřuje měřením tepoty pomocí satelitů a balonů NASA a uvádí grafy měření, která zpracovávají R.Spencer a J.Christy. Pominu tady fakt, že problém vlivu velkých městských aglomerací je ve výpočtech velkoprostorových průměrů teplot poměrně dobře ošetřen. Teploty při povrchu jsou ovšem důležité zejména proto, že ať chceme nebo ne, většina lidí, zvířat i rostlin žije právě ve vzdálenosti do několika metrů od povrchu. Když půjdeme do vyšších hladin, rychlost oteplování je tam pomalejší než při povrchu a pokud bychom se dostali až do stratosféry, tam dokonce teplota klesá. Není to ale žádné popření "globálního oteplování", je to naopak jen jeho logický důsledek. Důsledek, který předpovídaly už první (z dnešního pohledu docela primitivní) radiační či radiačně-konvektivní klimatické modely.

Ale vraťme se k jižní polokouli. Pan Motl prezentuje grafy, popisující vývoj teplot ve spodní troposféře, neuvádí ale (snad pro jistotu ???) odkaz na samotná data. Tvrdí ale, že "Spodní graf zaznamenává jižní polokouli a není na něm vidět žádné oteplování". "Není vidět" samozřejmě ještě neznamená, že tam nic takového opravdu není. Takže - data jsou ke stažení zde. Z nich lze snadno zjistit (a stačí na to třeba jen Excel), že za období od prosince 1978 do dubna 2007 byl trend globálních průměrů teplot +0,145°C/10 let, pro severní polokouli +0,216°C/10 let a pro jižní polokouli +0,073°C/10 let. Podstatné ale je, že všechny tyto trendy, tedy i trend pro jižní polokouli, jsou statisticky významné na 1% hladině významnosti.

Pan Motl dále píše: "…panu Metelkovi stačí, když nalezne jeden tým, jejichž měření nesouhlasí s mým tvrzením, k tomu, aby sebevědomě pravil, že nemám pravdu.". Jenže on to není jen nějaký "jeden tým". Je to dokonce přesně ten "tým", který si vybral ke své argumentaci sám pan Motl, kdo ho usvědčuje z omylu. Hlavně mě ale překvapuje, že si pan Motl takhle snadnou věc předem neověřil…

Václav Klaus ve své knize "Modrá, nikoli zelená planeta" uvádí příklady grafů podle Michaela Crichtona, kde "…jeden z nich vývoj dramatizuje, druhý naopak velmi ‚zklidňuje'. Ve své reakci na toto tvrzení jsem uvedl, že "…to ukazuje, jak ošidné může být pouhé "dívání se na grafy" bez dalšího statistického zpracování dat". Přesně tohle nám tady krásně předvedl pan Motl a já mu tímto děkuji za tak názornou ukázku.

Závěrem

Doufám, že čtenáři tohoto článku tentokrát nezůstanou jen u čtení, ale že si stáhnou data, na která jsem uvedl odkazy a sami se přesvědčí…

klimatolog



Ford Focus 2.0 TDCi...
Ford Focus 2.0 TDCi...

r.v. 2007, naj. 135 697 km, diesel
139 990 Kč (s DPH)

Diskuse


Strávník
1:05
12.6.2007

Ladislav N. :-)))
19:23
12.6.2007

Ludva
21:22
10.6.2007

Bikkhu
10:16
15.6.2007

AA
18:27
10.6.2007

Ivan Nový
AA,
20:16
10.6.2007

AA
10:22
12.6.2007

Ivan Nový
AA,
20:18
10.6.2007

AA
10:19
12.6.2007

Ludva
21:29
10.6.2007

i.h.
21:47
10.6.2007

LM
22:11
10.6.2007

i.h.
8:51
11.6.2007

LM
9:32
11.6.2007

i.h.
11:50
11.6.2007

i.h.
14:12
11.6.2007

i.h.
14:13
11.6.2007

LM
14:40
11.6.2007

i.h.
15:57
11.6.2007

Strávník
2:15
12.6.2007

i.h.
8:54
11.6.2007

Strávník
2:06
12.6.2007

Bob
9:09
11.6.2007

i.h.
10:01
11.6.2007

Bob
10:31
11.6.2007

i.h.
11:58
11.6.2007

i.h.
12:04
11.6.2007

AA
0:00
12.6.2007

Strávník
1:00
12.6.2007

Strávník
1:21
12.6.2007

EW
22:14
9.6.2007

baltahsar
22:35
9.6.2007

EW
22:51
9.6.2007

baltahsar
22:57
9.6.2007

baltahsar
23:04
9.6.2007

EW
20:54
14.6.2007

Karel Cikán Sudeťák
18:50
9.6.2007

AA
12:30
10.6.2007

i.h.
15:53
10.6.2007

AA
18:26
10.6.2007

EW
19:44
10.6.2007

baltahsar
0:15
12.6.2007

i.h.
21:45
10.6.2007

i.h.
14:09
9.6.2007

Josef.B
22:25
9.6.2007

i.h.
12:30
9.6.2007

baltahsar
12:52
9.6.2007

AA
22:09
9.6.2007

baltahsar
22:39
9.6.2007

doktor
9:06
9.6.2007

I.L.
9:26
9.6.2007

mobrules
10:27
9.6.2007

M.Lapin
8:44
9.6.2007

I.L.
9:21
9.6.2007

Ivan Nový
9:56
9.6.2007

mobrules
10:18
9.6.2007

M.Lapin
12:06
9.6.2007

M.Lapin
12:11
9.6.2007

baltahsar
12:46
9.6.2007

M.Lapin
22:18
9.6.2007

i.h.
22:47
9.6.2007

baltahsar
22:49
9.6.2007

M.Lapin
8:24
10.6.2007

i.h.
19:29
9.6.2007

Larus ridibundus
8:01
9.6.2007

MOBRULES
22:34
8.6.2007

počet příspěvků: 543, poslední 15.6.2007 11:45









 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.