I slutet av 1990 -talet, NOAA-14 vädersatelliten vandrade genom tid och rum, uppenbarligen ändra rekordet av jordens klimat som det gick.

Designad för en bana synkroniserad med solen, NOAA-14:s bana från pol till pol var tänkt att passera ekvatorn vid 13.30-tiden på den solbelysta sidan av jordklotet och klockan 1:30 på den mörka sidan, 14 gånger varje dag. Ett av instrumenten som den bar var en mikrovågssoundande enhet (MSU), som tittade ner på världen och samlade data om temperaturer i jordens atmosfär och hur dessa temperaturer förändrades genom tiden.

När NOAA-14 avslutade sin livslängd 2005, dock, den hade vilat österut från sin avsedda bana tills den passerade ekvatorn inte vid 1:30 utan vid cirka 8:00. Det drev dess tidiga eftermiddagspassage till efter mörker och mitten av natten mätningar till långt efter gryningen.

Eftersom lokala temperaturer vanligtvis ändras mellan 1:30 och 8:00, detta införde falska temperaturförändringar som måste beräknas och tas bort från långsiktiga temperaturdatauppsättningar som använder data från satellitinstrument.

Driften förändrade också satellitens orientering i förhållande till solen, så att instrument i stället för att skärmas mot solljus på ett konsekvent sätt solens strålar toppade in i oskärmade och öppna sprickor och andra platser där intensivt solljus kunde påverka sensorerna. Det värmde MSU, vilket fick den att titta på atmosfärens mitten av troposfären (från ytan upp till cirka 40, 000 fot) som mycket något varmare än det faktiskt var i förhållande till den första övergångstiden 1:30.

Med hjälp av data från vädersatelliter som stannade närmare hemmet än NOAA-14, forskare vid Earth System Science Center (ESSC) vid University of Alabama i Huntsville (UAH) har beräknat hur mycket falsk uppvärmning NOAA-14 rapporterat så att den falska uppvärmningen kan tas bort från en långsiktig global atmosfärstemperatur som samlats in av MSU:s satelliter sedan mitten av november 1978.

Detaljer om den forskningen har publicerats i International Journal of Remote Sensing .

Den vandrande satelliten blev ett problem när Dr John Christy, chef för UAH:s ESSC och huvudförfattare till studien, och Dr Roy Spencer, en huvudforskare från ESSC, uppdaterade och reviderade UAHs satellitbaserade globala temperaturdatauppsättning. (Version 6.0 slutfördes 2016.) Medan de visste att NOAA-14 hade avvikit från dess väg, en närmare titt visade att den uppvärmning som rapporterats av MSU på NOAA-14 var avstängd med temperaturdata som samlats in av instrument på andra NOAA-satelliter. Detta verkade vara särskilt sant i den tropiska mitten av troposfären.

NOAA-14 "drev mer än någon annan rymdfarkost som används i denna dataset, sa Christy.

"Vi tittade på 39 år av en temperaturtrend, och den här vilse satelliten påverkade trenden med cirka 0,05 grader Celsius (cirka 0,09 ° F) per decennium, "sa Christy." Över 39 år, det skulle vara en total uppvärmning av cirka 0,2 C, eller mer än en tredjedel av en grad Fahrenheit. Och detta problem uppstod, nästan allt, under 1990 -talet och början av 2000 -talet.

"En viktig bevisning som pekade på ett problem med NOAA-14-satelliten var dess uppvärmning i förhållande till den nya NOAA-15-satelliten som kom in i slutet av 1990-talet, "Sa Christy.

För att mäta omfattningen av problemet efter att UAH -satellitdatauppsättningen slutförts, ESSC-teamet började med en delmängd av amerikanska väderballonger som inte hade ändrat vare sig instrument eller programvara under åtminstone en större del av perioden NOAA-14 var i omloppsbana. Väderballonger är ett användbart verktyg för benchmarking mot satellitdata eftersom båda samlar temperaturer från ytan och upp genom djupa skikt av atmosfären.

När de amerikanska ballongerna visade mindre uppvärmning än MSU på NOAA-14, Christy utökade studien till att omfatta en grupp australiensiska väderballonger som inte heller hade bytt instrument under en större del av tiden NOAA-14 var i omloppsbana.

"Detta gav oss två välrenommerade datamängder som är mycket åtskilda över jordens yta, "Christy sa." Sedan tittade vi också på homogeniserade data från oberoende grupper som korrigerar ballongdatauppsättningar. "

Dessa uppgifter från NOAA, universitetet i Wien och universitetet i New South Wales lades till data från tre andra grupper - European Center for Medium Range Forecasts, Japan Climate Research Group och NASA - som "omanalyserar" globala väderdata, rätta till brister och problem.

UAH skapade till och med sin egen homogeniserade ballongdataset från rå ballongdata arkiverad av NOAA, som kom från 564 stationer runt om i världen.

"Vi försökte förstå situationen genom att jämföra med så många individer, oberoende datamängder som möjligt, "Christy sa." Vi vet att ingen datamängd är perfekt, så att jämföra med olika källor är en viktig del av datasetanalysen. Detta gör att vi kan nollställa platser med störst skillnad. Vi fann att den största skillnaden mellan UAH -datauppsättningen jämfört med andra satellitdatauppsättningar - och till och med några med ballonger - hittades på 1990 -talet och början av 2000 -talet, perioden för NOAA-14. "

Och NOAA-14 visade mer uppvärmning än någon av ballongdatauppsättningarna, samt mer uppvärmning än NOAA-12 eller NOAA-15, var och en överlappade NOAA-14 någon gång under sin tjänst. De jämförde också temperaturdata från NOAA-15 med data från NASA:s banstabiliserade AQUA-satellit.

När UAH -teamet, ledd av Spencer, Christy och W. Daniel Braswell, byggde datauppsättningen 6.0 UAH under 2016, de gjorde på allvar två saker som begränsade driftens inflytande.

"Först, vi slutade använda NOAA-14 2001, när det hade drivit till 17.00, "Christy sa." Enligt vår uppfattning, det var bara för mycket drift för att ha förtroende för att en korrekt korrigering kunde hittas. "

De tillämpade också en algoritm som minimerade skillnaderna mellan satelliterna, i stor utsträckning avlägsnar NOAA-14-driften i förhållande till de andra satelliterna.

Detta resulterade i en långsiktig uppvärmningstrend i mitten av troposfären i tropikerna på cirka 0,082 C (cirka 0,15 ° F) från slutet av 1978 till 2016. Detta kan jämföras väl med +0,10 C (± 0,03 C) per årtionde som hittades av andra källor som inte uteslutande var satellitbaserade.

Sättet som UAH byggde sin dataset och redogjorde för dessa frågor är unikt bland de fyra stora satellittemperaturdatauppsättningarna. De andra tre datamängderna innehåller fortfarande alla NOAA-14-data och visar uppvärmningstrender som är större än trenden som visas i UAH-datasetet.

Andra temperaturdatauppsättningar endast för satellit rapporterar uppvärmningstrender i tropiska mitten av troposfären från +0,13 till +0,17 C per årtionde.

"Förstår inte det just nu, de metoder vi använde för att bygga den nyaste datauppsättningen verkar ha hanterat en avvikelse som kom fram genom denna jämförelse studie, "Sa Christy.

Obs! Detta är inte de lägre troposfäriska uppgifterna eller den långsiktiga uppvärmningstrenden som rapporteras varje månad i mer än 27 år i UAHs globala temperaturrapport. Den nedre troposfären sträcker sig från jordens yta till en höjd av cirka åtta kilometer (mer än 26, 000 fot).

Eftersom de flesta satelliter som kretsar kring jorden tenderar att avvika något från sina avsedda banor, nya NOAA polar-kretsande vädersatelliter som planeras att sjösättas under kommande år kommer att bära det extra bränsle som behövs för att hålla dem närmare hemmet under hela sin tid i rymden.