Der «global warming hiatus» Statistische Implikationen

Präsentation zum Thema: "Der «global warming hiatus» Statistische Implikationen"—  Präsentation transkript:

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

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3 Globale Temperatur 1850-heute
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4 Mögliche Gründe für den «Stillstand»
Änderung im Trend Änderung in den Antriebsfaktoren Zufall / Chaos Messfehler / Rechenfehler Ansichtssache

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

6 Antriebsfaktoren (external forcing)
Hauptdarsteller: Dow Jones Index Sonne Vulkane Mensch Carlos

7 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

8 R2=0.77, p<0.01

9 Detrended: R2=0.00, p=0.64

10 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

11 Stabilität überprüfen
Sonne: R2=0.50, p<0.01 Mensch: R2=0.64, p<0.01 Sonne: R2=0.07, p=0.07 Mensch: R2=0.54, p<0.01

12 External forcing 1880-present

13 Was sagt die Physik? - Klimamodelle
IPCC (2013)

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

15 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)

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

17 Zufall / Chaos  Interne Variabilität / internal forcing

18 Trenberth & Fasullo (2013)

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

20 Trenberth & Fasullo (2013)

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

22 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

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

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

25 «Datenlöcher» in der Arktis

26 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

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

28 Kurzfristige Trends sind problematisch

29 Vergleich mit früheren Dekaden
IPCC (2013)

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

31 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

32 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

33 Schlusspunkt

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

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

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

40 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

41 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