Zápasu v bahně se podobá debata o změnách globálního klimatu mezi věštci klimatického Armagedonu a jeho takzvanými popírači. Tedy mezi těmi, kteří tvrdí, že člověk má hlavní zásluhu na současném dramatickém nárůstu jakési globální teploty, což se v současnosti projevuje nebývale častými a nebývale extrémními jevy počasí, a mezi těmi, co tomu do různé míry nevěří. Když člověk tento souboj sleduje, může brzy nabýt dojmu, že i tak prostá věc, jakou je teplota tam venku, je něčím nepochopitelným, v naší chmurně sychravé realitě smyslově nevnímatelným, leč příšerně hrozícím.

Zvětšit obrázek

V NASA chtějí být ve všem jedničkou. Goddardův institut pro kosmický výzkum GISS ze všech nejvíce upravuje teploty v uplynulých desetiletích (více zde). I rok 2010 GISS vyhlásil za nejteplejší v celém období měření od roku 1880. CRU (Climatic Research Unit) jej odsunula až na 3. místo, o které se dělí s rokem 2003. Rozdíly mezi roky jsou v setinách až tisícinách stupně a samozřejme jde o „globální“ telotu, tak se nedivte, že vinaři nad loňskou révou nejásali…

Jako ukazatele průměrných globálních teplot vzduchu na povrchu pevnin a oceánů se standardně používají tyto vypočítané teplotní datové řady z různých zdrojů: HadCRUT3, GISS, NCDC (vycházející z dat povrchových stanic) a RSS MSU a UAH MSU (ze satelitních měření). Tyto globální teploty se od sebe liší a lišit se musí, stejně jako se od sebe liší výsledky průzkumu veřejného mínění či volebních preferencí od různých agentur. Stejně jako u těchto dotazníkových, telefonických či jiných šetření jde totiž o výběrovou statistiku, což je způsob, jak celek posoudit na základě vybraných souborů, takzvaných reprezentativních vzorků. Například usoudíme, že desetiletí žáci jisté školy jsou nevychýleným výběrem populace všech desetiletých chlapců v republice. Změříme jim výšku a budeme předpokládat, že průměr z naměřených hodnot je i nejpravděpodobnější hodnotou průměru výšky desetiletých kluků v celé zemi, i když víme, že jde o výběrový průměr. Jistě nebude daleko od skutečného průměru celé vybrané části populace, jenže jím není, nýbrž je jen nejlepším výběrovým odhadem. Ten bude z jiné školy stejně dobrý, ale bude nutně jiný. Z rozptylu hodnot kolem průměru v našem výběru dovedeme vypočítat také, že jde-li o skutečně nevychýlený výběr našeho vzorku, musí být průměr skutečné populace v určitém intervalu – třeba 5 cm od nejpravděpodobnější hodnoty s 99% a 10 cm s 95% pravděpodobností. Když změříme jinou školu, dostaneme maličko jiný průměr, ale nejspíš její hodnota bude někde v pásmu vysoké pravděpodobnosti zjištěné v předchozí škole. Pásma věrohodnosti se budou tedy z větší části překrývat. Čísla i v takto jednoduchém případě budou tedy trochu různá, ale budou stejně „správná“, protože ten skutečný průměr nikdo nezná a pásma věrohodnosti, v níž skutečná hodnota leží, se budou skoro celá překrývat.

Podobné je to i v případě daleko složitějších výběrových šetření, v nichž se navíc složitě provádí ještě výběry z dosažitelných hodnot a výpočty určitých vah, které se té které hodnotě při výpočtu průměrů a rozptylů přisuzují. I zde jsou odhady mírně různé a nacházejí se vzájemně v pásmu nejpravděpodobnějších hodnot.

Až dosud by na tom nebylo nic zvláštního. Na grafech srovnání hodnot teplotních odchylek od stanoveného průměru srovnávacího období vypadají rozdíly dost veliké, jde však maximálně o desetinky stupně a i mírně odlišné teploty z různých výběrů se navzájem nacházejí v ostatních pásmech vysoké pravděpodobnosti, v nichž by se měl skutečný průměr nacházet s vysokou mírou věrohodnosti. Ze statistického hlediska si tedy vzájemně buď neodporují, anebo jen velmi nepatrně – jako průměry výšky z různých škol.

Tak úplně jednoduché to ale zase není. Modely k výběru zahrnutých dat a přisuzování vah těmto datům se pořád mění a není do toho moc vidět, takže dejme tomu letos je v mnoha modelových teplotách rok 2000 chladnější, než tomu bylo v roce 2005, protože „se“ to už počítá jinak. Možná klimatologové uznali, že v roce 2000 se málo bral do úvahy vliv městských tepelných ostrovů, tak je více zpětně zohlednili snížením váhy dat v obývaných oblastech. A tak se vlastně vyhoví i skeptikům, kteří to už dávno požadovali. Úpravy jsou samozřejmě neparné a nový průměr zůstává v chybovém pásmu, v němž měla být skutečná hodnota s pravděpodobností větší než 95% už dle staré statistiky. Takže statistická významnost rozdílu je nepatrná. Zdá se tedy, že tu žádný problém není, jen jde o nedokonalost omezených výběrů, jež tyto rozdíly z principu produkuje.

V některých případech by tomu tak i mohlo být. Například loni Roy Spencer – asi hlavní autorita v oblasti satelitního sledování klimatu na světě a zároveň velmi aktivní klima-skeptik - prověřoval, nakolik má věřit datům z Climate Research Unit (CRU). CRU je právě onou institucí, ze které unikly kompromitující e-maily v aféře nazývané ClimateGate, jenž silně ohrozila věrohodnost doktríny člověkem způsobeného globálního oteplování AGW (Anthropogenic Global Warming). Při porovnání jejich teplot - tedy HadCRUT3 - s globálními teplotami UAH ze satelitů, které mají nejmenší problémy s rovnoměrným vzorkováním povrchu, Spencer zjistil, že hodnoty z pozemních stanic vypočtené CRU jsou sice systematicky maličko posunuté k vyšším hodnotám, ale během času si udržovaly skoro stejné trendy s družicovými teplotami. Výběr CRU je tedy o nepatrně vychýlený – možná kvůli městským tepelným ostrovům, kde jsou meteo-stanice umístěné – ale obě šetření jsou o stejné veličině a výsledky CRU pravděpodobně nejsou modelovými manipulacemi ovlivněné, o čemž svědčí shoda trendů prakticky v každém intervalu porovnání se satelitními měřeními UAH. A těm věří i skeptici. Tento Spenserův test podpořil věrohodnost HadCRUT3 teplot i u skeptiků. Ti tedy, když jedná o dlouhé časové řady hodnot, nebo když zpochybňují globální teploty z dílny GISS (Goddard Institute for Space Studies NASA), jimž věří nejméně, používají HadCRUT3 (od Climate Research Unit) jako poměrně věrohodný etalon.

CRU ani v nedávných mediálních kampaních netvrdila, že rok 2010 je nejteplejším rokem historie instrumentálních měření, jak se aktivističtější složka klimatologů i ne-klimatologů a politiků snažila veřejnost přesvědčit. V podstatě všechny pochybnosti se týkaly teploty udávané Goddardovým ústavem pro výzkum vesmíru NASA (Goddard Institute for Space Studies - GISS). Ten své modely již nejednou upravoval a měnil do minulosti tak, aby tyto změny přinášely snížení minulých teplot, zvýšení současného trendu a snížení minulé teplotní variability. Samozřejmě, že údaje GISS se také nejvíc používají k mediálním účelům a hodí se zejména když se vyhlašuje nejteplejší rok, případně delší období. Teď to však vypadá, že možná i jiné odhady globálních teplot se GISSu přizpůsobují a přistupují k úpravám starších dat. Tedy podezření padá i na až dosud docela věrohodný ukazatel HadCRUT3. Bylo by zajímavé vědět, jestli by přepočet, jaký Roy Spencer udělal při porovnání satelitních teplot s povrchovými teplotami od CRU loni, opět potvrdil stejné trendy. Pokud ne, měl bych obavy o snížení věrohodnosti až dosud celkem přijatelného ukazatele globálních teplot HadCRUT3.

Ty trendy, kdy jde ve skutečnosti o desetiny stupně za století, lze snadno ovlivnit určitými přirozenými triky (natural tricks), jak to nazývají v táboře bojovníků proti AGW na základě proslulého uniklého e-mailu týkajícího se rekonstrukcí historických teplot posledního tisíciletí. I když upravené teploty stále zůstávají v pásmu statistické nerozlišitelnosti, sklony trendů citlivé i na dobře zvolené setinky stupně se změní znatelně. Teploty lze změnit o procentíčko, ale trendy a variability lze tak upravit i několikanásobně více.

Systematičnost zpětných úprav, které trend zvyšují a variabilitu v minulosti snižují, ač jinak zůstávají prakticky ve stejném pásmu statistické věrohodnosti, připomínají jiné světově proslulé sady údajů. Jde o data o výsledcích tržních operací Enronu – firmy, která představovala vzor solidnosti a věrohodnosti, byla páteří světové ekonomiky, honosila se nejlepšími audity a do světa roztrubovanou úvěrovou a investiční věrohodností. Ve skutečnosti však byla už dávno de facto zkrachovaná, jen auditoři a věřitelské banky s ní drželi basu. Všichni tehdy zastávali metodu nyní vlastní i „podniku“ pro dokazování antropogenních příčin klimatických změn – hide the decline (skrýt pokles). V případě Enronu se nad statistickou anomálií zamyslel jeden šťouravý přeprodejce kšeftující s produkty firmy. Kurt Eichenwald, který o jejím krachu napsal knihu, o tom uvádí:
„Šel na to z druhé strany. Jednoduše si všiml něčeho, co vlastně bylo statistickou anomálií – zisky byly relativně nízké vzhledem k použitému kapitálu a vždy vyšly v kladném poměru. Máte-li velké toky dovnitř a ven, nedává smysl, že co je na hraně, to vždycky vychází jen kladně. Zajímalo ho, jaké účetní rozhodnutí bylo přijato.“

I u klimatických dat je na místě otázka na přijaté účetní rozhodnutí vedoucí k zpětným úpravám dat, ač vlastně neutíkají z minulých pásem věrohodnosti, jen neomylně vždy sníží variabilitu minulého klimatu. Tím zvýší kýžený oteplovací trend. Pátrání po účetním rozhodnutí v případě Enronu skončilo asi největším korupčním skandálem v dějinách moderního byznysu. Otřásl důvěrou v investiční instituce a skončil monstr-procesem se zkorumpovanými kapitány trhu, kteří teď po zásluze sedí.
V projektu AGW (Antropogenic Global Warming) je peněz nesrovnatelně více než v nějakém Enronu a spolu s vizí úspěšné kariéry jsou silným motivem.

V době, kdy jedna strana prosazující lidmi způsobené oteplování vyhlásila loňský rok za nejteplejší v historii přístrojových měření, se ta druhá ptá, jestli se vůbec ještě otepluje. Proponenti tvrdí, že oteplení od 70. let 20. století do jeho konce bylo úplně novým bezprecedentním, přirozenými mechanismy nevysvětlitelným trendem vývoje teplot, který se s přírůstkem CO2 v atmosféře bude neustále zrychlovat. Oponující skeptici argumentují řadou svých vysvětlení, jež si většinou vzájemně neodporují, spíše se doplňují. Řada (spíš většina) skeptiků připouští určitý, až dost silný oteplující účinek CO2. Mezi takové patří i Dr. Spencer, který se nijak nesnaží zpochybňovat přímý vliv CO2 v té míře, jak o něm uvažují v IPCC. Podle něj však tento skleníkový plyn nehraje ani tak ve změnách klimatu první housle. Jeho teorii přibližuje článek na Oslu.

Většina teorií z tábora skeptiků očekávala na přelomu 20. a 21. století zastavení vzestupu teplot a případně alespoň dočasný obrat k poklesu v důsledku pravidelných oceánských oscilací PDO a AMO. Ty jsou hlavním faktorem teplotní dynamiky klimatu a způsobují asi 60leté vlny, v nichž se přibližně 30 let otepluje – podobně jako na konci 20. století, a pak nastává asi 30leté období ochlazování, v jehož první třetině bychom se měli právě nacházet. Ta část skeptiků, která považuje vliv otevřeného koronálního magnetického toku ze Slunce za rozhodující při řízení pozemského klimatu, navíc očekává, že v důsledku slunečního minima by kromě periodického zhruba 30letého ochlazení mělo přijít i trendové ochlazení.

Pak je tu ale příroda, a ta má smysl pro humor. Od roku 1998 do roku 2011 teploty prakticky stagnují – oscilují kolem vysokých hodnot. Jejich celkový trend však neklesá ani nestoupá, jak ukazují věrohodná družicová měření. (Ten pád teplot na konci je současnost.)

Stačí tedy maličkými úpravami výběrových vzorků a použitých vah jednotlivých vzorků pozměnit teploty o pár setin za deset let na "prokázání" pokračujícího oteplování. Tím by někteří politici mohli zdůvodnit svou energetickou politiku i se všemi s ní souvisejícími ekonomickými a společenskými důsledky. Proti tomu jsou peníze a vliv někdejšího Enronu nepatrné. A tak se o vhodně upravené výběrové odhady globální teploty nesnaží jenom v GISS. Snaha o dodatečné ochlazení roku 1998 a relativní oteplení roku 2010 má dosti motivující důvody.

Jak to dělá GISS se lze dočíst např. v článku „NOAA leden až červen 2010 zatím nejteplejší: Falešný dojem“ z loňského července na této stránce.

NOAA v roce 2010: červen, duben až červen a tento rok až dosud jsou podle záznamů nejteplejší!

Následující obrázek ze stránky NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ukazuje odchylky teplot leden až červen 2010 v porovnání se základnou období 1971-2000 v mřížce 5x5 stupňů.

Problémem je ale kvalita dat a zdroj některých hodnot

Podívejme se blíže na některá místa světa, kde podle NOAA se otepluje nejvíce. Historická data zobrazená na obrázcích v následující části jsou z databáze Hadley CRUTEM3 pro leden – červen. (CRUTEM3 používá období pro základnu roky 1961-1990, zatímco výše uvedená data NOAA mají období základny 1971-2000. To jednoduše odchylky posune po svislé ose, ale neovlivní relativní trendy.) Uvidíme, že NOAA provádí manipulace k vytvoření falešného dojmu a uvádí vzrůst teplot i tam, kde údaje chybí.

Severní Afrika

Na Sahaře je zjevně mnohem tepleji než obyčejně. Ale kde jsou data? V několika mřížkách odpovídajících oblastem 5x5 stupňů (zeměpisné šířky x délky) nejsou žádné stanice. jsou označeny černými šipkami. Mnoho dalších má jednu stanici s velmi omezenými historickými daty. Vypadá to na obrácenou korelaci mezi počtem stanic a oteplením – čím více stanic v mřížce 5x5, tím menší daty doložené oteplení.

Zvětšit obrázek	Mapový obrázek ukazuje umístění stanic v databázi NOAA GHCN (modře G nebo zeleně B ikony) a červené ikony 5x5 indikují, zda data existují v databázi Hadley CRUEM3 – a databáze 5x5 stupňové mřížky od IPCC (zdroj). Jedno políčko vyznačené mřížky představuje oblast 5x5 stupňů v zeměpisných souřadnicích.
Zvětšit obrázek	V mnoha oblastech této mřížky, kde není žádná, nebo jenom jedna stanice, došlo podle mapy NOAA ke 4stupňovému oteplení. Obrázek níže ukazuje některé z těchto „horkých skvrn“ v mapě NOAA zobrazující průměrné teplotní odchylky leden – červen podle databáze Hadley CRUTEM3 pro roky 1900 – 2009. V žádném případě není oteplení blízko tomu, co indikuje NOAA.

Existuje vážný problém s nedostatkem historických dat v Africe stejně jako s nedostatkem pokrytí mezer v datech. Algoritmus NOAA rozšiřuje tuto nízkou kvalitu dat přes oblasti, v nichž nejsou žádná data, stejně jako vykazuje oteplení, které tam ve skutečnosti není.

Data NOAA se musí opravdu přezkoumávat, když i oblasti s mnoha stanicemi vypadají, že jsou dezinterpretované. Následující obrázek ukazuje oblast východního Turecka (35. - 40.  st. sev. zem. šířky x 40. -45. st. vých. zem. délky), kde je mnoho stanic a nevykazují žádné oteplování během ledna až června 2009, ale najednou podle NOAA mají v roce 2010 o 4 stupně více.

Historický kontext: Z mnoha částí světa nejsou data pro první polovinu 20. století. Bez tohoto historického kontextu je snadné vytvářet zavádějící dojmy. Tento problém s nedostatkem historického kontextu má velká část Afriky. Oteplení o 1 až 2 stupně od průměru z porovnávacího období je bez historického pohledu. Tato absence historie umožňuje vytvářet falešnou představu, že oteplení je významné.

Grónsko

V Grónsku je zjevně tepleji než obyčejně. Ale kde jsou data? Většina čtverců mřížky 5x5 stupňů nemá žádnou stanici (označeno černými šipkami). Dvě nejteplejší skvrny v oblasti Grónska podle NOAA vykazují 5 stupňové oteplení i když odsud nejsou žádná data. Jak může k takové interpretaci dojít?

Zvětšit obrázek

Některé ze stanic v Grónsku mají data za dlouhé období (včetně stanic s nejdelším měřením teploty v Arktidě). Obrázek ukazuje některé z „horkých skvrn“ (které ve skutečnosti data mají) v mapě NOAA zobrazující odchylky teplot za leden – červen z databáze Hadley CRUTEM3 pro roky 1900 – 2009. Zvětšený graf

Z historického kontextu vyplývá, že oteplování a ochlazování o několik stupňů není v Grónsku bezprecedentní. Nedávné oteplování je menší než ve 30. letech. Zobrazení oteplení jenom od 80. let vyvolává falešný dojem, že je bezprecedentní.

Další informace o Grónsku.

Zvětšit obrázek	Grónsko - odchylky teplotních půlročních průměrů (leden - červen) ze šesti grónských stanic podle údajů CRUTEM3.
Zvětšit obrázek	Průměry z Grónska za leden až červen z horního obrázku znázorněné zelenou křivkou a přenesené na Atlantickou multidekadickou oscilaci (AMO) (zdroj Wikipedia). Korelace je zřejmá. Další informace o AMO

Sibiř

Sibiř má teplotně nadprůměrné i podprůměrné oblasti. V těch horkých nacházíme políčka mřížky na území kterých není žádná stanice (vyznačeno černými šipkami na mapě). Grafy ukazují odchylky teplot za pololetí leden až červen pro několik „horkých“ čtverců mřížky, které data mají.

Historický kontext ukazuje, že oteplování a ochlazování o několik stupňů není bezprecedentní. Oblasti severní Sibiře zažily podobné oteplení ve 40. letech. Historická data jdou zpět až do 40. let, proto nemáme k dispozici dlouhodobější přehled.

Kanada

V Kanadě je zřetelně teplo. Všechna pole mřížky na mapě NOAA mají ve skutečnosti nejméně jednu stanici (až na jedno vykazující 5stupňové oteplení).

Zvětšit obrázek	Mnoho stanic v severní Kanadě se už databázích GHCN nebo CRUTEM3 už neudržuje. Oteplení bylo podle NOAA za posledních 40 let o 4 stupně. Historický kontext ukazuje podobné oteplení ve 30. letech.
Zvětšit obrázek	Nedávné oteplení v Kanadě koreluje s El Nino Jižní oscilací (ENSO). Obrázek srovnává graf teplot za leden až červen (z předcházejícího obrázku) pro severní Kanadu s multivariabilním indexem ENSO (zdroj).