Miféle hibalehetőségek vannak a régi időjárási adatokban?

A klímaadatok vagy épp az új időjárási rekordok kapcsán gyakran olvassuk a „mérések kezdete óta” kifejezést, ami a gyakorlatban az 1880-as évet jelenti. Az nagyjából érthető, hogy a mérőműszerek a modern korunkban egyre pontosabbá váltak, a régi adatokat ezért nem is szabad egy az egyben értelmezni. (Modern műszerek alatt persze nem a barkácsáruházakban árult olcsó kis mérőeszközökre kell gondolni, hanem a szigorú szempontok alapján gyártott és rendszeresen ellenőrzött profi műszerekre.) Szükség van azokra az információkra, amelyekkel kiszámítható a korabeli műszerek esetében, hogy mennyivel mértek „mellé”. Ehhez ismerni kell a korabeli mérési módszereket. A műszerekből gyakran lehet a különböző múzeumokban találni, azok pontosságát ellenőrizni is lehet. No de a módszerek?

A közelmúltban napvilágot látott 2023-as felmelegedési adatok kapcsán két eltérő álláspontot képvisel a tudományos közösség. Abban megegyeznek, hogy az emberi okra visszavezethető felmelegedés zajlik, ám az eddigi mértékében van egy kicsi eltérés: egyik csoport szerint 1,34 Celsius-fokot emelkedett, a másik szerint 1,54-et. Bár ez a 0,2 Celsius-fok nem túl nagy különbség, azonban fontos lehet tisztázni, mi miatt alakult ki egyáltalán e két „tábor”. A helyzetet a Science segít értelmezni.

A jelenkori óceáni hőmérsékleti méréseket úszó bóják és műholdak segítségével végzik, azonban a 19. században a hajózás segítségével lehetett a legtöbb helyről adatot gyűjteni. A különböző hajótársaságok és az egyes országok haditengerészetei folyamatosan végeztek időjárási megfigyeléseket az útjaik során, ennek az elsődleges oka az volt, hogy így tárják fel az ideális hajózási útvonalakat. Ennek mind a kereskedelemben, mind a hadászatban fontos szerepe volt, így komolyan is vették a feladatokat. A hajónaplókban ezek az adatok mind olvashatóak is. Nagyjából 1850-től állnak rendelkezésre e módon gyűjtött globális adatok, vagyis a tengervíz hőmérsékletéről 170 évnyi adatunk van.

Az egyik ilyen mérés a tengervíz hőmérsékletének mérése volt – ezzel a tengeri áramlatokat is feltérképezték. A korabeli katonák, matrózok úgy végezték el a mérést, hogy vödörrel felhúztak a hajó melletti vízből, majd a vödörbe merítették a hőmérőt. Ez egyszerűnek tűnik, ám eltérések voltak abban, hogy miből is készült a vödör! Jórészt fából, azonban nem volt ritka, hogy vászonból, ami pedig a párolgó víz révén hűtő hatású volt. Később a fa és vászon vödröket gumivödör váltotta, majd, a gőzhajózás terjedésével a tengerészek gyakran a hajómotor szívószelepeinél folyó víz hőmérsékletét mérték. Ez utóbbi – szemben a vászon vödörrel – a valósnál kissé melegebbet mért, mivel a működő szelep maga is melegebb volt, és melegítette a vizet. Később kerültek csak a hőmérsékleti szenzorok a hajók külső oldalára.

Pillanatnyilag két szervezet rendszerében szerepelnek ezek a történelmi mérési adatok: az amerikai NOAA (Nemzeti Óceán- és Légkörkutatási Hivatal) és a brit Met Office (a brit meteorológiai szolgálat). Bár mindkét szervezet adatbázisa ugyanazokat az adatokat tartalmazza, az adatok értelmezése, modern értékre átszámítása (vagyis annak a beszámítása, hogy a korabeli mérési módszer mekkora hibával társult) már eltér. A „vödörhőmérsékletek” korrekciójára alkalmazott módszereket persze folyamatosan fejlesztik. Míg a NOAA úgy igyekszik korrigálni az adatokat, hogy figyelembe veszi a léghőmérsékleteket is, a Met Office kutatói igyekeznek azt kideríteni, mekkora lehetett a vízhőmérséklet, mielőtt a méréshez használt vödörbe került. Mindkét módszernek megvannak a gyengeségei, például a léghőmérsékleti mérések maguk is pontatlanok és őket is át kell számolni, a hajók fedélzetei pedig egyre magasabbra épültek, így tovább tartott a víz felhúzása, ami befolyásolta a hőmérsékletet. Rengeteg tényezőt kell tehát figyelembe venni.

Azonban úgy tűnik, ha az amerikai módszerrel számított 1,34 Celsius-fokos vízmelegedés a helyes, akkor a szárazföldnek sokkal gyorsabban kellett melegednie. Az éghajlati modellek szerint viszont nem lehetne ekkora eltérés köztük.

Olyan korrekciós módszerekre van tehát szükség, ami a lehető legjobban lecsökkenti az adatok és a modellek közti eltérést. Ez hatalmas adatmennyiség átdolgozását igénylő, rendkívül nagy feladat! Emellett rengeteg hajónapló nincs még digitalizálva, sok millió oldalnyi adat hiányzik, ha ez megtörténik, megduplázódik a rendelkezésre álló adatmennyiség – ez önmagában pontosító hatású lesz. Egyelőre azonban túl kevés ember foglalkozik ezzel a feladattal.

Az adatok pontosításával nemcsak azt lehet kideríteni, hogy akkor végül is mennyivel melegebbek ma az óceánok bolygónkon, hanem az egyes óceáni medencék eltérő viselkedését is megmagyarázhatják. Erre pedig szükség lesz például az El Nino hosszabb távú hatásainak előrejelzéséhez is.