Økonomernes statistikmetoder giver nyt syn på globale stigninger i temperatur og vandstand

Sammenhængen mellem atmosfærens temperatur og vandstanden er analyseret med samme statistiske metoder, som økonomerne benytter på deres tidsserier. Analysen viser, at sammenhængen er anderledes end tidligere antaget.

To forskere på DMI har sammen med en statistiker fra Økonomisk Institut på Københavns Universitet i nogle år studeret sammenhængen mellem opvarmningen af atmosfæren og vandstanden.  

Atmosfærens temperatur og vandstanden ændrer sig fra år til år, typisk med en stigende tendens, men der er også perioder, hvor en eller begge kurver er flade eller faldende. Sådan har det været, så langt tilbage man har målinger, dvs. omkring midten af 1800-tallet. Økonomerne arbejder med tilsvarende kurver og relationerne mellem dem, men deres metoder benyttes sjældent inden for klimaforskningen. Det fik DMI-forskerne til at kontakte en statistiker på Københavns Universitet for at vide mere om deres statistiske metoder. Et samarbejde kom i stand - og med opsigtsvækkende resultater til følge.  For to uger siden blev resultatet af deres arbejde publiceret i det anerkendte tidsskrift Journal of Climate.

Overraskende relation

Med økonomernes statistiske metoder anvendt på atmosfærens globale temperatur og vandstand samt ændringer i strålingsforceringen finder forskerne, at vandstanden ikke følger strålingsforceringen.

"Det overrasker os meget, men det er, hvad analysen viser," siger oceanograf Torben Schmith, som er en de tre forskere, der har analyseret tallene.
"Men det stemmer i hvert fald med det faktum, at den globale vandstand er steget stort set jævnt siden 1850, dvs. inden vi for alvor begyndte at udlede drivhusgasser."

Statistiske modeller på arbejde

Øget global opvarmning ventes at føre til vandstandsstigninger i fremtiden. Viden om hvor stor stigningen bliver, er vigtig for vort flade land. Samtidig er sammenhængen mellem opvarmningen og vandstandsstigningen ikke enkel. Der er to årsager til vandstandsstigninger: havvandets udvidelse ved opvarmning og afsmeltningen fra jordens gletsjere og iskapper, og begge dele er svære discipliner.

Som alternativ til de store klimamodeller, som på kraftige computere simulerer hele klimasystemets fysik, forsøger man sig derfor også med simplere statistiske modeller. Her er princippet, at man ud fra en sammenhæng mellem overfladetemperaturen og vandstanden samt de faktorer, der styrer atmosfærens strålingsbalance (primært drivhusgasser og aerosoler), som er observeret bagud i tiden, kan give et statistisk bud på, hvad en given temperaturstigning betyder for fremtidens vandstand.

Torben Schmith har sammen med to andre forskere fundet uventede sammenhænge mellem temperatur og vandstand ud fra historiske målinger. Deres arbejde er netop publiceret i tidsskriftet Journal of Climate. Foto Palle Bo Nielsen.

Med økonomernes modeller

Nu viser et netop publiceret arbejde udført på DMI nye aspekter af denne sammenhæng.

"Ved at anvende metoder kendt fra økonomien er vi nået frem til, at den globale stigning i vandstanden ikke i hele den behandlede 150-års periode kan forklares ud fra ændringer i strålingsforholdene," siger Torben Schmith.
"Det stemmer i hvert fald med det faktum, at den globale vandstand er steget stort set jævnt siden 1850, dvs. inden vi for alvor begyndte at udlede drivhusgasser."

Som rentefødder

Den statistiske metode, som forskerne har brugt, er kompliceret, men den er velgennemprøvet. Et klassisk eksempel fra økonomien er sammenhængen mellem Australiens og USA’s rentefod. De to rentefødder varierer på samme måde over tiden, men det sker på en sådan måde, at det hele tiden er Australiens rentefod, der justerer ind efter USA's, og ikke omvendt. Sammenhængen er der hele tiden, men USA’s rentefod påvirkes ikke af en ubalance, forklarer Torben Schmith.

"På sammen måde viser vores analyse, at det er temperaturen, der justerer ind ved en afvigelse fra ligevægtslinjen, og ikke vandstanden."

1000 års data nødvendige

Resultat af undersøgelsen undrer også forskerne.

"Vi forventede at finde en sammenhæng på den måde, at det er ændringer i strålingsbalancen, som påvirker vandstanden, men det viser vores analyse ikke," siger Torben Schmith.
"Forklaringen kan være en stor forsinkelse og træghed, fordi vandet har så stor en varmefylde. Vi ser, at omkring 1000 års data er nødvendige for at påvise en sådan effekt, og det er langt fra de kun cirka 150 års data, vi har til rådighed i dag."

Fremtidens vandstand

Det netop publicerede arbejde peger på nogle metodemæssige problemer og muligheder, som det kræver mere forskning at klarlægge fuldt ud.

"Næste skridt bliver at undersøge, hvad vores resultater betyder for muligheden for at beregne fremtidens vandstandsstigninger,” slutter Torben Schmith.

Journalister kan kontakte Torben Schmith for yderligere oplysninger: ts@dmi.dk, 39 157 444.

Af Palle Bo Nielsen, kommunikation@dmi.dk

Reference: Torben Schmith, Søren Johansen og Peter Thejll: Statistical Analysis of Global Surface Temperature and Sea Level Using Cointegration Methods. Læs abstract.

© DMI, 28. november 2012.

Tilmeld dig DMI's ugentlige, elektroniske nyhedsbrev
Tilmeld dig DMI's varsler om farligt vejr på SMS
Vejret undervejs til iPhone eller Android eller på mobil.dmi.dk
Glatføret lige ved hånden på vores glatføre web-app
DMI's -nyheder