Bästa modellen?

Jag har då och då stött på påståendet att den bästa (minst dåliga?) klimatmodellen är INM-modellen. Jag tänkte kolla upp om den verkar bättre än andra modeller.

INM-modellen har utvecklats vid Институт вычислительной математики, alltså ryska vetenskapsakademins institut för numerisk matematik i Moskva. Ryska och sovjetiska matematiker brukar vara duktiga. På den sovjetiska tiden hade programmerare där rykte om sig att vara duktiga på teori, men sämre på praktik. Det senare då för att Sovjetunionen var sämre på att bygga datorer än USA.

Klimatmodeller är verkligen numerisk matematik. De kopplade differentialekvationer som styr energitransport och rörelser i en gas, går inte att lösa analytiskt. De måste i stället lösas numeriskt och den enda möjligheten att göra det snabbt nog är att göra det i datorer. Klimatmodeller är helt enkelt datorprogram. Vilket bland annat innebär risken att det finns buggar som gör att resultaten blir fel. När det gäller just numeriska modeller, behöver dessutom problemet förenklas tillräckligt för att inom rimlig tid få fram ett resultat, men samtidigt inte förenklas så mycket att det inte längre har någon likhet med verkligheten. Frågan är om det alls går att göra med klimatmodeller?

Klimatmodeller räknar bland annat ut jordytans absoluta medeltemperatur. Temperaturserier som bygger på mätdata brukar däremot visa bara anomalier, alltså avvikelser från medelvärdet under en period som vanligen är 30 år lång. Tanken bakom det är att det alltid går att räkna ut anomalier för varje väderstation och liknande som används, medan genomsnittliga absoluttemperaturer beror på läge och höjd. Förhoppningen är sedan att medelvärden av anomalierna för alla rådata varierar likadant som medelvärden av absoluttemperaturerna skulle ha gjort.

Det finns faktiskt temperaturserier som har varianter med absoluttemperaturer. RSS har det, men där är det ett genomsnitt för flera kilometer av atmosfären och svårt att jämföra med modellernas beräknade yttemperaturer. Här är ett diagram som jämför INM-modellens resultat med två andra temperaturserier som ger absoluttemperaturer:

INMmodellVSverklighetAbsoluttemperaturer

Som synes stämmer modellen inte med någon av temperaturserierna från verkligheten, men de stämmer inte heller med varandra. Förklaringen till att de inte stämmer med varandra, skulle kunna vara att de är beräknade för olika höjder. Som framgår av namnet, gäller ERA 20c 2m för två meter ovanför jordytan. NCEP/NCAR:s reanalys gäller för en lufttrycksnivå nära ytan. INM-modellens temperatur gäller förmodligen för genomsnittlig havsnivå.

INM-modellen har gjort en modell för historisk temperaturutveckling fram till 2005. Därefter finns resultat för olika utsläppsscenarier. Jag har då valt två av dem. Dels RCP8.5, som ofta beskrivs som ett business-as-usual-scenario, men egentligen är ett utvecklingen-kommer-att-gå-bakåt-och-det-rejält-scenario. Det är faktiskt helt orealistiskt, men vi kan se det som värre än det värsta möjliga, med växthusgashalter som aldrig kommer att inträffa. I alla fall inte då scenariot antar att de kommer att inträffa.

Det andra utsläppsscenariot jag har valt är RCP4,5, som i stället visar på en utveckling som mycket väl kan inträffa. Utsläppen av växthusgaser spås där börja minska rätt snart. Där stannar modellens globala uppvärmning på mindre än två grader från slutet av 1800-talet fram till 2100, medan den blir cirka 3,5 grader för RCP8.5.

Den viktigaste anledningen till det omtalade tvågradersmålet är att olika forskare har räknat på fördelar och nackdelar och funnit att de förstnämnda överväger åtminstone upp till två graders global uppvärmning. Ändå ser jag då och då klimataktivister hävda att även två grader skulle vara en katastrof. Nåväl, aktivisterna har inget vetenskapligt stöd för just någonting som de påstår och de bryr sig tydligen inte. Så varför inte också komma med ett falskt påstående om tvågradersmålet?

Frågan är om 3,5 graders global uppvärmning verkligen skulle ge så mycket negativa effekter? Någon större klimatkatastrof spår i alla fall inte INM-modellen fram till 2100 ens för det orealistiska utsläppsscenariot RCP8.5.

Väljer vi att räkna om modellresultaten till temperaturanomalier, finns fler temperaturserier att jämföra med. Jag har då valt basperioden 1951-1980 och räknat om de serier som har en annan basperiod:

INMModellVSverklighet

Modellen stämmer hyfsat med verklighetens data, men ligger under vid den senaste värmeperioden före den nuvarande, alltså den som hade sitt max omkring 1940. Faktiskt ligger modellen under verklighetens temperaturserier också de senaste åren. Det ser jag som ett tecken på att modellen saknar en del naturlig klimatpåverkan som existerar i verkligheten.

Det jag undrade från början var ändå inte hur bra INM-modellen stämmer med verkligheten, utan om den är bättre än andra modeller. Jag har därför uppdaterat ett diagram jag har visat tidigare:

ModelljämförelserMedINM

Den ursprungliga varianten av detta diagram utgick från att jag hade valt fyra modellresultat slumpmässigt från Climate Explorer och jämfört med temperaturserien från NCDC. När jag nu har uppdaterat med INM-modellens resultat, är den mest märkbara skillnaden för de senaste åren. Medan tre av de fyra andra modellerna skenar iväg från NCDC:s variant av verkligheten, håller sig INM under, precis som modell 4.

En sak till tycker jag märks: I INM-modellen har vulkaner ganska liten effekt på den globala medeltemperaturen. Willis Eschenbach är en av skribenterna på världens mest besökta klimatblogg, WattsUpWithThat, och har där bland annat skrivit om vulkaners klimateffekt. Han har då konstaterat att de flesta modeller överskattar vulkanernas effekt. I modellerna blir avkylningen större och varar längre än vad den gör i verkligheten. Så när INM-modellen inte tycks göra det, tyder det på att den faktiskt är bättre än genomsnittet.

Jag vågar ändå inte påstå att INM-modellen faktiskt är den bästa klimatmodellen. Däremot är den bättre än genomsnittet. Jag vågar dessutom påstå att inte heller INM-modellen är tillräckligt bra för ligga till grund för några politiska beslut. Ändå lär världens makthavare hålla fast vid att fatta beslut som grundar sig på resultat från modeller som är sämre än INM-modellen.

Dela detta inlägg

Detta inlägg postades i Allmänt den av .

Om Lars Kamél

Jag började som naturvetare och har doktorerat med en avhandling om vad som går få fram ur kometers ljuskurvor. Därefter har jag bytt till att bli systemutvecklare/programmerare. Vilket jag tycker är en perfekt bakgrund för att bli en kunnig amatör om klimatfrågor. Klimat och astronomi är båda grenar av fysiken. Klimathotet dök första gången upp i de datorprogram som kallas klimatmodeller. Hittills (och kanske aldrig) har det inte setts till utanför dessa programs virtuella världar.

32 reaktion på “Bästa modellen?

  1. 1
    Ingvar i Las Palmas

    Lars.
    Intressant genomgång.
    Eftersom man sätter vagnen framför hästen så blir det tokigt. Dvs man börjar med att bestämma att vi har en uppvärmning styrd av CO2 för att därefter försöka styrka den med modeller. Vi vet ju nu att klimathotet inte är ett vetenskapligt projekt utan ett maktprojekt där man försöker visa att det går åt h-vite,

  2. 2
    Lasse

    Tack Lars.
    Modeller behövs om vi skall förstå framtida påverkan, men tilltron till dessa bör nog, som du påpekar, inte vara alltför stor.
    Willis E är en nyfiken amatör i ordets rätta bemärkelse. Han har liksom du lätt för att programmera och är väldigt pedagogisk.
    Jag gissar att hans alster håller en hög klass som irriterar dem som tror sig veta allt!
    Han visar att det finns en thermostat som begränsar inflödet av energi vid ekvatorn. Från fullt solsken till molntäckt på ett regelbundet sätt. En daglig variation med 80 W/kvm mellan kl 6 och 18 med max kl ?-ja det är det som är överraskningen!
    Nu dissekerar han på WUWT ett antal fasta bojar med temperaturdata från Stilla havet. Förklara den temperaturkurva som han tar fram-den som kan!

  3. 3
    Ingemar Nordin

    Tack Lars, intressant genomgång.

    Men hur skiljer sig de här modellerna från varandra vad gäller antaganden om klimatfaktorer och ingångsvärden? Du säger inget om det. För det ligger ju nära till hands att den bästa modellen har de mest realistiska fysikaliska antaganden (även om en någorlunda korrekt konsekvens inte logiskt betyder att premisserna är korrekta). Och omvänt för de sämsta modellerna.

  4. 4
    Lars Cornell

    Tack Lars. När du nämner RCP4.5, är det då den som i IPCC AR5 beskrivs på följande sätt,
    • IPCC scenario TCR RCP4.5, 1,0° – 2,5° och extremt osannolikt mer än 3 grader.
    T står för transient tror jag och något annat behöver vi väl inte beakta.

    Men, vilken temperaturkänslighet räknar man med vid en fördubbling av koldioxidhalten?
    http://www.tjust.com/2018/klimat/image0041.jpg

  5. 5
    Lars Kamél Inläggsförfattare

    För den som är intresserad av detaljerna i INM-modellen, finns mer att läsa exempelvis här.
    IPCC:s RCP-scenarier beskrivs här. RCP4.5 innebär 4,5 Watt per kvadratmeter mer strålning till jordytan medan jordytan nu påstås få 2 Watt per kvadratmeter extra. Det innebär nästan 650 ppm koldioxidekvivalenter till 2100.

  6. 6
    Lars Kamél Inläggsförfattare

    Jag förtydligar: Historiskt i de två första diagrammen innebär INM-modellens försök att efterlikna historiska temperaturdata. RCP4.5 och RCP8.5 är INM-modellens försök att spå vad som kommer att hända med globala medeltemperaturen för två olika utsläppsscenarier.

  7. 7
    Björn

    I modellförsök måste man ha kontroll på variablerna, men i klimatforskningen saknas det mesta, så inte ens historiska data duger för prognoser fram till nu. Det är inte konstigt när man inte förstår det komplexa sambandet mellan jordyta, atmosfär och det utomjordiska inflytandet. Innan satelliterna kunde man inte mäta solens fulla spektrala innehåll. Var finns i modellerna solens UV-strålning på atmosfärens övre lager ovanför troposfären? Förståelse av solens dolda inflytande på atmosfäriska strömningar och dess koppling ned mot jordytan, är ännu i sin begynnelse. Hur är det då möjligt att AGW-hypotesens företrädare så bredbent kan påstå att antropogen CO2 driver väder, vind och klimatutveckling? Denna falska tro kan komma att kosta många människoliv när
    energin inte räcker till i händelse av en snabb nedkylning när solen nu tappar i effekt.

  8. 8
    Arne Nilsson

    Björn #7 Du skriver att: Denna falska tro kan komma att kosta många människoliv när energin inte räcker till. Men är det inte just det de vill, de klimathotstroende? Vill man snabbt reducera tillgången till pålitlig och förhållandevis billig energi så kommer ju många människor inte bara att frysa ihjäl utan även att svälta ihjäl om vi inte kan producera och distribuera livsmedel till alla människor. Vilken alternativ energikälla som inte producerar CO2 finns idag? Kärnkraft. Samma figurer som vill sluta nyttja fossil energi vill ju också lägga ner befintlig kärnkraft. Vad återstår? När ungefär 80 % av den energi vi nyttjar på jorden är fossil så inser alla tankande människor att vi inte kan lägga ner den. Min slutsats är att klimathotstroende inte kan tänka.

  9. 9
    tty

    Det har sedan länge varit känt att (den ryska) INM-CM modellen är den enda klimatmodell som i stort sett klarar att matcha den faktiska klimatutvecklingen, fast detta inte nämns särskilt ofta eller gärna.
    Det kan kanske därför vara intressant att nämna något om hur den skiljer sig från de övriga. De viktigaste skillnaderna är:

    – Koldioxidens klimateffekt är nästan 40 % lägre
    – Havens termiska tröghet är mycket högre
    – Vattenhalten i troposfären är lägre (men stämmer med verkligheten, medan den är för hög i övriga modeller)

  10. 10
    Ingvar i Las Palmas

    Arne #8
    Helt korrekt. De 3 huvudskälen till att klimatprojektet drivs på det sätt som det görs är:
    – Global makt
    – Neomalthusianism, planeten är överbefolkad
    – Stoppa utvecklingsländerna från att förbruka kol och olja

  11. 11
    Roland Salomonsson

    #9 tty

    Kanske den mest intressanta iaktagelsen. Tack Lars för att du initierade!

  12. 12
    Olle R

    Nej, INM-modellen verkar inte bra på något sätt. Den verkar knappt reagera alls på de fem stora vulkanutbrotten under perioden. Den verkar inte heller kunna skapa de påtagliga ENSO-variationer som riktiga jorden och andra modeller kan göra (den har mycket små variationer i NIno 3.4 SST som på sin höjd antyder svaga el Ninos och la Ninas) Den globala temperaturkurvan är följaktligen mycket mindre variabel än andra modeller och observationer

    Den hänger inte alls med observationer och andra modeller under den moderna uppvärmningseran 1970-2017: Se följande trender (modelldata för rcp8.5) :

    Globalt 2m: modellmedel 0,21C/ decennium, observationer 0,18 C/decennium, INM 0,12 C/decennium
    Land 2m: modellmedel 0,29C/ decennium, observationer 0,28 C/decennium, INM 0,16 C/decennium
    Global SST: modellmedel 0,14C/ decennium, observationer 0,12 C/decennium, INM 0,07 C/decennium

    Så tty:s påståenden i #9 är felaktiga. INM avviker kraftigt från andra modeller och från verkligheten. Möjligtvis kan man säga att koldioxidens effekt i INM enbart är ungefär 40% av den verkliga, men det är ju knappast godkänt betyg, och inget man kan förlita sig på när det gäller framtida prognoser..

  13. 13
    Thomas P

    Det kunde varit bra om Lena gett några källor för det där påståendet att INM-modellen är bäst. Sådant bör, som tty och Olle är inne på, baseras inte bara på global medeltemperatur utan på hur väl de förmår reproducera alla aspekter av jordens klimat. El Nino, temperaturskillnad land/hav och pol/ekvator osv.

    Ser man på Lenas sista figur så ligger f n två av de jämförelsemodeller hon drog fram över uppmätt temperatur, två under och INM slutar lite väl tidigt för att kunna vara med i jämförelsen, men låg aningen lågt när serien slutade. Där kan man i alla fall inte hitta något stöd för att INM skulle vara bättre.

  14. 14
    Lena Krantz

    Thomas

    Var har du fått det ifrån att jag är författare till det här inlägget?

    Nu läser du väl ändå lite väl slarvigt.

  15. 15
    Lars-Eric Bjerke

    Finns det någon som vet hur mycket en ökning av globalstrålningen (den solstrålning som når jordytan) skulle påverka klimatet om den skulle öka lika mycket i Asien som den har gjort i Europa ( 8 % i Sverige mellan 1985 och 2005).

  16. 17
    Christopher E

    Finns väl ingen modell som lyckats förutsäga varken några ENSO eller kortvarig variation. Att basera hur lyckade de andra modellerna är på hur väl de kan kurvpassas i efterhand förefaller vara ett tomt argument. Inte heller att inbilla sig att det finns att känt facit för ”koldioxidens verkliga effekt” att jämföra med håller. Nej, visst kan man inte förlita sig på INM för ”framtida prognoser”, men det kan man ju verkligen inte göra med någon annan modell heller.

    Det är bara klimatreligiösa som tror att man kan göra överenskommelser i Paris som med precision styr vilka temperaturer jorden har i framtiden.

  17. 18
    Thomas P

    Christopher #17 Ingen modell kan förutsäga exakt när och hur stark enskilda El Nino blir, men de får med fenomenet som sådant och man kan se hur väl de får med genomsnittlig amplitud och konsekvenserna runt jorden.

  18. 19
    Ivar Andersson

    #17 Christopher E
    Använd inte ordet ”klimatreligiösa”. Använd istället ordet ”klimathotstroende” dvs de som tror på klimathotet. Ursäkta om jag är lite petig.

  19. 20
    Guy

    Thomas P # 18

    Är det inte så att ett kaotiskt system är oförutsägbart per definition. Det är tänkbart att när du har facit (verkligheten) så kan du fila till initialvärdena så att du kommer nära det resultat facit visar. Det är ganska klart att en modell inte kan förutsäga någonting. Du har större chans att tippa fotbollsresultaten eller V75 än att förutspå lottoraden.

  20. 21
    Thomas P

    Guy #20 Nej, ett kaotiskt system är inte helt oförutsägbart. För att ta El Nino är exakta tidpunkten och storleken för enskilda händelser såvitt vi vet helt kaotisk, dvs den kan inte förutsägas, men genomsnittlig frekvens och amplitud etc går att säga mer om.

    Påståendet att en modell inte kan förutsäga någonting är rent nonsens för jordens klimatsystem.

  21. 22
    Olle R

    Jag har tittat vidare på NMI, vilket är lite krångligt just nu, då modelldata fortfarande strular efter en krasch hos KNMI climate explorer i söndags.
    Iallafall, energibalansen vid TOA hos NMI är minst sagt knepig. Under den period som ARGO varit fullt utbyggt, 2007-2017, har det varit en global energiobalans på ca 0,85 W/m2. Modellmedel ligger på liknande nivåer. INM ligger dock på hela 1,38 W/m2, men har trots detta en mycket svag temperaturutveckling vid jordytan. Om det inte är något energiläckage i modellen måste alltså överskottsenergin värma havsdjupen eller smälta is.
    I rcp 8.5 så ökar energiobalansen i INM till hela 3.0 W/m2 i snitt under decenniet 2091-2100.
    Detta är inte hästskit precis, en sådan obalans skulle kunna smälta alla jordens inlandsisar på 130 år (alternativt värma havens samlade volym med ca 1,2 grader)

    Eller ska vi helt enkelt enas om att det är något mycket galet med INM?

  22. 23
    Guy

    Thomas P #21 Kanhända är ett kaotiskt system förutsägbart till någon del fast det är mycket tveksamt. Vilken tidsskala tror du det behövs för att ens komma ditåt? Korttidsgenomsnitt är i stort sett värdelöst.
    Du kanske kan säga något om frekvensen men har du någon grund för påståendet om amplituden? Amplituden är på rena rama gissningsnivån ännu halvägs in i en El Nino.

    En modells förmåga att förutsäga att förutsäga klimatsystemet är lika bra som förmågan att förutsäga vädret dvs uselt. Det är lätt att i stora drag förutsäga både klimat och väder, som till ex. att snart blir det sommar och den är högst antagligen varmare, i medeltal, än vintern och mindre snörik.

    Vädergubbarna tycks ha problem med att stationernas värden matas in i en datormodell som spår väder. När något grundläggande i klimatsystemet ändrar sig, som inte nödvändigtvis märks i stationsvärdena, matar daorn ut vad den fått inprogrammerat. Stora chanser att det blir fel. Lokalt t. ex. lågtryckenas rutt över finland under ungefär ett och ett halft års tid.

    Det är stor skillnad på uttryckena ” klimatförändring” och ”klimatuppvärmning”.
    På det ena ordet går det att klistra uttrycken: regn, torka, värme, kyla osv. Men inte på det andra. Gissa vilkendera :-)

    https://notalotofpeopleknowthat.files.wordpress.com/2018/01/image128.png

    PS Jag vet att du antagligen ogillar länkens källa, men den är minst lika bra om inte bättre än källorna du använder.

  23. 24
    Thomas P

    Guy #23 ”Det är lätt att i stora drag förutsäga både klimat och väder, som till ex. att snart blir det sommar och den är högst antagligen varmare, i medeltal, än vintern och mindre snörik.”

    Helt riktigt, och anledning till man kan göra det är att energibalansen ändras helt deterministiskt under året. På samma sätt ändrar utsläpp av växthusgaser jordens energibalans och man får även där en helt deterministisk effekt.

  24. 25
    Olle R

    #22 Jag blandar visst lite med akronymerna. Det ska vara INM genomgående, inte NMI..
    KNMI är dock korrekt och något helt annat, dvs holländska ”SMHI”..

  25. 26
    Guy

    Thomas P #24
    Från Wikipedia:
    Oförutsägbara skillnader kan uppstå även om systemet styrs av deterministiska lagar. Deterministiskt betyder att nästa tillstånd i systemet i princip kan beräknas exakt om alla värden som beskriver systemets tillstånd är kända.[1] Ifråga om kaotiska system leder nödvändiga förenklingar (t.ex. mätfel eller avrundning) i många fall till oacceptabelt stora fel.

  26. 27
    Thomas P

    Guy #26 Du har i princip rätt. vi kan få svårförutsägbara modhopp i klimatet, men det är knappast något ni här på bloggen hoppas på eller förväntar er, eller?

  27. 28
    Guy

    Thomas P #27 Jag är inte säker på vad du menar med modhopp i klimatet, men personligen tror jag mej inte kunna påverka klimatet nämnvärt. människan som helhet kan heller inte påverka mycket med annat än vissa tokideer som det varit tal om. Idén att kyla jorden med ”paraplyer” i rymden?? Trots att solen inget har med klimatet att göra, säger klimathotare??

    Med klimatförändringar kan vi bara anpassa oss. Tur att dom är rätt långsamma. Viktigare är att utsläppen är så rena som möjligt från partiklar, svavel o.dy. Ingen orsak att försöka filtrera bort en icke giftig gas som CO2. Dessutom, hellre varmt än kallt. Har hunnit uppleva dom flesta sortens vintrar och somrar. Kanske jag ännu hinner se något nytt.

  28. 29
    Björn

    Guy {26]; Determinism är egentligen ett onödigt begrepp eftersom det är endast funktioner utan slump, som går att beräkna. Väder och vind är därför inget som kan sägas vara deterministiskt. Du kan alltså inte beräkna framtiden.

  29. 30
    Guy

    Björn #29 Observera att jag i #25 endast citerade Wikipedia så dom får stå för den texten. Det var faktiskt Thomas P som drog upp ordet :-)

  30. 31
    Björn

    Guy [30]: Men det framgick inte att det inte handlade om medlöperi. :)

  31. 32
    Guy

    #31, nej det framgick kanske inte. Hade ingen aning om att det skulle ha behövts :-O.

    Jag hör nog till skeptikerna som gör sitt bästa i att tänka själv. Jag är ungefär lika skeptisk till bägge sidor. Det är något andra måste avgöra. Jag jävar mej i frågan. Emellanåt är jag mycket tveksam till uttalanden som somliga på skeptikersidan gör.

Kommentarer inaktiverade.