Tre mått, 2: Temperatur

Vi befinner oss alltså i en kort bloggserie om vad som ligger till grund för olika slags mått. Syftet är att få lite perspektiv på hur man mäter “ekonomin”. Första inlägget diskuterade hur man mäter intelligens. Nu går vi vidare till mätbarhet nummer två:

2. Temperatur

Temperatur är ett “kvantitativt mått på graden av värme” (Nationalencyklopedin) och kan utifrån termodynamiken förstås som ett absolut mått, förankrat i den absoluta nollpunkten. Det är så absolut att det finns med bland de sju grundenheterna i det internationella måttsystemet. Därmed inte sagt att det alltid är så lätt i praktiken.

Bara att definiera värme visar sig oväntat svårt, men i grunden handlar det om rörelseenergi på partikelnivå. Enskilda partiklar kan röra sig mer eller mindre än sina grannar. Så är temperatur då helt enkelt ett mått på genomsnittlig rörelse inom en viss kropp? Jag blir osäker. Läser i Allt om vetenskap:

Temperatur är som bekant ett mått på hur varmt något är. Men när man tittar i mikroskala är det istället ett mått på den genomsnittliga rörelseenergin hos en partikel i ett system, till exempel en gas.

Ur ett större perspektiv är temperatur den egenskap som bestämmer i vilken riktning som värme rör sig mellan två objekt som har kontakt.

Ska vi inte kunna mäta temperatur utan att hamna i metafysik? Kan vi mäta havets temperatur utan att först dela upp havet i olika objekt eller system? Mina tankar går till vad en vän skrev i en anteckningsbok på högstadiet:

Havet är ett oräkneligt antal krafter och motkrafter åt alla håll, där alla delar interagerar så kraftigt att den ena rörelsen knappast kan skiljas från den nästa.

Att mäta temperaturen, både till havs och på land, är ett grundläggande led i all klimatforskning och därmed i förståelsen av vår tids katastrof. Att ifrågasätta hur jordens temperatur mäts är också något som görs rutinmässigt av klimatförnekarna. Hur ska vi förhålla oss till detta?

Mätningarna kan göras på olika sätt. Till havs mäter man ofta från båtar, men det finns också termometrar som skickas ned i djupare vattenlager. På land har man gjort systematiska temperaturmätningar med termometrar sedan 1800-talet. En bit in på 1900-talet tillkom väderballonger och vädersatelliter. Förutom att mätningarna görs på olika platser, görs de även vid olika tider på dygnet och på året. De är inte jämnt fördelade över jordens yta. Till lands försöker man undvika urbana värmeöar för att inte de mest direkta formerna av människoorsakad uppvärmning ska räknas in. Till havs mäter man glesare och mest där fartyg ändå far. Men sammantaget blir det en väldig massa mätresultat, som kan bilda råmaterial för en beräkning av “världstemperaturen“.

There is no single thermometer measuring the global temperature. Instead, individual thermometer measurements taken every day at several thousand stations over the land areas of the world are combined with thousands more measurements of sea surface temperature taken from ships moving over the oceans to produce an estimate of global average temperature every month.

FN:s klimatpanel

Nej, det finns ingen världstermometer. Det finns bara ett stort antal mätpunkter, som kan användas för att konstruera ett index (det vill säga ett slags kompositmått).

Det vore nog mer korrekt att tala om “världstemperaturindex” än om “världstemperaturen”. Men efter lite googlande slås jag över hur det mest verkar vara klimatförnekare som använder indexbegreppet i dessa sammanhang. Den vetenskapligt redliga sidan verkar tyvärr vara lite obekväm med att siffran inte är stenhård.

Noterar att vissa klimatförnekare hänvisar till artikeln “Does a Global Temperature Exist?” (Journal of Non-Equilibrium Thermodynamics, 2007). Kanske borde jag avskräckas av tidskriftstiteln, men som dilettant får jag ändå intryck av att artikeln gör kloka poänger om hur feltänkt det blir att föreställa sig ett planetärt klimatsystem genom en temperatur.

While it is always possible to construct statistics for any given set of local temperature data, an infinite range of such statistics is mathematically permissible if physical principles provide no explicit basis for choosing among them. /…/

If temperature field averages are not temperatures, can they function as an index or as a proxy for climate dynamics? While an index need not be a physical variable explicitly, there are nonetheless unavoidable requirements before a statistic can be regarded as an index. An index is a statistic produced by a consistently applied rule that characterizes some, usually complex, process usefully, even though the precise connections between it and the process may not be fully known or understood. As an index the statistic usefully encapsulates a possibly large set of data into one dimension for a specific purpose.

/…/

There are only two options: admit the possibility that non-equilibrium systems can simultaneously warm and cool or take the position that these terms have no meaning in such cases. We adopt the latter convention. /…/

Averaging does not represent any means of avoiding the fact that a system is not in global thermodynamic equilibrium. Thus, in the case of non-equilibrium thermodynamics, temperature averages fail in the most basic role of an average, which is for one value to represent many.

Jag finner detta vara en relevant kritik av begreppet “världstemperatur”, men är inte kompetent att ta in artikelns alla delar och det är fullt tänkbart att den går alltför långt i sina slutsatser. Att den omhuldats av klimatförnekare är olustigt, men kanske finns skäl att fråga sig varför.

När klimatfrågan hamnat på den politiska dagordningen, har detta skett genom att två mått har upphöjts framför alla andra (troligen via FN:s klimatpanel). Det ena måttet är atmosfärens halt av CO2 – som är av största vikt, fast man glömmder då lätt att det även finns även andra växthusgaser. Det andra måttet är den så kallade världstemperaturen, det genomsnitt som vi ordat om ovan. Därtill kommer ett tredje mått som nog är betydligt mer konkret, nämligen havsnivån.

“Global uppvärmning” är ett ganska dåligt sätt att beskriva de katastrofala klimatförändringar som pågår. Ja, det är ett faktum att mänskliga utsläpp leder till en stärkt växthuseffekt, alltså en uppvärmning. Men jordens klimatsystem är alltför komplext för att uppvärmningen ska bli “global”. Uppvärmningen är ojämnt fördelad och drabbar inte minst Arktis hårdare än snittet. Genomsnittet döljer områden som tvärtom drabbas av nedkylning. Om klimatförändringarna skulle leda till en försvagad Golfström kommer nedkylningen att bli katatrofal i Nordeuropa. Framför allt måste vi komma ihåg att klimat är mer än temperatur. Klimatförändringarna handlar även om förekomst av extremväder, såsom storm, torka och översvämning. Sådant är svårare att mäta i ett enda index. Men det borde pratas om mer, i stället för att ensidigt tala om en stigande världstemperatur.

Det här inlägget har visst handlat om två saker. Dels (lite) om olika sätt att begripa klimatkrisen, som är vetenskapligt belagd men inte att reducera till en stigande världstemperatur. Dels (desto mer) om temperaturmätning i allmänhet och det tveksamma måttet “världstemperatur” i synnerhet. Den senare aspekten ska vi ta med oss vidare till det tredje exemplet, där vi kommer till frågan om att mäta inflation. Vilket i grunden faller tillbaka på fåfänga försök att mäta nytta

Just därför kan vi avsluta med ett idéhistoriskt intressant citat som knyter samman just temperatur med nytta. Jeremy Bentham (1748–1832) var den förste att driva tanken på att nyttan är möjlig att mäta. Även om han inte kunde ge svar på hur denna mätning skulle gå till, såg han det som uppenbart att det finns ett allmänt mått på nytta/njutning, nämligen pengar:

The Thermometer is the instrument for measuring the heat of the weather: the Barometer is the instrument for measuring the pressure of the Air. /…/ Money is the instrument for measuring the quantity of pain and pleasure.

Jeremy Bentham, opublicerat manuskript, citerat i David Baumgardt, Bentham and the ethics of today (1952)