Byvarmeø-effekten

Anthony Watts er en amerikansk meteorolog, der er kendt som grundlæggeren af Watts Up With That, en af de bedste klimarealistiske hjemmesider i Verden. Watts har i mange år studeret byvarmeø-effekten (urban heat island), som er en faktor, man ikke kommer uden om, når man måler temperaturer med landbaserede termometre.

Byvarmeø-effekten er illustreret på fig. 1. I løbet af dagen vil solen varme overflader af sten, metal eller asfalt op. De er gode til at holde på varmen, men om natten afgiver de så igen deres varme, og det giver, alt andet lige, en højere nattemperatur, hvorved døgnets middeltemperatur bliver højere lige på det sted. Fig. 2 viser, fra en videnskabelig undersøgelse, temperaturforskellen over døgnet mellem to målere, hvor den ene er placeret tæt på bebygget område, og den anden ca. 300 m væk. Midt på dagen er forskellen stort set nul, men om natten er den ganske betydelig og til en halv grad, som følge af varmeudstrålingen fra de belagte overflader.

Der findes regler for korrekt placering af målesteder, de skal stå på et forholdsvis fladt areal, dækket af græs eller anden vegetation, og de skal placeres minimum 30 m fra større asfalterede eller betondækkede områder.

Temperaturmålingerne har jo enorm interesse i disse år, da de bliver brugt til at fastlægge den globale temperatur, måned for måned og år for år. Man udregner en global temperatur ved at tage vægtede gennemsnit fra måske 10.000 målestationer fordelt over hele Verden, og hertil kommer forskellige målinger ud over havet.

Nogle af målestationerne har eksisteret i over 100 år og enkelte op til 170 år. De kan derfor give lange ubrudte rækker af temperaturer, der viser udviklingen over hele den periode, hvor vi har haft global opvarmning. Det er jo helt afgørende for at få nøjagtige resultater. Temperaturerne i dag angives jo oftest som en såkaldt anomali, dvs. afvigelse fra ét eller andet udgangspunkt, og derefter kan man sammenligne anomalien for perioden 1850-1900 med den nuværende anomali (2022) og forskellen mellem de to er den totale temperaturstigning mellem den gang og nu.

Det lyder enkelt, men det er det ikke. Målestationerne blev opstillet den gang, Verden så helt anderledes ud. Der var langt færre huse og asfalterede veje (hvis der var nogen). Mange stationer blev for 100 år siden opstillet på flyvepladser, hvor man jo var levende interesseret i at følge med i vejret. Den gang bestod en flyveplads måske af et par små barakker og så en græsklædt startbane. I dag er den i mange tilfælde udvidet til ukendelighed, masser af beton, masser af bygninger og aktiviteter, der i sig selv udvikler varme.

Det har i langt de fleste tilfælde været nødvendigt at flytte målestationen, ofte endda flere gange. Derefter står den ikke mere i det samme lokale miljø, vind og sol, og bliver eventuelt udsat for varme fra menneskelige aktiviteter.

Det betyder i overvejende grad, at de viste temperaturer ikke mere er sammenlignelige med visningerne før, og derfor er det umiddelbart farligt at bruge dem til en bedømmelse af den globale opvarmning.  Men hvor stort er problemet reelt?

Anthony Watts har nu skrevet en ny rapport, hvori han starter med at referere en tidligere rapport, udgivet i 2009. Her havde han kigget på placeringen af en række målestationer. Det viste sig, at rigtigt mange af dem var blevet flyttet, typisk i 1980’erne i forbindelse med overgang til elektroniske målere. Før da havde man gammeldags termometre, der var placeret i en såkaldt Stevenson-skærm, se fig. 3. De er designet omhyggeligt, så solen ikke kan varme dem op med sine stråler (derfor er de hvidmalede), mens jalousierne sikrer en fri luftgennemstrømning, så det virkeligt er luftens temperatur (i skyggen), man måler.

Ulempen ved den teknologi var, at man dagligt skulle ud og aflæse termometrene – på et fastlagt tidspunkt. Fordelen var, at man kunne placere sit målested på en optimal placering mht. terræn, træer, bygninger, asfalt osv.

Overgangen til elektroniske målinger stillede krav om, at der skulle trækkes kabler ud til stationerne, og så blev det jo nærliggende at placere dem meget tættere på de bygninger, hvor strømmen kunne hentes fra. I nogle tilfælde kunne der også være en vej imellem, som man ikke kunne trække et kabel under, og så valgte man at placere måleren på samme side af vejen som bygningen, hvor strømmen kom fra. Fig. 4 viser et eksempel på, hvordan det blev meget værre efter flytningen.

Fig. 5 viser et eksempel på, hvad der skete med temperaturen efter flytningen til en meget dårlig placering.

Rapporten fra 2009 gennemgik i alt 850 målestationer og fandt store problemer ved de fleste af dem. Faktisk var under 10 % placeret korrekt, mens to tredjedele var helt uacceptable.

Rapporten mødte modstand fra myndighedernes side, og blev delvist forsøgt tilbagevist med påstanden om, at man skam tog højde for disse ændringer i målingerne. Alligevel blev en stribe af de værste stationer lukket ned i løbet af de følgende år.  

Det blev fremført, at byvarmeø-effekten ikke havde nogen indflydelse på målingerne af den globale opvarmning. Dette blev dog tilbagevist af Watts i en artikel i 2016, hvor han påviser, at resultatet bliver varmere i de berørte områder, se fig. 6. Her er et eksempel, hvor stationer uden effekten viser en stigning på ca. 0,2 grader celsius pr. årti, mens både de dårligt placerede stationer og de officielle nationale tal for USA viser en stigning, der er større end 0,3 grader/årti.

Watts’ rapport fra i år tager så igen fat i placeringen af målestationerne. De er lettere at lokalisere i dag med GPS-teknologien, og Watts fik en række frivillige til at køre ud i landskabet i USA for at finde dem og fotografere dem. Personligt kørte han rundt i Californien, hvor han bor, og registrerede stationer.

I alt 128 stationer blev registreret på den måde, og resultaterne var alt andet end gode. Fig. 7 viser en af de få korrekt placerede stationer, på en græsmark et godt stykke fra de nærliggende bygninger.

Fig. 8 viser til gengæld en meget dårlig placering, stationen er monteret på bygningens væg. Watts havde et varmefølsomt kamera med og tog også billedet til venstre på fig. 8. Her ser man hvor mange varme overflader, der omgiver måleren.

Fig. 9 viser en af de stationer, der efter Watts’ opfattelse er allerdårligst sat op. Den er monteret på en husvæg med et stort asfalteret område neden under, og tilmed står der et par udendørsenheder til et aircondition-system, de blæser jo varm luft ud.

Resultatet af 2022-rapporten er, at kun 5 ud af de 128 stationer er korrekt placeret. Det vil sige, at omkring 96 procent af stationerne har problemer. Ud over dårlig placering lider mange stationer også under utilstrækkelig vedligeholdelse, på nogle var malingen skallet af eller dækket af alger, hvorved de ikke mere reflekterer sollyset, som de skal.

Tal fra stationerne af god kvalitet og korrekt placering tyder på, at temperaturstigningen i USA er ca. den halve af de officielle kurver, baseret på alle stationer (inkl. korrektioner, justeringer m.v.). Denne lavere værdi for stigningen ligger ifølge Watts meget tættere på resultaterne fra UAH’s satellitmålinger.

Der er vist al mulig grund til at tage problemet med byvarmeø-effekten alvorligt.