Spørg Scientariet: Hvordan måler man klodens gennemsnitstemperatur?
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Spørg Scientariet: Hvordan måler man klodens gennemsnitstemperatur?

Illustration: NASA

Vores læser Hans Jørgen Christiansen spørger:

Hvordan HELT præcist beregner man den globale gennemsnitstemperatur?

Alle meteorologiske stationer måler temperaturen hver tredje time, men hvordan bliver gennemsnittet beregnet?

Tallet bliver brugt og misbrugt, ofte sammenlignet med, at det svarer til at lægge numrene i en telefonbog sammen!

Læs også: Spørg Scientariet: Afkøler geotermisk energi Jordens kerne?

Martin Stendel, klimaforsker hos DMI, svarer:

Kære Hans Jørgen Christensen,

Tak for dit spørgsmål, som faktisk ikke så nemt at svare på, som man skulle tro.

Der er titusinder af målestationer på hele kloden, men flere af dem har fejlbehæftede data, for korte observationsperioder eller andre problemer. Det første skridt er altså at identificere disse stationer.

På verdensplan har man identificeret mellem 6000 og 7000 målestationer, som har troværdige observationer og givetvis korrekt dokumenterede ændringer (f.eks. i instrumentation eller observationstider) over en lang nok periode.

Læs også: Hvor skinner solen mest? Svaret finder du i en ny DMI-rapport

Disse stationer benyttes at beregne klodens gennemsnitstemperatur. De andre stationer går ikke ind i de følgende beregninger.

Ser man på de tusindvis af stationer, kan man se med det samme, at der er masser af iagttagelser over Europa, Nordamerika, Australien, Sydafrika og dele af Asien, mens der er store regioner med kun få eller slet ingen observationer. Det skal altså vægtes med antal af stationer.

Det gør vi ved at lægge et gitter over hele kloden, og hver ’gitterboks’ dækker et område på typisk 5° i bredde gange 5° i længde i nærheden af ækvator.

For at alle disse ’kasser’ har cirka det samme areal, dækker en gitterboks flere længdegrader, når man nærmer sig polerne. Det er en fornuftig størrelse. Hvis vi havde meget mindre gitterbokse, ville der være alt for mange bokse helt uden observationer, og hvis de var betydeligt større, så er forskellen i en boks for store for at være repræsentative.

I hvert ’kasse’ beregner vi så middelværdien, som bliver brugt i det endelige regnestykke over gennemsnitstemperaturen. Vi gør det over land og ved havets overflade hver for sig. Det skyldes, at temperaturerne over land bliver målt på en helt anden måde end havoverfladetemperaturer.

Læs også: Danske målinger beviser: Sidste årti det varmeste i 120 år

Hvis der kun er én station i kassen, tager vi den, men hvis der er ingen station i kassen, skal vi beslutte os for, hvordan vi håndterer disse manglende observationer (se nedenfor).

Det er også vigtigt at se, at vi ikke benytter gennemsnitstemperaturerne selv, men faktisk deres afvigelse fra en middelværdi. Det gør vi, fordi temperaturens afvigelser fra middelværdien er meget mere ens end selve temperaturerne.

Ser man for eksempel på bjergstationer, så er det altid koldere deroppe end i lavlandet. Det skyldes trykforskellen mellem bjerg og dal. Under den lavere lufttryk på bjerget kan luften udvide sig og derfor nedkøle.

Et eksempel: Europas højeste bemandede station, Jungfraujoch (3571 m) i Schweiz, har en årlig gennemsnitstemperatur af -8°C, mens Interlaken på 578 m, kun 13 km væk, har en årsgennemsnitstemperatur af 9°C. Men en kold måned på Jungfraujoch (i forhold til gennemsnittet der) vil også være en kold måned i Interlaken (i forhold til gennemsnittet der).

Faktisk er det sådan, at afvigelserne fra gennemsnittet kan sammenlignes over ret store distancer. Det udnytter man, når det drejer sig om gitterbokse uden data i nærheden af gitterbokse med data.

Læs også: Amerikansk forskning: Dagens længde betyder mere for humøret end vejret

Der er forskellige muligheder for, hvordan vi håndterer regioner uden data. Man kan vælge ikke tage dem i betragtning overhovedet. Det sker i datasæt fra Hadley Centre / Climatic Research Unit (HC/CRU) i Storbritannien.

Man kan også benytte sig af de ovenfor omtalte afvigelser: Hvis temperaturafvigelsen i Longyearbyen på Svalbard er f.eks. 3°C i forhold til gennemsnittet, så vil temperaturafvigelserne i flere 100 km omkreds være i samme størrelsesorden. Det sker (på lidt forskellige måde) i de to amerikanske datasæt fra hhv. NASA/GISS og NOAA og i data det europæiske Copernicus-projekt.

Disse fire analyser kommer ikke til nøjagtig samme resultat. Det er forventet (og dermed ikke en svaghed, mens helt omvendt en styrke), fordi det giver os en mulighed at estimere den ’sande’ opvarmning i regioner uden data: Vi ved, at det har været meget varmt i Arktis de senere år.

Ser vi på data fra Storbritannien, underestimerer vi derfor sandsynligvis klodens ’sande’ temperatur, fordi vi ikke tager de arktiske regioner med. Benytter vi derimod en station til at være repræsentativ for et større område, er det principielt muligt, at vi overestimerer temperaturen.

Kigger vi på alle datasæt, vil vi altså forvente, at HC/CRU er lidt koldere end for eksempel NASA/GISS, og præcis det ser vi også. Forskellen mellem de forskellige datasæt kan derfor benyttes som målestok for nøjagtigheden af dette estimat.

Læs også: Klimaforandringerne ånder arkæologerne i nakken

Lad os også sige noget om misbrug af data. Der kan være store forskelle på, om temperaturen er målt i byerne, hvor der typisk er varmere end på landet, men kan korrigeres ved at sammenligne par af land- og bystationer. Desuden fandtes i 2004, at denne urbaniseringseffekt kun har en lokal betydning, mens den globale effekt er ganske lille.

Det samme gælder, hvis man udelukker (eller medtager) stationer på bjerge, ved lufthavne og så videre. Al det er blevet undersøgt. Desuden er mange stationer forsvundet efter den kolde krigs ende. Men denne effekt er heller ikke stor nok at forklare den globale opvarmning.

Et andet – og faktisk det afgørende – problem er homogenitet. Klima og klimaændringer er noget, der afspiller sig over årtier. Det er altså vigtigt, at der observeres på samme måde med de samme instrumenter på de samme tidspunkter, at omgivelsen af stationen ikke ændrer sig og så videre. Det fungerer selvfølgelig ikke.

Rent teknisk er gammeldags bimetal-, alkohol- eller kviksølvtermometre blevet erstattet af elektroniske metoder, for eksempel gennem måling af modstandsændringer. Det vil sige, at mens en observatør måtte gå ud i haven og aflæse temperaturen, typisk tre gange om dagen (og slet ikke om natten), kan vi nu få digitale målinger i realtid døgnet rundt.

For at kvantificere effekten af denne slags ændringer, skal man måle på begge måder i en længere periode.

Læs også: OL-vejret kan russerne ikke styre – men forudsigelserne er præcise

Et andet eksempel er træer i nærheden af stationer, som vokser og vokser og med tiden bremser vinden mere og mere. Det betyder, at den gennemsnitlige vindhastighed i disse områder langsomt bliver mindre.

Disse ændringer er kontinuerlige og derfor meget svære at finde. Det betyder, at man ikke kan benytte de rå data, men skal ’homogenisere’ dem. Desværre ser mange mennesker en sammensværgelse i dette sidste punkt.

Data fra USA og Storbritannien er i princippet frit tilgængeligt, og al analysesoftware kan ligeledes i princippet downloades og anvendes på disse data. Det er en masse arbejde, men hvis du vil, kan du gøre det selv.

Data fra Copernicus-projektet har en begrænset adgang, hvilket har noget at gøre med, at det er et projekt, som er i gang.

Læs også: Varmere og varmere - 2016 satte ny rekord

NASA/GISS data findes her:

NOAA data findes her:

Fordi de sidstnævnte to datasæt er statslige institutter i USA, kan jeg slet ikke garantere, hvor længe de bliver tilgængelige.

Læs også: Høj temperatur over havet gav rekordvarm sommer

Analysekoden findes for eksempel her. Det kræver dog kendskab til Matlab.

Heller ikke her kan jeg garantere, at de bliver tilgængelige.

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Hvordan er den temporale stabilitet af måledata? Hvis du f. eks. downloadede temperatur data for år 1900 til år 2000 i år 2000 og downloadede de samme data idag hvor meget ville de 2 datasæt så afvige fra hinanden?

  • 2
  • 0

Jeg kan godt forstå at Martin Stendel holder sig til målinger af lufttemperaturen og de problemer som er forbundet med den slags målinger, men han burde da i hvert fald have nævnt hvilke enorme problemer der er også med luftmålinger, når man også skal tage hensyn til temperatursvingninger i havenes vandsøjle!

Problemerne med luftmålinger som basis for langsigtede klimavariationer, fx. dem som FN og bl. a. Trump nu er så uenige om, er jo at der er mere varmefylde i et par meter af havenes overflade end i hele klodens atmosfære, og der er yderligere 3000 m vandsøjle, hvor vi stort set mangler alle historiske data. Handelsskibene har i nogle hundre år målt vandtemperaturer langs nogle bestemte ruter, men stort set altid i vandets overflade. Det er først i de aller seneste årtier klimatologerne er begyndt at interessere sig for hele vandsøjlens temperatursvingninger (mest pga. ændringer i havstømmerne), den såkaldte el nino-effekt. Her mangler man man totalt historiske data for det meste af kloden, så rent videnskabeligt er ret friskt af FN's klimapanel, og fx.Katherine Richardson Christensen at hævde at den nuværende globale opvarmning ikke har andre årsager end en vis stigning af CO2 i atmosfæren!

John Larsson

  • 3
  • 3

Er der udregnet en global temperaturstigning, vægtet efter befolkningstæthed ? Det er jo det, der betyder noget for os mennesker.

Alt andet lige, betyder det mindre om temperaturen stiger i det tyndt befolkede Sibirien (kan endog være et plus) eller i Sahara (vil yderligere være et minus). Derimod må det vægte tungt, hvis temperaturen stiger i befolkningstætte områder.

Kort spurgt: foreligger der en målt global temperaturstigning, vægtet efter befolkningstæthed ?

Så vidt jeg ved, er temperaturstigningen behersket, hvis man ikke medtager Arktis og Antarktis i udregningen af den globale temperaturstigning.

Jeg er lutter øren!

  • 0
  • 3

Så vidt jeg ved, er temperaturstigningen behersket, hvis man ikke medtager Arktis og Antarktis i udregningen af den globale temperaturstigning.

Næh, temperaturmæssigt er der jo ikke stor forskel mellem minus 0,1 C og plus 0,1 C, men det er jo fordi der er en faseovergang mellem de begge temperaturer! Det er jo ismassens tilvækst/afsmeltning som indgår i klodens varmebalance! Hvis der ikke var en ismasse som balancerede klodens klima, ville kloden formentlig ikke være beboelig for større landpattedyr, inkl. homosapiens!

John Larsson

  • 5
  • 0

Og så er der vel lige det med måleinstrumenternes nøjagtighed igennem tiderne.

Så ud over trævoksning, byer der breder sig ud i måleområder o.s.v. som afstedkommer målinger fra "gammel tid" som skal korrigeres, så er der lige det moment, at for at få en tidsmåling af temperaturen, så skal man jo have gamle målinger, og hvordan var nøjagtigheden af disse instrumenter for f.eks 50 år siden (eller længere)?

Vi kan jo ikke sige noget om temperaturen stiger eller falder over tid, uden at vi har målinger vi kan stole på, og når vi snakker om at temperaturen har steget f.eks 0.5 grader siden det og det år, så beror det jo på at målingerne er 100% troværdige gennem tiden, - og er de det?

  • 1
  • 2

Og hvis der kommer for meget is, så har vi det samme problem.

Kloden har beviseligt været koldere og varmere end i dag, så på det punkt har klumpen Trump jo ret. Det skyldes både at opvarmningen fra solen varierer temmelig kraftig, og at klodens bane har været udsat for ændringer. Vi kan klare meget mere is uden at det væsentlig går ud over menneskeartens mulighed for at overleve, men jeg tvivler på at vi kan overleve på en klode uden gletsjeris.

Det vi diskuterer her er jo hvad der er menneskeskabte virkninger. Mennesket har påvirket klimaet siden vi begyndte at bruge ild, men da befolkningsmængden har svinget mellem 0,5 til 1 promille af klodens befolkning i dag, var virkningen længe svær at få øje på. Et voksende energiforbrug (per capita) har været en forudsætning for dagens enorme overbefolkning, og at i den forbindelse fokusere på CO2 og oversvømmelser er jo totalt meningsløst; det handler jo indlysende om ikke bare at få standset befolkningstilvæksten, men om at mindske klodens befolkning, ellers vil naturen selv sørge for det på en lidt mere drastisk måde. Ikke på den måde at diverse etniske grupper vil udrydde andre etniciteter, men fordi epidemiske sygdomme vil få det verdensøkonomiske samfund til at bryde sammen og den energikrævende fødevareproduktion til at mindske drastisk.

John Larsson

  • 0
  • 0

Vi kan klare meget mere is uden at det væsentlig går ud over menneskeartens mulighed for at overleve, men jeg tvivler på at vi kan overleve på en klode uden gletsjeris.


Set med de store geologiske briller, så leve vi i en periode hvor både temperaturen og CO2 niveau er ekstremt lavt.
Gennem den sidste milliard år har gennemsnits temperaturen være ca 10 grader højre end i dag.
Og CO2 indholdet i atmosfæren ligger normalt i området 1000 til 2000 ppm.
Vi kender faktisk kun til een andet, kort, geologiske periode der kom i nærheden af de ekstremt lave værdier vi har i dag.

Hvis klodens gennemsnits temperaturen falder yderligt, så er der en reel risikoen for at den bliver låst fast i en "ice albedo feedback"
Det vil gøre kloden ubebolig.

Pointen er at vi er meget tættere på den nedre temperatur grænse for overlevelse end den øvre.

  • 3
  • 3

Opklarende spørgsmål:

Kan du give nogle web-links så vi kan læse mere om det skriver ?
- temperatur med geologiske briller
- CO2 med samme briller ?

Jeg forstår hvordan et "Ice albedo feedback" fungerer; det er jo modsat det som sker med polarisen nu.
Er der geologiske fortilfælde ? Blev de ændret ved e.g. vulkanudbrud (som vel kan være opvarmende på atmosfæren pga. støv (svævende eller nedfaldet) ?

  • 3
  • 0

En Wikipedia-søgning viser, at pålidelige termometre blev opfundet i 1700-tallet.
De tidligste, objektive, målinger kan derfor højst være 300 år gamle.
Det er således andre målemetoder som benyttes for de lange tidsserier.
Måske er der isprøvemålinger fra europæiske gletchere, eller dødis, som går 1000 år tilbage ?
Ellers er det kombinationer af prøver som benyttes ? E.g.: hvilke træarter voksede ?

Men der næppe tvivl om, at målemetoder og nøjagtighed er en væsentlig parameter.

Eksempel: der er i Texas to ens beliggende byer med nærlig ens temperaturmålinger.
Den ene har valgt at fokusere på træer i byen, hvorved e.g. belagte parkeringsarealer opvarmes mindre af indstrålingen. Det siges, at middeltemperatruren i byen er faldet 2 graderC pga. beplantningen.
Så andre forhold en klimaændring kan påvirke målingerne.

  • 1
  • 0

http://notrickszone.com/2017/06/17/what-a-...

Åbenbart mister man fuldstændig evnen til at lave en gennemsnitstemperatur for Jorden.
Nu er gennemsnitstemperaturen åbenbart faldet lige så meget som anomalien er steget!

Ikke fordi jeg lægger så stor vægt på middeltemperaturen, som blot er et middel af vidt varierende forhold, men andre betragter den jo med større alvor, især når den stiger.

  • 1
  • 1

At tale om og bestemme klodens (atmosfærens) gennemsnits temperatur giver nogenlunde lige så meget mening som at tale om og bestemme telefonbogens nummer gennemsnit, ifølge lektor Bjarne Andresen, Niels Bohr Instituttet (NBI) ved Københavns Universitet. Det har Bjarne Andersen skrevet en artikel om i 2007, se flg. link med dansk resume.:

http://www.fys.ku.dk/~andresen/BAhome/ownp...

Og i 2008 er der et svar fra Eigil Kaas her på ingeniøren.dk om Bjarne Andersens artikel, se flg. link:

https://ing.dk/blog/global-middeltemperatu...

Egentlig et godt grundlag for diskussion af videnskabelig metode og præcision?

Med venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten