6.12.2016 | Svátek má Mikuláš






POLEMIKA: TSI - ACRIM nebo PMOD?

14.7.2010

Pokud vám zkratky použité v nadpisu článku připadají poněkud záhadné, omlouvám se a pokusím se vše vysvětlit. Musím ale začít trochu jinak.

Od roku 1978 dodnes probíhá měření tzv. sluneční konstanty (TSI – Total Solar Irradiance, tedy příkonu slunečního záření k Zemi) i prostřednictvím satelitů. Je jasné, že satelitní měření, neovlivňované zemskou atmosférou, může být daleko přesnější než jakékoli měření ze zemského povrchu. Žádný ze satelitů však neměří nepřetržitě celou tuto dobu. Satelity se střídaly, samozřejmě se i postupně i technologicky vyvíjely. Každý ze satelitů měřil vlastně jen několik let (většinou asi 10-15 let). Pochopitelně bylo nutné z těchto kusů měření sestavit celou řadu, která by pokrývala celé období od počátku (rok 1978) do současnosti. Takto sestaveným řadám se říká kompozity.

Pokud jde o řadu TSI, dnes existují dva nejčastěji používané kompozity, označované ACRIM (název podle přístroje – Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor) a PMOD (název podle centra, kde byl kompozit sestaven tedy Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos). Proč dva? Hlavně proto, že není úplně jasné, co se s TSI dělo mezi roky 1989 a 1991. V tomto období, zvaném ACRIM-gap, totiž už nefungoval přístroj ACRIM-I a ještě nefungoval ACRIM-II na družici UARS, jejíž vypuštění bylo opožděno po havárii raketoplánu Challenger. Jediné dva detektory, které v období ACRIM-gap měřily TSI, byly ERB (Earth Radiation Budget) na stařičkém satelitu Nimbus 7 a ERBE (Earth Radiation Budget Experiment) na satelitu ERBS (Earth Radiation Budget Satellite). Bohužel se vzájemně rozcházejí. Zatímco Nimbus 7 / ERB vykazuje v době ACRIM-gap mírný nárůst hodnot TSI, ERBS / ERBE vykazuje mírný pokles.

Při sestavování kompozitů TSI použily oba týmy, ACRIM i PMOD, prakticky stejná satelitní data, ale poněkud odlišné přístupy zejména k měřením v době ACRIM-gap. Výsledkem jsou dva kompozity, které se po roce 1989 vzájemně systematicky poněkud liší (asi o 0,3-0,4 W.m-2). ACRIM ukazuje vyšší hodnoty než PMOD. To má ovšem jeden poměrně závažný důsledek. Podle dat ACRIM totiž mezi solárními minimy 1986 a 1996 hodnota TSI stoupla (a někteří to považují za hlavní příčinu růstu průměrné globální teploty v té době), ale podle dat PMOD se TSI v té době prakticky nezměnila (a vysvětlení růstu teplot by bylo nutné hledat jinde).

Tomuto problému se v nedávné době věnoval i pan Vítězslav Kremlík v řadě svých článků (např. zde, zde nebo zde). Hlavně na základě výsledků tohoto článku (v dalším textu bude uváděn jako SW2009) došel k závěru, že kompozit PMOD je chybně a realitě odpovídá kompozit ACRIM. Když se ale podíváme třeba na to, jak pan Kremlík protestoval, když University of East Anglia vyšetřovala svou „podřízenou“ organizaci (CRU) v souvislosti s aférou „CRUgate“ (např. „Připravte si blicí pytlíky. Universita ve Východní Anglii (UEA), která je zaměstnavatelem Phila Jonese, dokončila druhé a poslední interní vyšetřování. Komise sira Muira Russela nyní Jonese očistila stejně jako předtím komise Oxburghova. A tak UEA vrátila Jonese do pozice ředitele Climate Research Unit, ze které po vypuknutí aféry Climategate odstoupil.“, atd.zde), je jeho argumentace pro ACRIM velice zajímavá. Jeden z autorů výše zmíněného porovnání, Richard C. Willson, je totiž šéfem týmu ACRIM. Podle kritérií, která sám pan Kremlík používá na UEA a CRU, by měl spíše protestovat proti tomu, aby šéf týmu ACRIM hodnotil kvalitu dat ACRIM. Ale pan Kremlík evidentně měří každému jinak, podle toho, čí závěry lépe vyhovují jeho ideologii. Dovedu si živě představit, jaké protesty bych četl od pana Kremlíka například v souvislosti s tímto článkem, a to jen proto, že jedním z autorů je - Claus Frohlich z PMOD v Davosu. Článek totiž dochází k naprosto opačnému závěru - kompozit PMOD je kvalitnější než ACRIM…

Ale zpátky od konspiračních teorií (na to je specialista pan Kremlík, do toho mu fušovat nebudu) k podstatě problému. Dobrá, můžeme si říci, že každý hájí to svoje. Jak je to ale doopravdy? Která řada je realističtější? ACRIM nebo PMOD? Na to bychom potřebovali mít nějaké indikátory, nějaká nezávislá měření jiných fyzikálních veličin, které jsou ale fyzikálně a statisticky pokud možno těsně navázané na procesy, při kterých vzniká sluneční záření. A provést na nich nezávislé testy. Takové indikátory existují a byly i použity ve sporu ACRIM versus PMOD (podotýkám, že úmyslně vynechám ty práce, kde je jedním ze spoluautorů C.Frohlich).

Například v této práci byly jako indikátor použity hodnoty UV záření, které je s TSI těsně korelované. Výsledek? Vývoji UV záření odpovídá spíše kompozit PMOD. ACRIM po roce 1990 nadhodnocuje. Navíc tato práce ukázala, že v SW2009 (tedy v panem Kremlíkem tak prosazované práci) byla použita nevhodná verze modelu SATIRE (verze, založená na slunečních skvrnách), která je vhodnější pro časová měřítka desetiletí a staletí. Pro kratší úseky je vhodnější verze, založená na slunečních magnetogramech. Na tomto základě ovšem došli autoři k závěru, že v období 1986 až 1996 TSI nevzrostla. Tedy totéž, co tvrdí řada PMOD.

Ale nemusíme jen chodit do literatury. Můžeme si třeba stáhnout data ACRIM a PMOD a k nim nějaký ten indikátor. Třeba relativní čísla slunečních skvrn nebo sluneční rádiový tok na 2800 MHz. A spočítat si něco úplně jednoduše sami. Někdy opravdu není špatné nespoléhat se jen na to, co kdo opublikoval, ale také si leccos ověřit.

Bude-li nás zajímat, ve které řadě došlo v období ACRIM-gap k systematickému posunu oproti danému indikátoru (a v některé z nich k tomu dojít muselo), pak úplně stačí řady rozdělit na dvě části. Protože pan Kremlík konkretizoval ten problém s daty do září 1989, můžeme řady rozdělit na data do září 1989 (část „A“) a od září 1989 dále (část „B“). Pro každou část se můžeme zvlášť podívat na závislost mezi hodnotami TSI v dané řadě a hodnotami příslušného indikátoru. Pokud v období ACRIM-gap k systematické změně oproti indikátoru nedošlo, měla by být závislost v období B podobná závislosti v období A. Pokud naopak k systematické změně došlo, závislosti se budou v obou obdobích lišit. Jen pro úplnost dodávám, že níže uvedené grafy neznázorňují původní denní data, ale data průměrovaná vždy po cca 27 dnech, tedy zhruba přes 1 otočku Slunce vzhledem k pozorovateli na Zemi. To by neměl být problém, v podobných analýzách se běžně průměruje i přes delší období, nehledě na to, že i pan Kremlík ve svých článcích často prezentuje silně shlazená data.

Závislost ACRIM a PMOD na relativním čísle slunečních skvrn:

TSI 1

TSI 2

Je zcela zřejmé, že u řady PMOD se závislost TSI na hodnotách indikátoru v roce 1989 prakticky nezměnila, zatímco u řady ACRIM je po roce 1989 patrný systematický posun k vyšším hodnotám o několik desetin W.m-2 a je tam zřejmá separace bodů v grafu podle toho, zda jde o data do roku 1989 nebo po roce 1989.

Pokud by se někomu relativní čísla slunečních skvrn nelíbila (skutečně je to do určité míry uměle zkonstruovaná charakteristika), můžeme použít jako indikátor třeba sluneční radiový tok na 2800 MHz:

TSI 3

TSI 4

Indikátor jiný, výsledky prakticky stejné.

A ještě k těm indikátorům: Sám pan Kremlík uznává, že „každý indikátor ukazuje něco trochu jiného“ (v diskusi pod tímto článkem). S tím lze souhlasit. Proto je důležité použít pro TSI především ty indikátory, které popisují procesy co nejtěsněji související s emisí elektromagnetického záření a které se odehrávají blízko oblastí, kde k emisi viditelného slunečního záření dochází. Tedy co nejblíže fotosféře. Mohu však pana Kremlíka ujistit, že kdyby náhodou potřeboval naopak pomocí indikátorů doložit, že sluneční aktivita v daném období klesala, nebo cokoli jiného, jistě by pro své tvrzení také časem nějaký indikátor našel. Na všechno se nakonec nějaký najde. Ať už chceme „dokázat“ cokoli. Stačí jen hledat, vybírat, co se hodí a zavrhovat, co se nehodí. To je ostatně běžný postup pana Kremlíka…

Jaké indikátory tedy podporují, podle pana Kremlíka, řadu ACRIM? Sám nejčastěji uvádí sluneční vítr (svou podstatou i místem vzniku opravdu hodně daleko od slunečního záření), geomagnetismus (dokonce ani ne magnetické pole Slunce, ale magnetické pole Země) a kosmické záření (které ani není zářením, jde o tok nabitých částic, pocházejících z kosmu, jejich chování je ovlivňováno magnetickým polem Slunce). Všechno tedy povahou a místem vzniku dost vzdálené sluneční fotosféře a procesům emise elektromagnetického záření.

Pro řadu PMOD naopak svědčí studie, založené například na slunečních skvrnách (týká se procesů ve fotosféře, tedy přímo v oblasti, kde vzniká viditelné sluneční záření), na rádiovém toku na 2800 MHz (pochází z chromosféry, tedy z oblasti těsně nad sluneční fotosférou) nebo na UV záření (rovněž především z chromosféry).

Které z uvedených indikátorů jsou pro TSI vhodnější, které mají těsnější vazbu na procesy a oblasti, kde vzniká viditelné sluneční záření (detekované pak jako TSI), to už nechám na „laskavém čtenáři“. A samozřejmě i na panu Kremlíkovi…

P.S. Omlouvám se, případné diskuse pod článkem se nezúčastním, nejsem na Neviditelném psu registrován.



Diskuse


B. Rybák
17:17
14.7.2010

P. Vandas
18:11
14.7.2010

B. Rybák
0:28
15.7.2010

P. Vandas
2:51
15.7.2010

B. Rybák
17:15
14.7.2010

V. Kremlik
16:44
14.7.2010

P. Vandas
16:28
14.7.2010

H. Jaroslav
10:01
14.7.2010

M. Šejna
11:47
14.7.2010

počet příspěvků: 9, poslední 15.7.2010 02:51









 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.