用卫星测量全球变暖有多可靠?

Question

一些人为全球变暖(AGH)怀疑论者否认全球变暖正在发生。我想到了一个可以用来反驳他们的方法。地球上所有热点的加权平均值可以按日计算。这些热点是从热图像中获得的。

这些点将是卫星分辨率的距离。这将为全球变暖提供一个实际的测量方法。我们可以通过简单地忽略超过某个阈值的每一个值来减去城市和火山的影响。这种阈值的一个例子是当天所有分数的平均值。

这是一种合理的方式来检查全球气温异常的趋势吗?

Answer 1

通过卫星测量长期的温度趋势是可能的，但由于各种原因很难。

这是正在进行的研究。

简而言之:已经存在了足够长的时间的卫星是用来测量天气的，而不是用来测量气候的，而且测量其中一个所需的仪器标准与另一个完全不同。

自20世纪60年代以来，我们就有了对大气的卫星测量，自20世纪70年代末开始进行操作。其中包括红外辐射计测量，这意味着，原则上，我们可以构建至少过去40年的地表(包括陆地和海洋)和大气温度的记录。传感器本身并不复杂，但要确定趋势，我们需要对它们的不确定性、稳定性和卫星间的可变性非常有信心。

如果你只是简单地把HIRS 40年的红外测量数据绘制出来，你不知道这些变化是由于大气变化还是仪器变化。

从2015年到2019年，我是FIDUCEO该项目旨在将计量科学(测量科学)引入卫星观测。用16个不同版本的仪器在40年的时间内测量了40年的AVHRR(海洋表面温度)或HIRS(大气温度和湿度)。但是AVHRR是用来观察云的图片的。如果你在看云的照片，用户不会在意一颗卫星的照片是否比前一颗卫星亮0.5%。他们只是稍微调整了一下监视器!但如果你考虑全球气候系统，那么这相当于超过1K的温差，这对海洋来说是巨大的。在FIDUCEO中，我们的目标是:

• 发展对地观测计量学
• 生产基本气候资料记录(FCDRs)，适用于可见光、红外和微波的各种气象仪器，意思是:
  • 每基准计量可追踪的不确定度特征;
  • 有关相关结构的每基准信息:在平均时，误差估计的哪个分量会抵消，哪个分量会保留;
  • 各种卫星传感器之间的协调。

这是40年的HIRS(版本2、3和4)，我们试图在这些版本上做一些协调。上面的面板显示了每24小时的全球平均亮度温度，由IIRC在平流层某处达到峰值的通道2测量，因此这大致对应于平流层某处的大气温度(顺便说一下，随着地球表面变暖，平流层正在变冷):

不同的颜色代表不同的卫星。正如你所看到的，卫星之间既有跳跃，也有一颗卫星内部的趋势。部分原因是意料之中的，因为极地轨道的太阳同步卫星有一个漂移的当地赤道穿越时间，但部分原因是仪器问题。其中一些问题被底部面板中的结构性不确定性所捕捉，但不是全部。这些数据只能追溯到20世纪80年代中期，因为在那之前，没有足够的重叠来限制基于同时的最低点立交桥(SNOs)的后续卫星对之间的差异。对于20世纪80年代初和70年代末的卫星来说，校准测量星上校准目标温度的温度计的系数似乎已经丢失。对于最早的卫星，头部数据与现有文件不符。软件是制作这个图形的Github上，可获得原始数据来自NOAA，一些处理过的数据FIDUCEO．

这是全球平均水平。在地区范围内这样做会增加额外的复杂性。

的CLARREO方案被提出作为第一个在轨SI精确校准参考。如果我们在过去40年里有这样的政策，我们的工作就会容易一些。但CLARREO仍在等待资金。

所以你问题的答案是:以我们现在拥有的——还不够好。

但如果你正在考虑从事卫星技术考古学的职业，我建议你这样做。这很有趣。

Answer 2

你的问题似乎把几件事混为一谈了。

首先，AGH怀疑论者并不否认“气候变化”。他们甚至不否认人类活动确实对地球的热平衡有一些影响。他们只是不认为这种影响有任何意义，因为同样的气候科学家已经确定，过去地球上的二氧化碳是现在的10倍，而且没有水放大的“失控”效应(又名“反馈”)对地球上的生命造成任何可怕的影响。简言之，从历史上讲，不存在“不归路”。

其次，你混淆了“全球平均地表温度变化”和“全球变暖”。由于地球是圆的，受到不同程度的日照(赤道地区很热，向后辐射很多，极地地区很冷，辐射少得多，所有这些都与绝对温度的4度成正比斯蒂芬玻尔兹曼定律)，当“平均温度”越低，热排放越高，而“平均温度”越高，向外空间的排放越低时，就容易构造简单的例子。换句话说，全球“平均表面温度”与全球“辐射不平衡”(又名“全球变暖”)之间没有相关性。

因此，从远处获取热图像可能显示与表面温度统计平均值的任何类型的相关性。我甚至没有提到与远程传感器的长期稳定性和校准有关的技术困难，以及至少100年才能看到任何效果的观测的必要性。正如我上面提到的，这种效应可以是任何东西，但不能证明任何东西。