هناك عدد قليل من المؤسسات العلمية الكبرى حول العالم التي تتعقب درجة حرارة الأرض. تظهر جميعها بوضوح أن درجة حرارة العالم قد ارتفعت في العقود القليلة الماضية. إحدى تلك المؤسسات هي وكالة ناسا.
يقع معهد جودارد لدراسات علوم الفضاء (GISS) التابع لوكالة ناسا في مدينة نيويورك. في الآونة الأخيرة ، قاموا بإجراء تقييم كامل لبيانات درجة الحرارة الخاصة بهم ، يسمى GISTEMP ، أو تحليل درجة حرارة سطح GISS. يعد GISTEMP أحد أكثر معاييرنا مباشرة لتتبع درجة حرارة الأرض. يعود تاريخه إلى أكثر من 100 عام ، إلى ثمانينيات القرن التاسع عشر.
'لا يتعين علينا إعادة صياغة أي استنتاجات تستند إلى هذا التحليل.'
المؤلف الرئيسي ناثان لينسن ، طالب دكتوراه ، جامعة كولومبيا.
كل عام ، تشترك ناسا مع NOAA (الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي لتحديث درجة الحرارة العالمية. يستخدمون بيانات درجة الحرارة التي يعود تاريخها إلى عام 1880 من قياسات سطح الأرض والبحر ، جنبًا إلى جنب مع قياسات أكثر حداثة من أكثر من 6300 محطة أبحاث لمحطات الطقس ، والسفن وعوامات الطقس حول العالم. باستخدام كل هذه البيانات ، خلص الزوجان من المنظمات إلى أن عام 2018 كان رابع أكثر الأعوام دفئًا على الإطلاق ، وأن عام 2016 كان الأكثر دفئًا.
في هذه الدراسة الجديدة ، حلل علماء ناسا بيانات GISTEMP لمعرفة ما إذا كانت التنبؤات السابقة بارتفاع درجات الحرارة دقيقة. كانوا بحاجة إلى معرفة أن أي عدم يقين داخل بياناتهم تم حسابه بشكل صحيح. كان الهدف هو التأكد من أن النماذج التي يستخدمونها قوية بما يكفي للاعتماد عليها في المستقبل. الجواب: نعم هم. في حدود 1/20 درجة مئوية. مجد.
'كل العلم يعتمد على معرفة حدود الأرقام التي توصلت إليها ...'
جافين شميدت ، مدير GISS ، مؤلف مشارك للدراسة.
قال جافين شميدت ، مدير GISS والمؤلف المشارك في الدراسة: 'من المهم فهم عدم اليقين لأننا نعلم أننا في العالم الحقيقي لا نعرف كل شيء تمامًا'. 'تستند كل العلوم إلى معرفة حدود الأرقام التي توصلت إليها ، ويمكن لهذه الشكوك أن تحدد ما إذا كان ما تراه هو تحول أو تغيير مهم بالفعل.'
هذه هي الدقة العلمية في أفضل حالاتها. بالنسبة لمن ينكر تغير المناخ ، قد يبدو الأمر وكأنه ذخيرة. ولكن العكس صحيح. ناسا مصممة على فهم بيانات GISTEMP الخاصة بهم بأفضل ما لديهم ، وهم يعترفون ، مثل جميع العلماء ، بأي ضعف في بياناتهم الخاصة ثم يسعون إلى تحديدها كمياً.
اكتشف تحليل وكالة ناسا أربعة مصادر لعدم اليقين ، وإن كانت صغيرة ، في بيانات GISTEMP. الأول هو كيف تغير قياس درجة الحرارة بمرور الوقت ، وهو يساهم في معظم عدم اليقين. الثانية كانت تغطية محطة الطقس. لا يمكن أن يكون لديك محطة طقس في كل نقطة على الأرض ، لذلك عليك أن تستكمل البيانات. هذا الاستيفاء هو ثالث أكبر مصدر لعدم اليقين ، على الرغم من أن مساهمته في عدم اليقين كانت ضئيلة. أخيرًا ، تم تحديد كيفية توحيد البيانات التي تم جمعها على مدار فترات زمنية مختلفة في التاريخ.
وفقًا لشميدت ، فإن قيمة الارتياب في البيانات صغيرة جدًا لدرجة أنها تكاد تكون غير مهمة: أقل من عُشر درجة مئوية واحدة في السنوات الأخيرة. مع نموذجهم المحدث ، أكد الفريق أن عام 2016 كان على الأرجح أكثر الأعوام دفئًا في السجل ، مع احتمال 86.2 في المائة. وكان عام 2017 هو المرشح التالي الأكثر احتمالا لأدفأ عام مسجل ، باحتمال قدره 12.5 في المائة. بقعة الاتجاه؟
تمثل هذه الخريطة حالات الشذوذ في درجات الحرارة العالمية التي تم متوسطها من عام 2008 حتى عام 2012. الائتمان: معهد جودارد لدراسات الفضاء / استوديو التصور العلمي التابع لناسا جودارد.
قال المؤلف الرئيسي ناثان لينسن ، طالب الدكتوراه في جامعة كولومبيا: 'لقد جعلنا تقدير عدم اليقين أكثر صرامة ، والنتيجة التي خرجت بها الدراسة هي أنه يمكننا أن نثق في دقة سلسلة درجات الحرارة العالمية'. 'لا يتعين علينا إعادة صياغة أي استنتاجات تستند إلى هذا التحليل.'
تظهر القياسات بوضوح أن الأرض تزداد احترارًا مع انبعاثات الكربون لدينا. منذ عام 1880 ، ارتفعت درجة حرارة الأرض بما يزيد قليلاً عن درجة واحدة مئوية أو درجتين فهرنهايت. والسنوات الأخيرة هي بعض من أحر السنوات المسجلة. هذا أمر منطقي ، لأن انبعاثاتنا تستمر في الارتفاع.
كما دعمت دراسة حديثة أخرى دقة بيانات GISTEMP. يحمل القمر الصناعي Aqua Earth الخاص برصد الأرض التابع لناسا أداة تسمى Atmospheric Infrared Sounder (AIRS). في مارس 2019 ، أجرى جويل سسكيند من وكالة ناسا دراسة لمقارنة بيانات GISTEMP ببيانات AIRS. https://aqua.nasa.gov/
تختلف بيانات AIRS في طريقة جمعها. يقيس درجة الحرارة على سطح الأرض مباشرة باستخدام مستشعرات الأشعة تحت الحمراء. إنه يشبه إلى حد ما قياس درجة حرارة جلد الأرض من الفضاء. تعود بيانات AIRS إلى عام 2003 عندما بدأ تشغيل القمر الصناعي ، لكن ساسكيند قارنها مع GISTEMP للفترة من 2003 إلى الوقت الحاضر.
يقيس AIRS درجة حرارة سطح الأرض من الفضاء. تُظهر خريطة الولايات المتحدة هذه عام 2011 موجة الحر التي ضربت الساحل الشمالي الشرقي. حقوق الصورة: NASA / JPL
النتيجة؟
أظهرت كلتا المجموعتين من البيانات ، على الرغم من جمعهما بشكل مستقل بطرق مختلفة ، نفس اتجاه الاحترار بالضبط. كان الاختلاف الوحيد هو أن بيانات AIRS أظهرت ارتفاع درجة حرارة أقصى خطوط العرض الشمالية بشكل أسرع مما كان يُعتقد.
'القطب الشمالي هو أحد الأماكن التي اكتشفنا أنها كانت ترتفع درجة حرارتها بالفعل. قال شميدت ، الذي كان أيضًا مؤلفًا مشاركًا في بحث ساسكيند:
وفقًا لشميدت ، تؤكد هاتان الدراستان على دقة بيانات GISTEMP وترسيخ موقعها كمؤشر دقيق لدرجات الحرارة في المستقبل. قال شميت: 'كل واحد من هؤلاء هو طريقة يمكنك من خلالها محاولة تقديم دليل على أن ما تفعله حقيقي'. 'نحن نختبر قوة الطريقة نفسها ، وقوة الافتراضات ، والنتيجة النهائية مقابل مجموعة بيانات مستقلة تمامًا.'
وقال إنه في جميع الحالات ، تكون الاتجاهات الناتجة أقوى مما يمكن تفسيره من خلال أي عدم يقين في البيانات أو الأساليب.
زادت درجات حرارة سطح الأرض بشكل رئيسي منذ عام 1880. Credit: NASA
من الجيد معرفة دقة بياناتنا. من الجيد أيضًا معرفة أن علماء المناخ يتمتعون بالصدق الكافي للتفكير النقدي وتحسين نماذج المناخ ومجموعات البيانات الخاصة بهم.
لكن من السيئ معرفة أن استجابتنا لا تزال غير كافية.
