Shaun Lovejoys uppmärksammade artikel är utomordentligt undermålig

C-G presenterade Shaun Lovejoys artikel i blogginlägget Onaturlig temperaturökning? Lovejoy drar slutsatsen att den globala uppvärmningen med mer än 99% sannolikhet inte är naturlig vilket har väckt rätt mycket uppmärksamhet. Han påstår också att han med en ny metod kan bestämma klimatkänsligheten från observationer till cirka 3 grader per koldioxidfördubbling. Jag gjorde en egen vetenskaplig granskning av artikeln och fann häpnadsväckande, närmast fatala, brister.

Anledningen till att jag kom att göra en egen granskning är att artikeln till stor del berör det klimatvetenskapliga forskningsområde som jag har ägnat en hel del hobbyforskning åt. Jag har som bekant publicerat en vetenskaplig diskussionsartikel, se blogginlägget Ny vetenskaplig diskussionsartikel publicerad av TCS-skribent (min artikel har faktiskt väckt ett visst intresse). Jag har därför en hel del kännedom om den vetenskapliga litteraturen som har att göra med klimatkänslighet och återkopplingar.

Jag tar här upp tre punkter där Lovejoys artikel visar särskilt anmärkningsvärda brister. Den första punkten gäller artikelns referenslista. Den andra punkten gäller uppskattningen av klimatkänslighet och Lovejoys anspråk på att hans metod är ny. Den tredje punkten är en kritisk granskning av hur Lovejoy har jämfört proxy- och termometertemperaturer för olika tidsperioder för att komma fram till sitt resultat om att naturlig uppvärmning är så osannolik.

Referenslistan är under all kritik

Av 36 referenser i referenslistan är 9 till artiklar där Lovejoy själv står som förste författare. Av dessa 9 artiklar står Lovejoy (2014) som ”submitted 2/14” och Lovejoy et al. (2014) som ”submitted March 2014”, dvs. opublicerade manuskript. Lovejoy et al. (2013a) är en kommentar som inte är peer reviewad. Det är anmärkningsvärt att en författare till så stor del refererar till sig själv, speciellt när det dessutom är fråga om opublicerade manuskript.

Referenslistan saknar en stor del av de relevanta referenser inom vetenskapsområdet som borde ha funnits med. Det är inte fråga om enstaka missar utan flera referenser som är mycket centrala för den vetenskapliga diskussion som förs. Särskilt viktiga exempel är översiktsartikeln Knutti och Hegerl (2008), Gregory och Forster (2008) och Bengtsson och Schwarz (2013), men det är många fler referenser som borde ha varit med (jämför Bengtsson och Schwartz referenslista). Det framgår också av Lovejoys anspråk på nyhetsvärde för den metod han använder för beräkning av klimatkänslighet att han inte ens känner till vissa av dessa referenser (se vidare nedan).

I referenslistan och genomgående i texten förekommer Ljundqvist (2010). Detta är en felstavning som avser Fredrik Charpentier Ljungqvists uppmärksammade rekonstruktion från 2010. I referensen Moberg et al. (2005) har Lovejoy angett fyra författarnamn, Moberg, A., D. M. Sonnechkin, K. Holmgren, and N. M. Datsenko. Detta är fel, det rätta är fem författare, Anders Moberg, Dmitry M. Sonechkin, Karin Holmgren, Nina M. Datsenko & Wibjörn Karlén. Ett författarnamn har alltså fallit bort. Man kan undra om Lovejoy verkligen har läst dessa artiklar eller om han har något horn i sidan till svenska klimatforskare.

Jag har bara tillgång till det manuskript som finns som pdf på universitets webbsida. Det är naturligtvis möjligt att den av tidskriften Climate Dynamics publicerade versionen är reviderad efter peer review men det är i så fall konstigt att universitetet länkar till en oreviderad version i sin nyhetsblänkare. Lovejoys artikel är enligt Climate Dynamics ”Received: 9 January 2014 / Accepted: 26 March 2014” vilket tyder på att manuskriptet faktiskt är reviderat med tanke på att en referens anges som ”submitted March 2014” och alltså bör ha tillkommit efter peer review.

Klimatkänslighetsberäkningar: Fel om nyhetsvärde och obefintligt teoretiskt stöd

En viktig del i Lovejoys studie är att jämföra den beräknade temperaturutvecklingen med observerade temperaturer med hjälp av en klimatkänslighet och strålningseffekter från växthusgaserna. För att bestämma klimatkänsligheten använder han en metod som han påstår är ny. Han skriver:

The first part is to estimate both the total amplitude of the anthropogenic warming and the (empirically accessible) “effective” climate sensitivity. It is perhaps surprising that this is apparently the first time that the latter has been directly and simply estimated from surface temperature data.

Men han använder först en metod att bestämma den transienta klimatkänsligheten som enligt Gregory och Forster (2008) är beskriven i litteraturen sedan 1997. Nyligen använde även Bengtsson och Schwartz (2013) denna metod. I följande figur ser vi resultatet från sådana beräkningar där beräknade och observerade temperaturer jämförs, överst fig. 3b från Lovejoys artikel och nederst Fig. 2 från Bengtsson och Schwartz. Är det inte märkligt så lika dessa två diagram är?

Enda skillnaden mellan dessa två studier är att Lovejoy tagit fram en klimatkänslighet som om endast koldioxidhalten påverkade strålningseffekten medan Bengtsson och Swartz har använt strålningseffekten från alla växthusgaserna (utom vattenånga som räknas som återkoppling). Enligt Lovejoys beräkning blir klimatkänsligheten då dubbelt så stor, 2,3 C per koldioxidfördubbling, jämfört med Bengtssons och Schwartz 1,2 C/2*CO2 (=0,314*3,7 C/2*CO2). Bengtsson och Schwartz (2013) är publicerad 11 september 2013 så det är odiskutabelt att Lovejoy borde ha citerat deras artikel.

Bengtsson och Schwartz visar i denna figur endast en preliminär beräkning. Problemet är att vissa strålningseffekter, framförallt från aerosoler, är väldigt osäkert kända. De går därför vidare och bestämmer den transienta klimatkänsligheten med samma metod för perioden 1970-2010 där forskningen pekar på att inverkan av aerosolerna har hållit sig ganska konstant. De får då resultatet 1,2-1,8 C/2*CO2 för den transienta klimatkänsligheten som de för säkerhets skull kallar för en undre gräns eftersom de inte tagit hänsyn till eventuella kylande effekter från minskad solaktivitet och aerosoler.

Även Gregory och Forster gjorde en liknande beräkning för perioden 1970-2006 med samma tanke att aersoleffekten hållit sig nära konstant. De fick resultatet 1,3-2,3 C/2*CO2. Men Lovejoy citerar inte heller dem.

Lovejoy är däremot inte nöjd med sin använda metod i denna form som han anser vara ny men som andra långt tidigare har använt. Utan att ge någon teoretisk förklaring påstår han att man vid beräkningen måste använda att temperaturförändringarna har en eftersläpning på upptill tjugo år jämfört med förändringarna i koldioxidhalten. När han beräknar den transienta klimatkänsligheten med denna modifiering får han resultatet 2,5-3,7 C/2*CO2 som han sedan använder i sitt fortsatta arbete.

För en djupare analys och beskrivning av den teori som Lovejoy negligerat, se bifogad pdf Vetenskaplig fördjupning om Lovejoy (2014).

Selektiva val av rekonstruktioner och tidsperioder

Lovejoys val och användning av rekonstruktioner för att visa sin tes om att naturliga variationer måste förkastas som förklaring till uppvärmningen väcker allvarliga frågor. Valet av rekonstruktioner och data från dessa är märkligt. Detta framgår särskilt när man jämför med de rekonstruktioner som presenteras i IPCCs senaste rapport AR5 (Masson-Delmotte et al., 2013). Även utan att i större grad tränga in i författarens statistiska metoder för att analysera variabiliteten så kan vi uppfatta bristerna eftersom resultaten inte kan ge mer än vad använda data innehåller. Författaren har valt tidsperioder från proxy som uppvisar liten variabilitet medan tidigare tidsperioder där variabiliteten är stor har valts bort.

Lovejoy visar i följande diagram, fig. 5 i artikeln, en jämförelse mellan termometertemperaturer för perioden 1880-2004 och tre lika långa perioder med proxytemperaturer från rekonstruktioner för norra halvklotet, nämligen 1500-1624, 1625-1749 och 1750-1874.

Om jag förstått artikeln rätt kommer proxytemperaturerna från tre rekonstruktioner, nämligen Amman och Wahl (2007), Moberg et al. (2005) och Huang (2004), se Lovejoys referenslista. Av dessa tre är det bara Moberg et al. som tas upp i IPCCs figur för rekonstruktioner för norra halvklotet. Figuren, figure 5.7, där IPCC i AR5 har samlat rekonstruktionerna för de senaste 2000 åren följer här:

Jag har lagt in lodräta linjer för att markera de tre tidsperioder på 125 år vardera som Lovejoy har använt för att jämföra proxytemperaturer med termometertemperaturer från 1880-2004. Den del av diagrammet som markerats med en streckad rektangel har jag förstorat här:

Det framgår mycket klart att variationerna i proxytemperaturerna under de av Lovejoy tre valda tidsperioderna som han jämför med termometertemperaturer från 1880-2004 är mycket mindre än under tidigare perioder. Under tidsintervallet 1300-1500 ser det annorlunda ut med bland annat en stark uppgång på 1300-talet och en stark nedgång på 1400-talet. Inte bara att det finns snabba upp- och nedgångar, man ser också en avkylningstrend på en längre tidskala från ett maximum omkring år 1000 till ett minimum under perioden 1500-1700.

En annan invändning man kan göra är att termometertemperaturer och proxytemperaturer måste jämföras med stor försiktighet, något som Lovejoy inte alls har diskuterat. Proxytemperaturer har en helt annan felbild än termometertemperaturer och hur man skall ta hänsyn till detta i Lovejoys analys har han inte heller diskuterat. Det förefaller mycket mer robust att bara jämföra proxytemperaturer. Gör man det så ser man ändå mindre skillnader mellan variationen i de sista 125 årens proxytemperaturer och tidigare perioder på 125 år.

Lovejoys val av tidsperioder för proxytemperaturer är obegripligt om man utgår från att han ville få fram ett robust resultat. Om han hade gjort ett korrekt val så är det tveksamt om han skulle ha kommit till ett signifikant resultat då variationerna i proxytemperaturerna framstår som jämförbara mellan tidigare perioder och den sista perioden av 125 år.

Avslutning

Vad skall man säga egentligen? Är det inte häpnadsväckande att en artikel som publiceras efter peer review i en bättre tidskrift som Climate Dynamics kan innehålla så många fel och brister? De klimatforskare som har framfört åsikten att det kan finnas en betydande naturlig komponent i den globala uppvärmningen, till exempel John Christy, Roy Spencer och Richard Lindzen, kan lugnt bortse från Lovejoys resultat.

Läs mer: Samtal mellan klimatprofessorerna John Christy och Kerry Emanuel. Pehr Björnbom, Klimatupplysningen 2014-04-11.

Fördjupning

Vetenskaplig fördjupning om Lovejoy (2014).

Referenser

S. Lovejoy (2014). Scaling fluctuation analysis and statistical hypothesis testing of anthropogenic warming. Clim. Dyn., published online 6 April.

Knutti, R. and Hegerl, G. C. (2008). The equilibrium sensitivity of the Earth’s temperature to radiation changes. Nat. Geosci. 1, 735-743.

Gregory, J. M., and P. M. Forster (2008), Transient climate response estimated from radiative forcing and observed temperature change, J. Geophys. Res., 113, D23105.

Bengtsson, L. and Schwartz, S. E. (2013). Determination of a lower bound on Earth’s climate sensitivity. Tellus B 65, 21533.

IPCC AR5 WG1 Kap. 5: Masson-Delmotte, V., M. Schulz, A. Abe-Ouchi, J. Beer, A. Ganopolski, J.F. González Rouco, E. Jansen, K. Lambeck, J. Luterbacher, T. Naish, T. Osborn, B. Otto-Bliesner, T. Quinn, R. Ramesh, M. Rojas, X. Shao and A. Timmermann, (2013): Information from Paleoclimate Archives. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

0