Der «global warming hiatus» 1998-2012 Statistische Implikationen Gastvorlesung angewandte Statistik 21.4.2015 Raphael Neukom

Globale Temperatur 1850-heute >

Mögliche Gründe für den «Stillstand» Änderung im Trend Änderung in den Antriebsfaktoren Zufall / Chaos Messfehler / Rechenfehler Ansichtssache

Mögliche Gründe für den «Stillstand» Änderung im Trend Änderung in den Antriebsfaktoren Zufall / Chaos Messfehler / Rechenfehler Ansichtssache

Antriebsfaktoren (external forcing) Hauptdarsteller: Dow Jones Index http://www.babynamewizard.com Sonne Vulkane Mensch Carlos

R2=0.48, p<0.01 R2=0.02, p=0.11 R2=0.75, p<0.01 R2=0.77, p<0.01 R2=0.67, p<0.01

R2=0.77, p<0.01

Detrended: R2=0.00, p=0.64

Rohdaten Detrended R2=0.48, p<0.01 R2=0.00, p=0.85 R2=0.02, p=0.11 R2=0.05, p=0.01 R2=0.75, p<0.01 R2=0.01, p=0.22 R2=0.67, p<0.01 R2=0.00, p=0.88 R2=0.77, p<0.01 R2=0.00, p=0.64

Stabilität überprüfen 1901-1950 Sonne: R2=0.50, p<0.01 Mensch: R2=0.64, p<0.01 1951-2000 Sonne: R2=0.07, p=0.07 Mensch: R2=0.54, p<0.01

External forcing 1880-present

Was sagt die Physik? - Klimamodelle IPCC (2013)

Hiatus: Voraussage durch Forcings Mensch Lineare Regression Kalibration: pre-1998 Vorhersage: 1998-2008 Natur (Sonne, Vulkane) Gemessen

Zusammenfassung external forcing Faktor Mensch ist nötig um gemessene Temperaturen zu erklären Hiatus kann teilweise durch Rückgang im natürlichen external Forcing erklärt werden (Sonne & Vulkane) Statistik: Physikalische Erklärung für Zusammenhänge wichtig Resultate überprüfen (z.B. Trends entfernen, Zeitperioden ändern)

Mögliche Gründe für den «Stillstand» Änderung im Trend Änderung in den Antriebsfaktoren Zufall / Chaos Messfehler / Rechenfehler Ansichtssache

Zufall / Chaos  Interne Variabilität / internal forcing

Trenberth & Fasullo (2013)

El Niño vs. globale Temperatur Detrended R2=0.30 p<0.01

Trenberth & Fasullo (2013)

Temperatur vs. PDO (detrended) Globale Temperatur Pacific Decadal Oscillation

Zusammenfassung internal forcing «Chaos» steuert kurzfristige Klimaschwankungen Hiatus kann zu einem grossen Teil durch Schwankungen in der Zirkulation (El Niño / PDO) erklärt werden Statistik: El Niño = statistisches Konstrukt Datenreduktion (grosse flächige Datensätze zu einzelnen Zeitreihen umwandeln) kann viel helfen und vereinfachen

Mögliche Gründe für den «Stillstand» Änderung im Trend Änderung in den Antriebsfaktoren Zufall / Chaos Messfehler / Rechenfehler Ansichtssache

Globale Temperaturdatensätze NOAA HADCRUT4 p(Trend)=0.02 p(Trend)=0.15

«Datenlöcher» in der Arktis www.realclimate.org

Zusammenfassung «Messfehler» Hiatus fand vor allem in niedrigen Breiten statt, Arktis hat sich weiter erwärmt Statistik: Herkunft und Eigenschaften der Datensätze hinterfragen (Bsp. Interpolation) Wenn möglich immer mit mehreren möglichst unabhängigen Daten arbeiten bzw. Resultate überprüfen

Mögliche Gründe für den «Stillstand» Änderung im Trend Änderung in den Antriebsfaktoren Zufall / Chaos Messfehler / Rechenfehler Ansichtssache

Kurzfristige Trends sind problematisch http://www.scilogs.de/klimalounge/globale-temperatur-2012/

Vergleich mit früheren Dekaden IPCC (2013)

Alternative Indikatoren für den Klimawandel Abraham et al. (2013) IPCC (2013)

Zusammenfassung «Ansichtssache» Längerfristig und global ist der Trend stabil, 2000er waren das wärmste Jahrzehnt Bei anderen Klimaindikatoren blieb auch der kurzfristige Trend stabil Statistik: Analysen von kurzen Zeitreihen sind kritisch (n≥30 ideal) Vergleich mit alternativen Daten

Zusammenfassung Hiatus sagt nichts über den Klimawandel aus und kann physikalisch erklärt werden Bisher keine Anzeichen für gebremste Erwärmung Statistik: Möglichst lange Zeitreihen anschauen Resultate wenn immer möglich mit alternativen Daten oder Methoden auf Robustheit überprüfen

Schlusspunkt

«Können» die Klimamodelle den Hiatus simulieren? Meehl et al. (2014) Marotzke & Forster (2015)

Wie geht es weiter? Roberts et al. (2015)

http://www.climatecentral.org/

http://data.giss.nasa.gov/modelforce/

Antriebsfaktoren (Forcing) Hauptdarsteller: Sonne Vulkane Mensch Interne Variabilität (z.B. El Niño) Dow Jones Index

R2=0.48, p<0.01 R2=0.02, p=0.11 R2=0.75, p<0.01 R2=0.03, p=0.17 R2=0.77, p<0.01

Rohdaten Detrended R2=0.48, p<0.01 R2=0.00, p=0.85 R2=0.02, p=0.11 R2=0.05, p=0.01 R2=0.75, p<0.01 R2=0.01, p=0.22 R2=0.03, p=0.17 R2=0.36, p<0.01 R2=0.77, p<0.01 R2=0.00, p=0.64