{"id":565,"date":"2008-05-13T16:06:09","date_gmt":"2008-05-13T21:06:09","guid":{"rendered":"http:\/\/www.realclimate.org\/index.php\/archives\/2008\/05\/the-global-cooling-bet-part-2\/"},"modified":"2009-08-21T12:29:57","modified_gmt":"2009-08-21T17:29:57","slug":"the-global-cooling-bet-part-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.realclimate.org\/index.php\/archives\/2008\/05\/the-global-cooling-bet-part-2\/","title":{"rendered":"The Global Cooling Bet – Part 2 Apuesta al Enfriamiento Global \u2013 Segunda Parte<\/lang_sp>La scommessa sul raffreddamento globale – II parte<\/lang_it>"},"content":{"rendered":"
\n

Last week we proposed a bet<\/a> against the “pause in global warming” forecast in Nature by Keenlyside et al. and we promised to present our scientific case later – so here it is. <\/p>\n

Una traduzione in italiano \u00e8 disponibile qui<\/a><\/lang_it>
\nDieser Beitrag erscheint zeitgleich auf deutsch auf Klimalounge<\/a>
\n<\/lang_de><\/p>\n


\nTraducido por Angela Carosio<\/small><\/p>\n

La semana pasada propusimos una apuesta<\/a> contra el pron\u00f3stico en un art\u00edculo de la revista Nature \u201cpausa en el calentamiento global\u201d por Keenlyside et al. y prometimos presentar nuestro caso cient\u00edfico en otra ocasi\u00f3n, y aqu\u00ed est\u00e1.
\n<\/lang_sp>
\n<\/p>\n

This is why we do not think that the forecast is robust: <\/p>\n

\"Fig.
\n
\nFigure 4 from Keenlyside et al<\/em> ’08. The red line shows the observations (HadCRU3 data), the black line a standard IPCC-type scenario (driven by observed forcing up to the year 2000, and by the A1B emission scenario thereafter), and the green dots with bars show individual forecasts with initialised sea surface temperatures. All are given as 10-year averages.<\/b><\/p>\n

    \n
  1. Their figure 4 shows that a standard IPCC-type global warming scenario performs slightly better for global mean temperature for the past 50 years than their new method with initialised sea surface temperatures (see also the correlation numbers given at the top of the panel). That the standard warming scenario performs better is highly remarkable since it has no observed data included. The green curve, which presents a set of individual 10-year forecasts and is not a time series, each time starts again close to the observed climate, because it is initialised with observed sea surface temperatures. So by construction it cannot get too far away, in contrast to the “free” black scenario. Thus you’d expect the green forecasts to perform better than the black scenario. The fact that this is not the case shows that their initialisation technique does not improve the model forecast for global<\/em> temperature.<\/li>\n
  2. Their ‘cooling forecasts’ have not passed a the test for their hindcast period. Global 10-year average temperatures have increased monotonically during the entire time they consider – see their red line. But the method seems to have produced already two false cooling forecasts: one for the decade centered on 1970, and one for the decade centered on 1999.<\/li>\n
  3. Their forecast was not only too cold for 1994-2004, but it also looks almost certain to be too cold for 2000-2010. For their forecast for 2000-2010 to be correct, all the remaining months of this period would have to be as cold as January 2008 – which was by far the coldest month in that decade thus far. It would thus require an extreme cooling for the next two-and-a-half years.<\/li>\n
  4. Even for European temperatures (their Fig. 3c, not part of our proposed bet), the forecast skill of their method is not impressive. Their method has predicted cooling several times since 1970, yet the European temperatures have increased monotonically since then. Remember the forecasts always start near the red line; almost every single prediction for Europe has turned out to be too cold compared to what actually happened. There therefore appears to be a systematic bias in the forecasts.<\/li>\n
  5. One of the key claims of the paper is that the method allows forecasting the behaviour of the meridional overturning circulation (MOC) in the Atlantic. We do not know what the MOC has actually been doing for lack of data, so the authors diagnose the state of the MOC from the sea surface temperatures – to put it simply: a warm northern Atlantic suggests strong MOC, a cool one suggests weak MOC (though it is of course a little more complex). Their method nudges the model’s sea surface temperatures towards the observed ones before the forecast starts. But can this induce the correct MOC response? Suppose the model surface Atlantic is too cold, so this would suggest the MOC is too weak. The model surface temperatures are then nudged warmer. But if you do that, you are making surface waters more buoyant, which tends to weaken the MOC instead of enhancing it! So with this method it seems unlikely to us that one could get the MOC response right. We would be happy to see this tested in a ‘perfect model’ set up, where the SST-restoring was applied to try and get the model forecasts to match a previous simulation (where you know much more information). If it doesn’t work for that case, it won’t work in the real world.<\/li>\n
  6. When models are switched over from being driven by observed sea surface temperatures to freely calculating their own sea surface temperatures, they suffer from something called a “coupling shock”. This is extremely hard, perhaps even impossible, to avoid as “perfect model” experiments have shown (e.g. Rahmstorf, Climate Dynamics 1995<\/a>). This problem presents a formidable challenge for the type of forecast attempted by Keenlyside et al., where just such a “switching over” to free sea surface temperatures occurs at the start of the forecast. In response to the “coupling shock”, a model typically goes through an oscillation of the meridional overturning circulation over the next decades, of the magnitude similar to that seen in the Keenlyside et al simulations. We suspect that this “coupling shock”, which is not a realistic climate variability but a model artifact, could have played an important role in those simulations. One test would be the perfect model set up we mentioned above, or an analysis of the net radiation budget in the restored and free runs – a significant difference there could explain a lot.<\/li>\n
  7. To check how the Keenlyside et al. model performs for the MOC, we can look at their skill map in Fig. 1a. This shows blue areas in the Labrador Sea, Greenland-Iceland-Norwegian Sea and in the Gulf Stream region. These blue areas indicate “negative skill” – that means, their data assimilation method makes things worse rather than improving the forecast. These are the critical regions for the MOC, and it indicates that for either of the two reasons 5 and 6, their method is not able to correctly predict the MOC variations. Their method does show skill in some regions though – this is important and useful. However, it might be that this skill comes from the advection of surface temperature anomalies by the mean ocean circulation rather than from variations of the MOC. That would also be a an interesting issue to research in the future.<\/li>\n
  8. All climate models used by IPCC, publicly available in the CMIP3 model archive<\/a>, include intrinsic variability of the MOC as well as tropical Pacific variability or the North Atlantic Oscillation. Some of them also include an estimate of solar variability in the forcing. So in principle, all of these models should show the kind of cooling found by Keenlyside et al. – except these models should show it at a random point in time, not at a specific time. The latter is the innovation sought after by this study. The problem is that the other models show that a cooling of one decadal mean to the next in a reasonable global warming scenario is extremely unlikely and almost never occurs – see yesterday’s post<\/a>. This suggests that the global cooling forecast by Keenlyside et al. is outside the range of natural variability found in climate models (and probably in the real world, too), and is perhaps an artifact of the initialisation method.<\/li>\n<\/ol>\n

    Our assessment could of course be wrong – we had to rely on the published material, while Keenlyside et al. have access to the full model data and have worked with it for months. But the nice thing about this forecast is that within a few years we will know the answer, because these are testable short term predictions which we are happy to see more of. <\/p>\n

    Why did we propose a bet on this forecast? Mainly because we were concerned by the global media coverage which made it appear as if a coming pause in global warming was almost a given fact, rather than an experimental forecast. This could backfire against the whole climate science community if the forecast turns out to be wrong. Even today, the fact that a few scientists predicted a global cooling in the 1970s is still used<\/a> to undermine the credibility of climate science, even though at the time it was just a small minority of scientists making such claims and they never convinced many of their peers. If different groups of scientists have a public bet running on this, this will signal to the public that this forecast is not a widely supported consensus of the climate science community, in contrast to the IPCC reports (about which we are in complete agreement with Keenlyside and his colleagues). Some media reports even suggested that the IPCC scenarios were now superseded by this “improved” forecast.<\/p>\n

    Framing this in the form of a bet also helps to clarify what exactly was forecast and what data would falsify this forecast. This was not entirely clear to us just from the paper and it took us some correspondence with the authors to find out. It also allows the authors to say: wait, this is not how we meant the forecast, but we would bet on a modified forecast as follows… By the way, we are happy to negotiate what to bet about – we’re not doing this to make money. We’d be happy to bet about, say, a donation to a project to preserve the rain forest, or retiring a hundred tons of CO2<\/sub> from the European emissions trading market.<\/p>\n

    We thus hope that this discussion will help to clarify the issues, and we invite Keenlyside et al. to a guest post here (and at KlimaLounge<\/a>) to give their view of the matter.<\/p>\n


    \nHe aqu\u00ed porque pensamos que el pron\u00f3stico no es s\u00f3lido:<\/p>\n

    \"Fig.
    \nFigura 4 extra\u00edda de Keenlyside et al. 2008<\/i>. La l\u00ednea roja muestra las observaciones (informaci\u00f3n extra\u00edda de HadCURT3), la l\u00ednea negra muestra un escenario t\u00edpico est\u00e1ndar propuesto por el IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC por sus siglas en ingl\u00e9s), derivado de forzamientos observados hasta el a\u00f1o 2000, y por el posterior escenario de emisiones A1B. Los puntos verdes con barras representan pron\u00f3sticos individuales con temperaturas de la superficie del oc\u00e9ano. Los datos son promedio de 10 a\u00f1os.<\/b><\/p>\n

      \n
    1. La figura 4 muestra que un escenario t\u00edpico est\u00e1ndar de calentamiento global propuesto por el IPCC funciona un poco mejor, para las temperaturas medias globales de los \u00faltimos 50 a\u00f1os, que su m\u00e9todo con temperaturas de la superficie del oc\u00e9ano (ver tambi\u00e9n los n\u00fameros de correlaci\u00f3n en la parte superior del panel). Que el escenario t\u00edpico est\u00e1ndar de calentamiento global funcione mejor es muy notable, ya que no incluye ning\u00fan dato observado. En la curva verde, que presenta una serie de pron\u00f3sticos individuales de per\u00edodos de 10 a\u00f1os y que no es una sucesi\u00f3n temporal, cada serie temporal comienza nuevamente cerca del clima observado ya que esta inicializado con las temperaturas observadas de la superficie del oc\u00e9ano. De esa manera, la curva verde no puede llegar muy lejos, en comparaci\u00f3n con el escenario \u201clibre\u201d que marca la curva negra. Por ende, se esperar\u00eda que el pron\u00f3stico verde obtuviera mejores resultados que el pron\u00f3stico negro. El hecho que \u00e9ste no es el caso, nos demuestra que la t\u00e9cnica de inicializaci\u00f3n no mejora el pron\u00f3stico modelo para la temperatura global.<\/li>\n
    2. Los \u201cpron\u00f3sticos de enfriamiento\u201d no han pasado la prueba del per\u00edodo de los pron\u00f3sticos posteriores. Las temperaturas globales promedio, en per\u00edodos de 10 a\u00f1os, han incrementado mon\u00f3tonamente durante todo el per\u00edodo considerado, ver la l\u00ednea roja. Pero el m\u00e9todo parece haber producido ya dos pron\u00f3sticos falsos de enfriamiento: uno para la d\u00e9cada centrada en 1970 y otro para la d\u00e9cada centrada en 1999.<\/li>\n
    3. El pron\u00f3stico no es solamente demasiado fr\u00edo para 1994-2004, sino que probablemente es tambi\u00e9n demasiado fr\u00edo para 2000-2010. Para que el pron\u00f3stico de 2000-2010 sea acertado, todos los meses que restan de ese per\u00edodo tendr\u00edan que ser tan fr\u00edos como enero del 2008, que fue de lejos y hasta ahora el mes m\u00e1s fr\u00edo de esa d\u00e9cada. De modo que se requerir\u00eda un enfriamiento extremo para los pr\u00f3ximos dos a\u00f1os y medio.<\/li>\n
    4. Tampoco la habilidad de su m\u00e9todo para pronosticar las temperaturas europeas (la fig. 3c, no forma parte de nuestra apuesta) es notable. Su m\u00e9todo ha pronosticado varios enfriamientos desde 1970, sin embargo las temperaturas europeas han ido incrementado en forma regular desde entonces. Recuerden que los pron\u00f3sticos siempre empiezan cerca de la l\u00ednea roja; casi todas las predicciones para europa han sido demasiado fr\u00edas comparando con la realidad. De modo que parece haber un prejuicio sistem\u00e1tico en los pron\u00f3sticos.<\/li>\n
    5. Uno de los puntos clave del art\u00edculo es que el m\u00e9todo permite pronosticar el comportamiento de la circulaci\u00f3n convectiva meridional, MOC (Meridian Overturning Circulation, MOC por sus siglas en ingl\u00e9s). Por falta de datos, no se sabe exactamente qu\u00e9 es lo que estuvo haciendo la MOC, de modo que los autores diagnosticaron el estado de la MOC por las temperaturas de la superficie del oc\u00e9ano. Para hacerlo m\u00e1s simple: un atl\u00e1ntico norte caliente significa una MOC fuerte, mientras que un atl\u00e1ntico norte fr\u00edo corresponde a una MOC d\u00e9bil (aunque es, por supuesto, un poco m\u00e1s complejo que eso). Su m\u00e9todo da un peque\u00f1o codazo al modelo de las temperaturas de la superficie del oc\u00e9ano hacia las observadas antes que el pron\u00f3stico comience. \u00bfPero esto induce a la respuesta correcta de la MOC? Supongamos que el modelo de la superficie del atl\u00e1ntico es muy fr\u00eda, lo que sugiere una MOC d\u00e9bil. Posteriormente, se inclina hacia el modelo m\u00e1s c\u00e1lido de las temperaturas de la superficie del oc\u00e9ano. Pero si se hace esto, la temperatura de la superficie del oc\u00e9ano se hace m\u00e1s boyante, lo que tiende a debilitar la MOC en vez de hacerla m\u00e1s fuerte. De modo que con este m\u00e9todo no se puede predecir la respuesta de la MOC correctamente. Nos gustar\u00eda ver esto evaluado en un \u201cmodelo perfecto\u201d donde se restauren las SST (temperaturas de la superficie del oc\u00e9ano, SST por sus siglas en ingl\u00e9s) para tratar de llegar a un pron\u00f3stico modelo que encaje con la simulaci\u00f3n previa (de donde se tiene mucho m\u00e1s informaci\u00f3n). Si no funciona para ese caso, no funcionar\u00e1 en el mundo real.<\/li>\n
    6. Cuando los modelos cambian de ser conducidos por temperaturas de la superficie del oc\u00e9ano observadas, a calcular libremente la temperatura del oc\u00e9ano, sufren de algo llamado \u201cshock de empalme\u201d. Esto es extremadamente dif\u00edcil, quiz\u00e1s imposible, de evitar, como han mostrado anteriormente otros \u201cmodelos perfectos\u201d (ej. Rahmstorf, Climate Dynamics 1995<\/a>). Este problema presenta un gran desaf\u00edo para el tipo de pron\u00f3stico intentado por Keenlyside et al., en donde sucede un cambio hacia la liberaci\u00f3n de la temperatura de la superficie del oc\u00e9ano al principio del pron\u00f3stico. En respuesta al \u201cshock de empalme\u201d en un modelo, la oscilaci\u00f3n t\u00edpica de la MOC en las pr\u00f3ximas d\u00e9cadas es de magnitud similar a aquella encontrada en las simulaciones de Keenslyside et al. Sospechamos que este \u201cshock de empalme\u201d, que no es una variante realista del clima sino un mero artefacto del modelo, pudo haber jugado un rol importante en esas simulaciones. Una forma de verificarlo ser\u00eda un modelo perfecto como el que mencionamos anteriormente, o un an\u00e1lisis del presupuesto de radiaci\u00f3n neta en las pruebas libres y restauradas. Una diferencia significativa puede explicar mucho.<\/li>\n
    7. Para corroborar como ejecuta la MOC el modelo de Keenlyside et al., podr\u00edamos fijarnos en su mapa de habilidad en la Fig. 1a. \u00c9sta muestra \u00e1reas color azul en el mar del Labrador, el mar de Groenlandia, Islandia y Noruega, y en la regi\u00f3n de la Corriente del Golfo. Las \u00e1reas en azul muestran \u201chabilidades negativas\u201d, esto significa que en su m\u00e9todo de asimilaci\u00f3n de datos, las zonas azules empeoran la situaci\u00f3n en vez de mejorar el pron\u00f3stico. Estas son las regiones cr\u00edticas para la MOC, y ello indica que por alguna de las dos razones en 5 y 6, su m\u00e9todo no puede predecir las variaciones de la MOC correctamente. No obstante, este m\u00e9todo demuestra ser \u00fatil (muestra aptitudes) en algunas \u00e1reas, esto es importante y \u00fatil. Sin embargo, esta aptitud proviene de la advecci\u00f3n de las anomal\u00edas en la temperatura de la superficie por la circulaci\u00f3n oce\u00e1nica media, m\u00e1s que de las variaciones en la MOC. Este tambi\u00e9n ser\u00eda un tema interesante para investigar en el futuro.<\/li>\n
    8. Todos los modelos clim\u00e1ticos usados por el IPCC (Grupo intergubernamental de expertos sobre el cambio clim\u00e1tico, IPCC por sus siglas en ingl\u00e9s), p\u00fablicamente disponibles en el archivo de modelo CMIP3<\/a>, incluyen variabilidades intr\u00ednsecas tanto de la MOC como de la variabilidad de las corrientes del pac\u00edfico tropical y la Oscilaci\u00f3n del Atl\u00e1ntico Norte. Alguno de esos modelos tambi\u00e9n incluyen una estimaci\u00f3n de la variaci\u00f3n solar en el forzante. De modo que, en principio, todos estos modelos debieran reflejar el enfriamiento encontrado por Keenlyside et al., excepto que estos modelos debieran mostrarlo al azar en un punto en el tiempo, y no en un punto espec\u00edfico en el tiempo. El punto espec\u00edfico es la innovaci\u00f3n buscada en este estudio. El problema es que los otros modelos muestran que el enfriamiento en la media de una d\u00e9cada con respecto a la otra, en un escenario razonable de calentamiento global es extremadamente improbable, y casi nunca ocurre (ver el correo de ayer<\/a>). Esto sugiere que el pron\u00f3stico de enfriamiento global de Keenlyside et at. se encuentra fuera de la variabilidad natural encontrada en modelos clim\u00e1ticos, y probablemente en el mundo real tambi\u00e9n, y es quiz\u00e1s un artefacto del m\u00e9todo de inicializaci\u00f3n.<\/li>\n<\/ol>\n

      Nuestro juicio puede ser err\u00f3neo, tuvimos que confiar en el material publicado, mientras que Keenlyside et al. tienen acceso a modelos de datos completos y estuvieron trabajando con \u00e9l durante meses. Pero lo interesante de \u00e9ste pron\u00f3stico es que sabremos la respuesta dentro de unos pocos a\u00f1os, porque estas son predicciones que se podr\u00e1n evaluar a corto plazo, y nos agrada leerlas.<\/p>\n

      \u00bfPor qu\u00e9 hemos hecho una apuesta con este pron\u00f3stico? B\u00e1sicamente porque nos preocupaba el seguimiento de los medios masivos de comunicaci\u00f3n, que dieron a entender que una pausa en el calentamiento global era inminente en vez de ser un pron\u00f3stico experimental. Esto puede resultar como un tiro por la culata contra toda la comunidad cient\u00edfica clim\u00e1tica si el pron\u00f3stico resulta err\u00f3neo. A\u00fan hoy, se sigue usando<\/a> el hecho de que algunos cient\u00edficos predijeron un enfriamiento global en los a\u00f1os 70 para desautorizar la credibilidad de la ciencia del clima, a\u00fan cuando se trat\u00f3 de unos pocos cient\u00edficos que nunca lograron convencer a sus pares. Si distintos grupos de cient\u00edficos hace una apuesta p\u00fablica sobre \u00e9ste pron\u00f3stico, se\u00f1alar\u00eda al p\u00fablico en general que el pron\u00f3stico no est\u00e1 siendo ampliamente aceptado en la comunidad cient\u00edfica, en contraste con los informes del IPCC (sobre los cuales estamos en completo acuerdo con Keenlyside y sus colegas). Algunos art\u00edculos en los medios de comunicaci\u00f3n incluso sugirieron que los escenarios planteados por el IPCC estaban siendo suplantados por este pron\u00f3stico \u201cmejorado\u201d.<\/p>\n

      Poner esto en el formato de una apuesta tambi\u00e9n ayuda a clarificar qu\u00e9 fue exactamente pronosticado y qu\u00e9 datos podr\u00edan falsear este pron\u00f3stico. Esto no estaba muy claro en el art\u00edculo y nos llev\u00f3 un intercambio de correspondencia con los autores para clarificarlo. Esto tambi\u00e9n permite al autor decir: \u2018Un momento, esto no es lo que quer\u00edamos decir con el pron\u00f3stico, pero estar\u00edamos dispuestos a apostar por un pron\u00f3stico modificado como sigue\u2026\u2019 A prop\u00f3sito, estamos dispuestos a negociar qu\u00e9 es lo que apostamos, no hacemos esto por dinero. Estar\u00edamos dispuestos a apostar, por ejemplo, una donaci\u00f3n a un proyecto para preservar la selva tropical, o para retirar cien toneladas de CO2 del mercado europeo de negociaciones de emisiones.<\/p>\n

      Esperamos entonces que esta discusi\u00f3n sirva para aclarar estos temas, e invitamos a Keenlyside et al. a que publique un correo aqu\u00ed (y en KlimaLounge<\/a>) con su opini\u00f3n sobre el tema.
      \n<\/lang_sp><\/p>\n\n<\/div> ","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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