De University of Alabama Huntsville houdt al sinds jaar en dag de temperatuur bij van de onderste troposfeer. Dat doet zij door de data van de NOAA satellieten te bewerken tot de UAH dataset. Dat bewerken is noodzakelijk omdat de meetgegevens van de satellieten geen temperatuurreeksen zijn. Zie de bijdrage van 8-1-2012. De temperatuur is nu onder de 0-lijn gedoken, mede als gevolg van de La Nina van afgelopen januari, volgens Roy Spencer.
Voor de schaatsliefhebbers onder ons: hier kun je dus niet uit afleiden dat we een Elfstedentocht krijgen ;-) !
30-1-2012
Met Office bevestigt: geen opwarming afgelopen 15 jaar
Met Office in Groot Brittannië geeft nu toe dat de globale temperatuur al 15 jaar lang niet meer gestegen is, en dat we zelfs toe lijken te gaan naar een koelere periode als gevolg van afnemende zonne-activiteit. Voor de lezers van deze site geen nieuws, voor het grote publiek wel. Hieronder het bericht uit de Mail Online van vandaag:
Forget global warming - it's Cycle 25 we need to worry about (and if NASA scientists are right the Thames will be freezing over again) • Met Office releases new figures which show no warming in 15 years
By David Rose
The supposed ‘consensus’ on man-made global warming is facing an inconvenient challenge after the release of new temperature data showing the planet has not warmed for the past 15 years. The figures suggest that we could even be heading for a mini ice age to rival the 70-year temperature drop that saw frost fairs held on the Thames in the 17th Century.
Based on readings from more than 30,000 measuring stations, the data was issued last week without fanfare by the Met Office and the University of East Anglia Climatic Research Unit. It confirms that the rising trend in world temperatures ended in 1997.
A painting, dated 1684, by Abraham Hondius depicts one of many frost fairs on the River Thames during the mini ice age Meanwhile, leading climate scientists yesterday told The Mail on Sunday that, after emitting unusually high levels of energy throughout the 20th Century, the sun is now heading towards a ‘grand minimum’ in its output, threatening cold summers, bitter winters and a shortening of the season available for growing food.
Solar output goes through 11-year cycles, with high numbers of sunspots seen at their peak. We are now at what should be the peak of what scientists call ‘Cycle 24’ – which is why last week’s solar storm resulted in sightings of the aurora borealis further south than usual. But sunspot numbers are running at less than half those seen during cycle peaks in the 20th Century. Analysis by experts at NASA and the University of Arizona – derived from magnetic-field measurements 120,000 miles beneath the sun’s surface – suggest that Cycle 25, whose peak is due in 2022, will be a great deal weaker still.
According to a paper issued last week by the Met Office, there is a 92 per cent chance that both Cycle 25 and those taking place in the following decades will be as weak as, or weaker than, the ‘Dalton minimum’ of 1790 to 1830. In this period, named after the meteorologist John Dalton, average temperatures in parts of Europe fell by 2C. However, it is also possible that the new solar energy slump could be as deep as the ‘Maunder minimum’ (after astronomer Edward Maunder), between 1645 and 1715 in the coldest part of the ‘Little Ice Age’ when, as well as the Thames frost fairs, the canals of Holland froze solid.
Yet, in its paper, the Met Office claimed that the consequences now would be negligible – because the impact of the sun on climate is far less than man-made carbon dioxide. Although the sun’s output is likely to decrease until 2100, ‘ Thiswould only cause a reduction in global temperatures of 0.08C.’ Peter Stott, one of the authors, said: ‘Our findings suggest a reduction of solar activity to levels not seen in hundreds of years would be insufficient to offset the dominant influence of greenhouse gases.’
These findings are fiercely disputed by other solar experts. ‘ World temperatures may end up a lot cooler than now for 50 years or more,’ said Henrik Svensmark, director of the Center for Sun-Climate Research at Denmark’s National Space Institute. ‘ It will take a long battle to convince some climate scientists that the sun is important. It may well be that the sun is going to demonstrate this on its own, without the need for their help.’ He pointed out that, in claiming the effect of the solar minimum would be small, the Met Office was relying on the same computer models that are being undermined by the current pause in global-warming.
CO2 levels have continued to rise without interruption and, in 2007, the Met Office claimed that global warming was about to ‘come roaring back’. It said that between 2004 and 2014 there would be an overall increase of 0.3C. In 2009, it predicted that at least three of the years 2009 to 2014 would break the previous temperature record set in 1998.
So far there is no sign of any of this happening. But yesterday a Met Office spokesman insisted its models were still valid. ‘ The ten-year projection remains groundbreaking science. The period for the original projection is not over yet,’ he said. Dr Nicola Scafetta, of Duke University in North Carolina, is the author of several papers that argue the Met Office climate models show there should have been ‘steady warming from 2000 until now’. ‘ If temperatures continue to stay flat or start to cool again, the divergence between the models and recorded data will eventually become so great that the whole scientific community will question the current theories,’ he said.
He believes that as the Met Office model attaches much greater significance to CO2 than to the sun, it was bound to conclude that there would not be cooling. ‘ The real issue is whether the model itself is accurate,’ Dr Scafetta said. Meanwhile, one of America’s most eminent climate experts, Professor Judith Curry of the Georgia Institute of Technology, said she found the Met Office’s confident prediction of a ‘negligible’ impact difficult to understand. ‘ The responsible thing to do would be to accept the fact that the models may have severe shortcomings when it comes to the influence of the sun,’ said Professor Curry. As for the warming pause, she said that many scientists ‘are not surprised’.
She argued it is becoming evident that factors other than CO2 play an important role in rising or falling warmth, such as the 60-year water temperature cycles in the Pacific and Atlantic oceans. ‘ They have insufficiently been appreciated in terms of global climate,’ said Prof Curry. When both oceans were cold in the past, such as from 1940 to 1970, the climate cooled. The Pacific cycle ‘flipped’ back from warm to cold mode in 2008 and the Atlantic is also thought likely to flip in the next few years .
Pal Brekke, senior adviser at the Norwegian Space Centre, said some scientists found the importance of water cycles difficult to accept, because doing so means admitting that the oceans – not CO2 – caused much of the global warming between 1970 and 1997. The same goes for the impact of the sun – which was highly active for much of the 20th Century. ‘ Nature is about to carry out a very interesting experiment,’ he said. ‘ Ten or 15 years from now, we will be able to determine much better whether the warming of the late 20th Century really was caused by man-made CO2, or by natural variability.’ Meanwhile, since the end of last year, world temperatures have fallen by more than half a degree, as the cold ‘La Nina’ effect has re-emerged in the South Pacific.
‘ We’re now well into the second decade of the pause,’ said Benny Peiser, director of the Global Warming Policy Foundation. ‘ If we don’t see convincing evidence of global warming by 2015, it will start to become clear whether the models are bunk. And, if they are, the implications for some scientists could be very serious.’
Het drijfijs op de Noordpool is een geliefd subject voor klimaatalarmisten om ‘aan te tonen’ dat er sprake is van ernstige opwarming als gevolg van CO2-toename. Op deze site is daar al meermalen aandacht aan besteed, zie daarvoor de paragraaf “Het drijfijs smelt” onder “De Dogma’s” in het menu. De geliefde redenering is dan als volgt: omdat het warmer wordt vanwege het versterkt broeikaseffect smelt het drijfijs op de Noordpool (en houden we uiteindelijk niets meer over). Meteoroloog Reinier van den Berg van MeteoConsult voorspelt dat over 4 jaar de Noordpool ’s zomers ijsvrij is. En mocht het een beetje tegenzitten: in elk geval hebben we vóór 2020 een ijsvrije Noordpool. Zie de bijdrage van 9 december j.l. Maar van den Berg is een klimaatactivist en derhalve niet serieus te nemen.
Het KNMI schrijft op haar site: “Oorzaak van die snelle afname van het zeeijs is vooral de grote temperatuurstijging in poolgebieden, die meer is dan de stijging van het wereldgemiddelde. Dat wordt veroorzaakt door zelfversterkende mechanismen in het klimaatsysteem. Eén daarvan is dat ijs en sneeuw bijna al het zonlicht terugkaatsen. Wanneer de temperatuur stijgt en een deel van het ijs en de sneeuw smelt, worden land en zee ijsvrij. Zo’n oppervlakte zonder ijs neemt meer zonnestraling op. Daardoor stijgt de temperatuur nog meer en smelt er nog meer sneeuw en ijs.”.
Op bovenstaande kaartjes en grafiek is te zien dat die relatief grote temperatuurstijging vooral voor het Noordpoolgebied geldt, niet voor het Zuidpoolgebied. De fysische mechanismen die het KNMI verder beschrijft zijn natuurlijk bekend en hoeven hier niet besproken te worden. Die albedoverandering is natuurlijk vooral die van afnemend drijfijs in de zomer en een kortere en kleinere sneeuwbedekking van het land. Dat het land ijsvrij is geworden, zoals beweerd wordt, is nog niet waargenomen in het Arctische gebied (Groenland). Het KNMI zou mijns inziens de tekst moeten aanpassen en de slordigheden er uit halen.
In bovenstaande grafieken is de afname van het drijfijs op de Noordpool te zien, beginnend vanaf midden jaren ’80. De afgelopen jaren Tegelijk neemt diezelfde periode de hoeveelheid drijfijs rond Antarctica toe. Totaal nam het drijfijs in deze periode met ongeveer 0,5 miljoen km2 af. Zo op het eerste gezicht lijken bovenstaande grafieken min of meer in harmonie met de temperatuurtrend zoals we die zagen op de eerste kaartjes.
Interessant is het om een blik te werpen op onderstaande grafiek van het Centre for Ocean and Ice van het DMI, Deens meteorologisch Instituut.
Bron: DMI
Het betreft de temperatuurtrend in 2001 van het gebied ten N van 80°NB (rode lijn). De groen lijn is de ERA40 temperatuurlijn, de klimatologische temperatuurlijn van hetzelfde gebied van 1957 tot 2002. Te zien is dat de rode lijn in de Arctische zomer zeer fraai het klimatologisch gemiddelde volgt. Het bijzondere is dat dat niet alleen voor 2011 geldt , maar voor alle jaren van de datareeks van het DMI vanaf 1958! Kijk maar eens naar de grafiek van 2007, het jaar met het minimum record aan drijfijs:
Via de link naar het DMI kunt u alle jaren vanaf 1958 bekijken en steeds hetzelfde zien: de zomertemperatuur op de Noordpool wijkt nauwelijks af van het meerjarig gemiddelde volgens de ERA40 reeks. Wat opvalt als men de reeks bekijkt is dat met name gedurende het afgelopen decennium de wintertemperaturen hoger liggen dan het klimatologisch gemiddelde, en dat de wintertemperatuur grote fluctuaties laat zien, sterk afwijkend van de zomertemperatuur die nauwelijks afwijkingen kent van het langjarig gemiddelde. Er is dus geen sprake van een gelijkmatig opwarming van het Noordpoolgebied gedurende het jaar: opwarming vindt vrijwel uitsluitend plaats in het winterjaargetijde.
Bron: wikipedia
Nu is er met de seizoenen op zeer hoge breedte wat aan de hand: in het koudste deel van het jaar komt de zon niet boven de horizon uit en is er sprake van poolnacht.
Voor het gebied dat het DMI observeert in haar temperatuurgrafieken, heeft die periode zonder (direct) zonlicht een lengte van 77 dagen op 80° NB tot 183 dagen op 90° NB. Dat betekent dat de luchttemperatuur volledig afhankelijk is van advectie, de horizontale aanvoer van elders. Opwarming door zonlicht is afwezig. Dat ‘elders’ zijn voor de Noordpool altijd gebieden die zuidelijker liggen en vaak warmer zijn. In de dagen voorafgaande en na de periode met poolnacht zijn de omstandigheden niet veel anders als gevolg van de zeer kleine zonnehoek en de zeer korte duur van de dag.
Die advectie van warmte vindt op 2 manieren plaats: door luchtstromen en door zeestromen. Aanvoer van warmte via luchtstromen is in de winter vooral afhankelijk van de ligging van hoge- en lagedrukgebieden in en rond de poolstreek. De veranderingen in luchtdruk in de winter van jaar tot jaar kent een min of meer vast patroon, de AO (Arctische Oscillatie) genoemd.
Bron: wikipedia
De afgelopen twee Arctische winters werden gedomineerd door een negatieve fase van de AO. Gevolg: een warmere Noordpool en koudere omstandigheden in Europa en Noord-Amerika. Deze winter was tot nu toe anders: tot dit weekeinde was er sprake van een positieve fase van de AO. Enorme hoeveelheden zachte vochtige lucht werden vanuit de Atlantische Oceaan over Europa uitgestort, en vanuit de Grote Oceaan over de USA. De zeer koude lucht boven de Noordpool bleef gedurende al die weken als het ware opgesloten in het noordpoolgebied. Verschillende studies hebben aangetoond dat tijdens de positieve fase van de AO het dikke drijfijs de neiging om uit de Arctische Zee geblazen te worden via de Fram Strait tussen Spitsbergen en Groenland. Het gevolg is dat op de Noordpool dunner ijs achterblijft dat gemakkelijker smelt in de zomer.
Bron: DMI
Het DMI heeft van die verplaatsing van drijfijs door de wind ( ice drift) een aardige interactieve animatie gemaakt. Klik hier.
Een andere factor die van invloed kan zijn op de aanvoer van warmere lucht is de oppervlakte en duur van de sneeuwbedekking in het noorden van Noord-Amerika, Europa en Azië. Daarover graag een volgende keer.
9-1-2012
Een nieuwe klimaattheorie?
Bron: C. Donald Ahrens, Essentials in Meteorology
Ned Nikolov en Karl Zeller, beiden gepromoveerde fysici en werkzaam bij de Amerikaanse tegenhanger van ons Staatsbosbeheer, hebben onlangs een nieuwe klimaattheorie het licht doen zien. De theorie wijkt wezenlijk af van de huidige gangbare theorie. Nikolov en Zeller stellen dat de temperatuur aan het aardoppervlak de resultante is van de luchtdruk en niet van de chemische samenstelling van de atmosfeer (= broeikasgassen) . Ze noemen dat Pressure-induced Thermal Enhancement (PTE). De gangbare theorie is dat er een extra opwarming van het aardoppervlak is vanwege de aanwezigheid van zogenaamde broeikasgassen. Zie voor de volledigheid eerst de paragraaf over de broeikastheorie in het menu onder “De Feiten” .
De schrijvers baseren hun nieuwe theorie op de Ideale Gaswet PV = nRT, waarin P de druk is, V het volume, n de moleculaire massa in mol, R de gasconstante en T de temperatuur. Aan de gaswet is te zien dat P en T lineair van elkaar afhankelijk zijn: wordt P 2x zo groot, dan wordt T ook 2x zo groot. Omdat de druk in de atmosfeer toeneemt van boven naar beneden als gevolg van de gravitatiekracht van de aarde zou alleen al daardoor de temperatuur onder in de atmosfeer hoger zijn dan bovenin. Nikolov en Zeller spreken hier van kinetische energie die als het ware ruimtelijk ongelijk verdeeld is. Die extra hoge temperatuur aan het aardoppervlak als gevolg van de hoge luchtdruk zou dan verantwoordelijk zijn voor het feit dat de temperatuur daar (veel) hoger is dan de zogenaamde grey-body temperatuur van de aarde.
De theorie van Nikolov en Zeller lijkt sterk op die van de Zweedse fysicus Hans Jelbring , die in 2003 in Energy & Environment zijn gedachten over het voetlicht bracht. Ook Jelbring gaat er van uit dat de luchtdruk er voor zorgt dat de temperatuur aan het aardoppervlak veel hoger is dan op grond van de wet van Planck en van Stefan-Bolzmann berekend is ( - 18 °C ). Net als Nikolov en Zeller trekt Jelbring paralellen met andere planeten in ons zonnestelsel.
Ruim een jaar geleden heb ik met John M. Wallace van de University of Washington de theorie van Jelbring via email besproken. Wallace is een deskundige op het gebied van atmosferische processen, en auteur van een standaardwerk op dit gebied, “Atmospheric Science: An Introductory Survey “.
Hij schreef me op 4 december 2010: “ Hans Jelbring's article illustrates the basic conceptual problem that's common to the article. Jelbring is correct when he says that the adiabatic lapse rate is largely determined by the gravitational acceleration and the chemical makeup of the gases in a planetary atmosphere. He is also correct in noting the relevance of the adiabatic lapse rate to the observed lapse rate in the Earth's atmosphere: the adiabatic lapse rate is the upper limit on the observed lapse rate. It is realized in regions of the atmosphere that are strongly heated from below.
To understand how radiative transfer influences surface temperature, one needs to go beyond the concept of the adiabatic lapse rate and consider an atmosphere in "radiative-convective equilibrium, as discussed on p. 421-422 of the 2nd edition of our textbook. In such an idealized 2-layer atmosphere, the lower layer, which is comparable in depth to the troposphere, has a lapse rate equal to the adiabatic lapse rate . Two points emerge from this simple analysis: (1) Were there is no greenhouse effect, the lapse rate in a planetary atmosphere would be isothermal (i.e., temperature would not change with height. In this case, the dry adiabatic lapse rate would be unchanged from its present value, but it would be completely irrelevant to the interpretation of the observed lapse rate. (2) Greenhouse gas concentrations have no effect on the adiabatic lapse rate in the lower "convective" layer, but they determine the depth of that layer: increasing greenhouse gases increases the surface temperature of the planet not by changing the lapse rate, but by deepening the convective layer. “ .
Bron: Wallace
Ik bespaar u hier de sneer van Wallace richting Energy & Environment, een gevoeligheid die bij meer gevestigde klimatologen voorkomt. Volgens mij is de uiteenzetting van Wallace juist. De bij de uiteenzetting behorende figuur heb ik hierboven afgebeeld. Hij komt uit het genoemde standaardwerk van Wallace.
De reactie van Roy Spencer, gekend kritisch klimaatprofessor, is ongeveer van hetzelfde laken een pak. Hij stelt: “ The average air temperature at any altitude (including the surface) is an energy budget issue, not an air pressure issue. In fact, energy budget considerations explain the average temperature of just about everything we experience on a daily basis: the inside of buildings, car engines, a pot on the stove, etc. .........Many years ago Danny put together such a model so we could examine global warming claims, especially the claim that increasing CO2 will cause warming. The model was indeed able to explain the average vertical temperature structure of the atmosphere. ” .
Dat laatste is een van de manco’s in de nieuwe theorie: waarom neemt de temperatuur niet af met de hoogte, maar zien we in de stratosfeer hogere temperaturen? In de gangbare stralingstheorie is dat makkelijk te verklaren: O3 absorbeert daar veel zonne-energie. Ik heb Nikolov gevraagd om een reactie op dit punt, en hij emailde: “ Yes, you are correct that radiative exchange dominates the thermodynamics of in the stratosphere. Convection is of secondary importance there ... ” . Overigens beloofde hij met een officieel antwoord te komen op de kritiek uit het blogveld.
Een ander probleem dat nog niet is opgelost met de nieuwe theorie zijn de temperatuurschommelingen op geologische tijdschaal. De onderzoekers wijzen naar periodes met extra tektonische activiteiten, waardoor wellicht meer gassen dan normaal uit mantel en aardkorst naar de atmosfeer zijn getransporteerd. Dat is echter speculatief en zal nader uitgewerkt dienen te worden. Overigens weten trouwe lezers van deze site dat ook binnen de vigerende theorie de oorzaken van temperatuurveranderingen op geologische tijdschaal niet zomaar een op een te koppelen zijn aan de chemische samenstelling van de atmosfeer, noch aan kosmische oorzaken.
Bron: C. Donald Ahrens, Essentials in Meteorology
Een ander probleem is dat in de gangbare theorie over de verticale temperatuurverdeling in de atmosfeer de opwarming van de onderzijde van de troposfeer een afkoeling van de bovenste troposfeer veroorzaakt. Die afkoeling is gemeten. Hoe is dat in te passen in de nieuwe theorie?
Wat me wel intrigeert in verband met de nieuwe theorie is dat de helft van de luchtdruk in het verticale profiel bereikt wordt op 5,5 km hoogte. Dat is ook exact wat in de broeikastheorie het "average emission level" genoemd wordt. Ik heb me altijd verbaasd over dit ‘level’, omdat het simpelweg gebaseerd is op terugrekenen vanuit 239 W / m ^ 2 en de Stefan-Boltzmann vergelijking. Het resultaat, -18 ° C, is de temperatuur op deze hoogte. Kan het zijn dat dit 50% niveau van de luchtdruk tevens het gemiddelde niveau is van de door de onderzoekers centraal gestelde kinetische energie van de atmosfeer? Of ga ik nu teveel mee in de nieuwe theorie?
Hoewel ik de theorie van Nikolov en Zeller zeker interessant vind ben ik nog niet overtuigd en kijk uit naar hun reactie op de kritieken uit het veld.
8-1-2011
Geen nieuws onder uit de troposfeer
Bron: Dr. Roy Spencer
De University of Alabama Huntsville houdt al sinds jaar en dag de temperatuur bij van de onderste troposfeer. Dat doet zij door de data van de NOAA satellieten te bewerken tot de UAH dataset. Dat bewerken is noodzakelijk omdat de meetgegevens van de satellieten geen temperatuurreeksen zijn. In bovenstaande grafiek is de temperatuurgang in het onderste deel van de troposfeer te zien sinds 1979, het jaar waarin de (bruikbare) meetreeks begon.
Door Roy Spencer , die de dataset van UAH regelmatig publiceert, is de uitbarsting van de Pinatubo en de super El Niño van 1998 aangegeven in de grafiek. De rode lijn is het 13-maands voortschrijdend gemiddelde, de zwarte sinusoïdale lijn is de lineaire derde orde differentiaalvergelijking van de grafiek. Volgens Spencer is die laatste lijn “ for entertainment purposes only, and should not be construed as having any predictive value whatsoever ”.
Degenen die Spencer volgen (een erudiete dus kritische klimatoloog) zullen begrijpen dat geen enkele zichzelf respecterende wetenschapper op basis van deze lijn durft te voorspellen dat we een koudere periode inrollen. Toch zou dit ook wel eens niet helemaal ‘spielerei’ kunnen zijn: de afnemende zonneactiviteit die hier al vaker besproken is zou dan wel eens de afkoelende factor kunnen worden.
31-12-2011
Kersenplukken met Michael Persson
Dit schreef wetenschapsjournalist Michael Persson in de Volkskrant van 30-12-2011: “Het afgelopen jaar was volgens het KNMI een van de warmste van de afgelopen honderd jaar. Met een gemiddelde temperatuur van 10,9 graden (in De Bilt) belandt 2011 op een gedeelde derde plek. Daarmee heeft Nederland de 'opwarm-trend' weer te pakken, na het koude jaar 2010. Toen bleef de gemiddelde temperatuur steken op 9,1 graden. Normaal ligt de gemiddelde temperatuur op 9,8 graden..”
Waarom is dit kersenplukken? Omdat Persson het temperatuurverloop van 1 jaar gebruikt om een trend aan te geven. Dat mag natuurlijk niet, dat is in wetenschapsland zelfs een doodzonde. Volgens Ben Santer et al in een recente publicatie tonen de resultaten van hun onderzoek aan dat temperatuurrecords van ten minste 17 jaar lang nodig zijn voor het identificeren van de menselijke effecten op de globale troposferische temperatuur. Kortere geven teveel ruis volgens Santer.
Maar wat is die 'opwarm-trend' die Nederland na het koude jaar weer volgens Persson te pakken heeft? In mijn bijdrage van 10-12-2011 heb ik het verloop van de gemiddelde maandtemperaturen in De Bilt weergegeven, waarbij ik voor het toen nog niet bekende verloop van de december 2011 temperatuur me gebaseerd heb op de KNMI-verwachtingen. Achteraf bezien was die voorspelling van het KNMI aan de hoge kant: december 2011 is erg zacht.
Ik heb de nu volledig beschikbare gemiddelde temperatuur van december in mijn Excel-bestandje gezet en de grafiek opnieuw laten tekenen. Dat is de grafiek hierboven. De zwarte lijn geeft de lineaire trendlijn van de grafiek weer: geen opwarming de afgelopen 15 jaar in De Bilt. Voor de fijnslijpers: er is zelfs sprake van een lichte temperatuurdaling van gemiddeld 10,55 °C naar 10,42 °C tussen januari 1997 en december 2011.
Maar misschien bedoelde Persson met die 'opwarm-trend' niet De Bilt of Nederland, maar de globale temperatuur? In de bijdrage van 18-12-2011 heb ik al laten zien dat er ook op wereldschaal sprake is van een stilstand in het temperatuurverloop.
Bron: HadCRUT
Ik ga er maar van uit dat Persson het verloop van de temperatuur in 2011 van De Bilt niet wil inzetten om de ‘opwarming van de aarde’ te duiden. Als dat wel zo is moet Persson aan het eind van 2010 immers de afkoeling van onze planeet hebben voorspeld. Ik kan me echter niet herinneren dat hij eind 2010 iets dergelijks heeft geschreven in de Volkskrant.
Bron: KNMI
Tenslotte, om de relativiteit van lokale jaartemperaturen te onderstrepen hieronder een bericht over ‘koud’ Canberra in 2011 in Australië:
Een wetenschappelijke opleiding is blijkbaar geen garantie voor objectieve journalistiek. Het is al eerder geschreven: Persson heeft blijkbaar een 'boodschap'. Jammer dat dat in de Volkskrant zomaar kan, zonder dat iemand dat corrigeert.
26-12-2011 (rev. 27-12-2011)
UHI deel 5: het geval Barrow
Bron: Google Earth
In de vorige bijdrage stonden we even stil bij de vraag of het door het BEST-team gehanteerde onderscheid tussen very rural en not very rural nederzettingen wel gebaseerd is op juiste gegevens over de stedelijkheid van nederzettingen. Uit de voorbeelden van very rural nederzettingen in Peru en Thailand is duidelijk geworden dat althans een deel van de ‘very rural’ meetpunten in werkelijkheid very urban zijn. In deze bijdrage staat de vraag centraal of het uitgangspunt van een dergelijk onderscheid tussen very rural en not very rural nederzettingen een hanteerbaar criterium is. Met andere woorden: is het aannemelijk dat het UHI-effect toeneemt met de omvang of stedelijkheid van de nederzetting Op het eerste gezicht lijkt het evident: steden zijn warmer dan het omliggende platteland en grote steden zijn warmer dan kleine, veel onderzoeken hebben dat aangetoond. Toch is voorzichtigheid hier geboden, zo toont een onderzoek uit 2003 aan.
Hinkel et al publiceerden toen bijzonder interessante resultaten van hun onderzoek naar UHI in het plaatsje Barrow in Alaska. Barrow is de meest noordelijk gelegen nederzetting van de USA. Woonden er in Barrow in 1900 nog maar 300 mensen, in 2000 waren dat er meer dan 4600. Nog niet erg stedelijk kan men stellen als men naar het aantal inwoners kijkt. Maar desondanks vertoont Barrow een fors UHI-effect.
De afgelopen decennia constateerde men oplopende gemiddelde wintertemperaturen in het centrum , en een steeds vroeger smelten van de sneeuw . Dat kan vergaande consequenties hebben voor de gemeenschap, vanwege het feit dat de nederzetting gebouwd is op permafrost die plaatselijk tot 300m dik is. Een toename van de opdooilaag in de zomer kan instabiliteit van de ondergrond veroorzaken met alle gevolgen van dien voor leidingen en gebouwen.
In 2001 en 2002 heeft het onderzoeksteam temperatuurmetingen gedaan in Barrow en het omliggende gebied van ongeveer 150 km2 groot. Tussen december 2001 en maart 2002 constateerde men dat de nederzetting gemiddeld 2,2 °C warmer was dan de omgeving. Bij matige windsnelheden liep dat verschil op tot 3,2 °C, met een maximum van zelfs 6 °C. Het dagelijkse temperatuurverschil bereikte zijn maximum veelal tussen de late avond en de vroege ochtend. De onderzoekers onderscheiden een drietal oorzaken van het UHI, die wij in soms andere bewoordingen al eerder tegenkwamen in de UHI-cyclus:
1) antropogene warmte in de vorm van chemische energie (brandstoffen) 2) afname van de vegetatie en toename van de bebouwde omgeving 3) verandering van geometrie en morfologie van de bebouwde omgeving
Schoolbus in de winter. Bron: Vlad Iliescu
UHI in nederzettingen op hoge breedte zijn fundamenteel anders dan die op lagere breedten. In de eerste plaats varieert de zonnecyclus in een jaar sterk. Een deel van het jaar (winter) ontbreekt zonlicht en is het erg koud. Als gevolg daarvan ontbreekt dan de invloed van zonlicht op UHI. Ook de aanvoer van warmte vanuit de omgeving (advectie) is dan gering als gevolg van het feit dat open water bevroren is: vrijwel alle nederzettingen op hoge breedte liggen aan water. De Chukchi Sea heeft als het water ijsvrij is een grote invloed op zowel de temperatuur als de vochtigheid in Barrow. Begin oktober vriest de zee dicht, en dat blijft zo tot april-juni van het volgend jaar.
Als gevolg van de zeer lage wintertemperaturen is het gebruik van chemische energie in de winter veel hoger dan in de zomer. Dat komt voor het grootste deel op conto van de verwarming en verlichting van huizen en gebouwen met behulp van aardgas en de secundaire energiedrager elektriciteit. Atmosferische opwarming is in de winter dan ook vooral het gevolg van energieverliezen door gebouwen. In de zomer daalt het gebruik van fossiele energiedragers en elektriciteit zeer sterk: het is dan vrijwel constant licht, en de temperaturen zijn dan niet zodanig hoog dat het gebruik van airco noodzakelijk is, zoals op lagere breedten.
Ruime bebouwing, laagbouw, op palen. Bron: Wikipedia
Arctische nederzettingen verschillen ook van andere vanwege de beperkte omvang van de bevolking en bebouwde omgeving, en het ontbreken van hoge gebouwen. Op bovenstaande foto is de typische houten laagbouw te zien die in Barrow domineert. Alleen in het centrum zijn enkele gebouwen te vinden met 2 verdiepingen. Schaduwvorming en ‘urban canyon effects’ zijn dan ook nagenoeg afwezig: de morfologie van Barrow zal dan ook van ondergeschikt belang zijn voor UHI vergeleken met de opwarming als gevolg van antropogene opwarming. Zoals op de foto’s te zien is staan alle gebouwen op palen, zo’n 1 a 2 m boven de grond. Dit voorkomt warmteoverdracht naar de bevroren grond.
BARC: Barrow Arctic Research Centre
Barrow heeft een tweetal weerstations, namelijk een meetpunt van National Weather Service in de nederzetting, en een meetpunt van Climate Monitoring and Diagnostics Laboratory op het BARC, zo’n 7,5 km ten NO van Barrow in de toendra gelegen. Recent onderzoek toont dat sinds 1940 er sprake is van een toenemend vroeger smelten van de sneeuw als gevolg van oplopende temperaturen. In de grafiek hieronder is MAAT de gemiddelde jaartemperatuur, de grijze lijn de datum waarop de sneeuw in Barrow gesmolten is.
Het onderzoek van Hinkel et al is bedoeld om de omvang en ruimtelijk patroon van UHI in Barrow te meten. De plaats is niet over de weg bereikbaar en ook niet aangesloten op een energienetwerk. Dat betekent dat alle energie die gebruikt wordt (verwarming en elektriciteitsopwekking) van lokale oorsprong is dan wel aangevoerd wordt per schip.
De belangrijkste bron van energie is aardgas uit methaan-hydraatvelden in de directe omgeving van Barrow. Een ouder veld lichtten Z van barrow, vanaf 1980 komt het meeste gas uit het East Barrow Field.
Ongeveer de helft van het gas wordt omgezet in elektriciteit. Stoffen zoals dieselolie en kerosine worden in augustus per schip aangevoerd, als de zee ijsvrij is. Vanwege deze specifieke omstandigheden is nauwkeurig het gebruik van fossiele energiedragers in Barrow te volgen.
In juni 2001 hebben de onderzoekers 54 temperatuurmeters geplaatst . De helft werd in de nederzetting zelf geplaatst. Dit zijn de urbane locaties. De rest werd geplaatst in een gebied van ongeveer 150 km2 rond Barrow, dit zijn de rurale locaties. Op de figuur hieronder is de locatie van de meetstations te zien. De vierkanten zijn de meetstations waar de laagste temperaturen zijn gemeten. De zes warmste meetstations bevinden zich in het centrum van Barrow, direct ten O van de ‘6’.
De tabel hieronder toont de temperatuurverschillen tussen de rurale en urbane meetpunten per maand. De getallen in de eerste kolom zijn de maandgemiddelden over de periode 1971-2000 (NCDC/NOAA).
Over het algemeen gold dat het UHI-effect toenam met dalende temperaturen. Dat is goed te zien op de grafiek hieronder, die de zogenaamde UHIM (laatste kolom bovenstaande tabel) afzet tegen de tijd dat er gemeten is van 1 september 2001 tot 1 juni 2002.
Ook als je UHIM afzet tegen de gemiddelde dagelijkse rurale temperatuur is dat effect duidelijk te zien: hoe kouder des te groter het UHI-effect.
In de grafiek is te zien dat de correlatie niet sterk is ( r2 = 0,51 ), maar in elk geval sterker voor dagen met lagere windsnelheden dan op erg winderige dagen. Dat is logisch, als de windsnelheid toeneemt krijg je een sterkere menging van de onderste luchtlagen wat het UHI vermindert. In onderstaande figuur is de invloed van de wind op de UHIM goed te zien:
Bij een lage windsnelheid van 4 km/u is de correlatiecoëfficiënt tussen windsnelheid en dagelijkse UHIM ongeveer 0,9. Die coëfficiënt neemt dan af tot 0,5 bij windsnelheden van 33 km/u en meer.
Om te bezien wat verschillende windsnelheden voor effect hebben op de ruimtelijke spreiding van de temperatuur wordt geïllustreerd in de drie kaartjes hieronder. De windsnelheid staat steeds rechtsboven het kaartje. (1 knot = ~1,9 km/u). Let op: de legendaschaal is niet overal gelijk: het middelste kaartje met de laagste windsnelheid heeft stappen van 2 °C, beide andere van 1 °C. Op het onderste kaartje is te zien dat grote windsnelheden het UHI als het ware ‘wegblazen’: de isotherm heeft dezelfde richting als de wind.
Het onderstaande kaartje illustreert fraai het UHI-effect van Barrow. De gebruikte eenheid ADDF is accumulated degree-days of freezing. Daarbij worden de absolute waarden van de gemiddelde dagelijkse temperaturen (onder 0 °C) bij elkaar opgeteld.
Aan het begin van deze bijdrage stelde ik dat het logisch lijkt dat de morfologie van Barrow van ondergeschikt belang zal zijn voor en dat opwarming als gevolg van antropogene opwarming waarschijnlijk de dominante factor in het UHI-effect in Barrow zal zijn. Dat die factor dominant is blijkt wel uit onderstaande grafiek.
Verticaal is de UHIM weergegeven, horizontaal het aantal heating degree days. Heating degree days is een maat waarmee de vraag naar energie voor verwarming van een gebouw wordt weergegeven. De gegevens zijn afkomstig van National Weather Service/ NOAA. Voor details klikt u op de link. De correlatiecoëfficiënt is maar liefst 0,98.
Zoals we al gezien hebben is Barrow voor wat betreft het gebruik van fossiele brandstoffen een eiland als gevolg van de geïsoleerde ligging. Vrijwel alle fossiele brandstoffen voor de opwekking van elektriciteit en verwarming komen van de lokale gasvelden. Het is daarom eenvoudig om het gebruik daarvan van dag tot dag te volgen. Hinkel et al hebben dat gasverbruik in onderstaande grafiek afgezet tegen de UHIM: de correlatiecoëfficiënt van 0,99 spreekt boekdelen. Het UHI-effect van Barrow is vrijwel volledig het gevolg van aardgasgebruik.
Kunnen we het effect van het UHI op de temperatuur in Barrow in de tijd schatten? Daarvoor hebben we het aantal inwoners nodig en het UHI op jaarbasis. Eerst het inwoneraantal. Volgens het US Census Bureau is het verloop van het inwonertal in Barrow vanaf eind 19e eeuw als volgt:
Vanaf 1950 stijgt het inwonertal boven de 1000, en bereikt op 1 januari 2001 een inwonertal van ongeveer 4683. De stijging van het inwonertal, dat voorheen altijd tussen de 200 en de 400 lag, was het gevolg van de sociaal-economische transitie die in Barrow plaats vond. Was Barrow voor 1950 een geïsoleerd dorp van native Americans met een locale economie gebaseerd op traditionele activiteiten zoals visserij en jacht, na 1950 wordt Barrow meer en meer onderdeel van een moderne economisch systeem gebaseerd op gas- en oliewinning. Het lijkt me daarom niet onredelijk omgelet op zowel de bevolkingsgroei als de sociaal-economische transitie, 1950 als startjaar van het UHI te nemen.
Temperatuurreeks U-05 (urbane locatie) en U-15 (rurale locatie) voor 20-daagse periode in de (a) winter, (b) lente, en (c) zomer.
De UHIM in de gemeten periode van 1 december 2001 tot 1 april 2002 bedroeg gemiddeld 2,2 °C, voor de winterperiode 1 december 2001 tot 1 maart 2002 was het UHI 3,1 °C. Het UHI in de lente bedroeg 1,6 °C en de zomer van 2002 noteerde een UHIM van -1,4 °C. Die negatieve waarde is volgens de onderzoekers met name te danken aan de afkoelende mariene invloed gedurende de zomer , als de zee grotendeels ijsvrij is. De UHIM in de herfst is niet gegeven, de gemiddelde maandtemperaturen zijn dan wat hoger dan in de lente. Een schatting van de UHIM op jaarbasis in deze periode, gezien de gemeten seizoencijfers, van 1,1 °C lijkt niet onredelijk.
Wanneer we de gehomogeniseerde temperatuurreeksen van GISS betreffende Barrow in een grafiek plotten, en bovendien een voor de UHIM van 1,1 °C gecorrigeerde temperatuurreeks in dezelfde grafiek weergeven, dan komt dat er als volgt uit te zien:
Bedenk dat de gehomogeniseerde temperatuurreeks (blauwe lijn) niet is gecorrigeerd voor UHI: Barrow wordt door GISS niet als urbane nederzetting gekwalificeerd. Voor beide grafieken is ook een lineaire trendlijn getekend. De trendlijn van de gehomogeniseerde GISS-reeks vertoont een stijging sinds 1950 van 2,1 °C. De trendlijn van de voor het UHI gecorrigeerde temperatuurreeks vertoont een stijging van nog geen 0,9 °C. Een opmerkelijk groot verschil!
Naar mijn mening is het door Hinkel et al aangetoonde grote UHI-effect in Barrow geen op zichzelf staande situatie. In Alaska, maar ook elders in de Arctische regio hebben vrijwel alle nederzettingen vergelijkbare kenmerken: ontbrekend zonlicht in de winter, verspreide laagbouw, relatief weinig inwoners en extreme wintertemperaturen. Een deel van die nederzettingen is tevens locatie in de meetnetten die BEST, GISS, Hadcrut en NOAA gebruiken. Met de gebruikelijke methoden om temperatuurreeksen te corrigeren voor het UHI-effect vallen de meeste van deze nederzettingen buiten de correctie omdat ze niet voldoen aan de gebruikelijke criteria. Zelfs in de verdeling very rural-not very rural die BEST hanteert vallen waarschijnlijk veel Arctische nederzettingen in Alaska, Canada en Rusland in de categorie very rural.
Correctie voor UHI van de meetreeksen van Arctische meetstations zou , in navolging van Barrow, wel eens in de afgelopen decennia veel lagere temperatuurstijgingen in de Arctische regio kunnen laten zien dan tot nu toe werd aangenomen. 21-12-2011
Het UHI- effect deel 4
In het eerste deel van de bijdragen over het UHI-effect, de bijdrage van 7-11-2011, heb ik als uitgangspunt de door het BEST-team gebruikte methode genomen.
BEST analyseerde de temperatuurdata van de ruim 39.000 bekeken weerstations door de stations te verdelen in ‘very rural’ en ‘not very rural’ op basis van de MODIS 500m Global Urban Extent classification map. Deze indeling is gebaseerd op de hoeveelheid bebouwde oppervlak (gebouwen, man-made opppervlakken). Voor een gedetailleerde weergave van de gebruikte methode zie het rapport. Ik kom er in een later stadium nog op terug. Op basis van deze indeling is 18% van de stations in de USA very rural. Daarna berekende men voor elk station een trendlijn. De helling daarvan is positief (opwaarts) dan wel negatief. Conclusie: 67% van de trendlijnen is positief, 33 % negatief.
Bron: BEST
In bovenstaande tabel zijn de resultaten weergegeven. Alle stations geven een gemiddelde opwarming van 0,98°C te zien. Wat opvalt is dat de rurale stations een grotere opwarming geven dan alle stations samen. Het verschil is -0,19 °C/eeuw. Dat is bijna niet significant vergeleken met de geconstateerde opwarming. Voor het team is deze uitslag duidelijk: het effect van UHI is nagenoeg verwaarloosbaar.
Het team besluit het rapport met de volgende woorden: “We note that our averaging procedure uses only land temperature records. Inclusion of ocean temperatures will further decrease the influence of urban heating since it is not an ocean phenomenon. Including ocean temperatures in the Berkeley Earth reconstruction is an area of future work. ” Tot zover de bevindingen van het BEST-team.
In de hieraan voorafgaande bijdragen heb ik al inhoudelijk het een en ander over de conclusies van het BEST-team geschreven, en een aantal andere publicaties de revue laten passeren die over het UHI-effect op de meetreeksen een andere mening hebben. Zie hiervoor de bijdragen over het UHI-effect deel 1 t/m 3.
Steve McIntyre heeft op 20-12-2011 aan de hand van door Richard Muller aangeleverde gegevens nog eens naar de ‘very rural’ meetstations van BEST gekeken. Hij licht er enkele ‘very rural’ meetstations uit en ziet dan bijzondere zaken, namelijk in Peru en Thailand, deels toeval omdat zijn zoon momenteel in Thailand is, deels ingegeven door eerdere publicatie van Hansen over de meetstations in Peru. Het BEST-team heeft slechts 2 stations in Peru geclassificeerd als ‘very rural’, namelijk Huanuco en Quince Mil.
Huanuco meetstation, bron Google Earth
Huanuco , officieel meetstation van WMO, heeft echter een bevolking van 147.959 inwoners, vergelijkbaar met de stad Haarlem. Het meetstation staat direct naast de start- en landingsbaan van het plaatselijke vliegveld. Waarom Huanuco door Het BEST-team geclassificeerd wordt als ‘zeer landelijk’ is dan ook onbegrijpelijk.
Quince Mil , het tweede ‘very rural’ meetstation van het BEST-team levert slechts temperatuurdata tussen 1961 en 1980, daarvoor en daarna niets. Het inwonertal in 2007 was minder dan 1000, dus wat dat betreft zou dit plaatsje nog als ‘very rural’ door kunnen gaan , maar vanwege het ontbreken van een langdurige meetreeks is het station waardeloos.
Bron: Google Earth
De BEST-indeling in Thailand ziet er ook erg raar uit. "Bangkok Pilot" wordt weergegeven als "zeer landelijk", maar is in feite de naam van het meetstation op het kunstmatige eiland in de zeebaai van Bangkok, dat is aangelegd voor de havenloodsboten ( pilots). Dat is nu niet een standaard voorbeeld van een ‘very rural’ meetstation.
Bangkok Pilot meetstation. Bron: Google Earth
Verder zijn er nog vijf "zeer landelijke" Thaise meetstations door BEST onderscheiden: Phetchaburi (46.501 inwoners), Ko Lanta (20.000 inwoners), Khao Lak (35.337 inwoners), Ko Samui (50.000 inwoners) en Mae Hong Son, in het noordwesten bergland nabij de grens met Myanmar. De eerstgenoemde plaatsen zijn vanwege hun inwonertal natuurlijk niet zeer landelijk.
Mae Hong Son airport . Bron Google Earth
Mae Hong Son is een plaats met ongeveer 17.00 inwoners en is op grond hiervan zeker niet zeer landelijk te noemen. Bovendien ligt het meetstation pal naast het vliegveld van de stad, een locatie die ook al niet vrij is van allerlei UHI –effecten vanwege de grote oppervlakten asfalt en de nabijheid van vliegtuigmotoren.
Parkeerplaats in de nabijheid van meetpunt Mae Hong Son. Bron: Google Earth
Kortom: even een blik achter de schermen van de ‘very rural’ databank toont dat niet alle meetstations echt zeer landelijk zijn. Ik ben benieuwd of er nog meer konijnen uit de hoed komen. 18-12-2011
Globale temperatuur afgelopen 15 jaar.
Op 10 december j.l. toonde ik het verloop van de gemiddelde maandelijkse temperatuur in De Bilt gedurende de afgelopen 15 jaar. Er is in die periode geen sprake van opwarming. Alarmisten hebben er een handje van om deze informatie te negeren en liever gewag te maken van een of andere record dat gebroken dan wel bijna gebroken is. In een min of meer vlak verlopende temperatuurtrend zoals die van de afgelopen 15 jaar is elk piekje naar boven natuurlijk al snel een ‘record’.
Een ongepland ‘voordeel’ van de periode 1997-2011 is dat het super-El Niñojaar 1998 in de reeks zit. Zou de reeks begonnen zijn op het hoogtepunt van genoemde El Niño dan zou ik al gauw beschuldigd worden van cherry-picking. Maar is het bekijken van slechts 1 meetstation ook niet een vorm van cherry-picking? Natuurlijk wel als je daarmee algemene opmerkingen over bijvoorbeeld het verloop van de globale temperatuur zou maken, dat mag uiteraard niet.
Nieuwsgierig geworden naar het globale verloop sinds 1997 ging ik op zoek in de onvolprezen KNMI Climate Explorer. Bovenstaande grafiek geeft het verloop weer van die globale temperatuur sinds 1997 volgens HadCRUTv3 (anomalie). De zwarte lijn is de lineaire trendlijn voor de gegeven periode januari 1997 – oktober 2011. Die trendlijn stijgt in 15 jaar 0,02 °C, een te verwaarlozen afwijking.
Omdat 71% van het aardoppervlak uit water bestaat is de zogenaamde SST , sea surface temperature, van groot belang voor de temperatuur van de onderste troposfeer. Bob Tisdale houdt al sinds jaar en dag de SST bij.
Bron: Bob Tisdale
Zoals te zien is lijkt de SST erg veel op de temperatuurreeks van HadCRUTv3. In beide reeksen zijn de El Niño en La Niñafasen erg duidelijk te herkennen.
Conclusie: er is de afgelopen 15 jaar sprake van een steady state voor wat betreft de temperatuur aan het aardoppervlak. Als we de meest recente grafiek van Roy Spencer erbij halen zien we die afvlakking ook mooi. Het betreft de temperatuur in de onderste troposfeer, op basis van satellietmetingen en bewerkt door de Universiteit van Alabama Huntsville.
Spencer wijst erop dat de door hem ingevoerde ‘trendlijn’ niet mag worden gebruikt om te voorspellen wat de temperatuur de komende jaren gaat doen. Dat is juist, maar ik kan mijn ogen er toch niet van af houden, zeker gezien de bijdrage van 16-12 j.l…… 16-12-2011
Spitsbergen gaat afkoelen
Een interessant onderzoek van een drietal Noorse onderzoekers getiteld “Solar activity and Svalbard temperatures” zal over enkele maanden worden gepubliceerd. Solheim et al hebben een verband ontdekt tussen zonneactiviteit en de luchttemperatuur op Spitsbergen. Nu is dat laatste niet erg opzienbarend, dergelijke verbanden zijn al vele malen aangetoond. Zie hiervoor in het menu “Nieuwe Inzichten” de paragraaf over zonnecycli.
Wat wel opvallend in de studie is dat de onderzoekers een verband hebben ontdekt tussen de duur van de cycli gedurende de afgelopen eeuw en de oppervlaktetemperatuur op Spitsbergen, en dan met name de gemiddelde jaartemperatuur en wintertemperatuur. Die correlatie wordt sterker naarmate de time-lag groter is, zoals op bovenstaande figuur te zien is. Bij een time-lag van 10 tot 12 jaar is de correlatie maximaal, met een correlatiecoëfficiënt oplopend tot -0,8. Dat betekent dat, rekening houdend met een gemiddelde zonnecyclusperiodiciteit van 11 jaar, er een sterke correlatie is tussen de gemiddelde luchttemperatuur op Spitsbergen en de duur van de vorige zonnecyclus. De correlatie is significant, met een niveau van > 95%. Dat betekent dat de kans dat de geobserveerde waarden gevonden worden terwijl er geen verband tussen de variabelen bestaat, kleiner dan 5% is. Ongeveer 60% van de temperatuurvariatie in de gemiddelde jaartemperatuur en wintertemperatuur kan verklaard worden door zonnecycli.
De onderzoekers hebben enkele mogelijke verklaringen gevonden voor de time-lag tussen zonnecyclus en temperatuur. In de eerste plaats is de duur van een zonnecyclus gecorreleerd aan de amplitude van de volgende cyclus. Dat vonden Solanski en Krivova van het Max Planck Instituut ook al bij hun onderzoek dat in 2003 is gepubliceerd. Een tweede verklaring is te vinden in de time-lag die ontstaat vanwege het langdurende transport van oceaanwater vanuit de Cariben naar het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan.
Cyclus 24 is enkele jaren te laat op gang gekomen. Zoals op bovenstaande illustratie te zien is is hij veel zwakker dan de voorafgaande cyclus 23. Hij zal naar verwachting zijn maximum hebben in 2013, cyclus 25 in 2024.
Een van de aanwijzingen voor een zwakke cyclus 24 is het wegblijven van de zogenaamde jet streams. Dat zijn stromingen op een diepte van 7000 km onder het zonne-oppervlak, waarboven de zonnevlekken zich manifesteren. Die jet streams onstaan altijd op hoge breedte (ongeveer 50° NB en ZB) en zakken dan langzaam af naar de zonne-equator. Het ontstaan van dergelijke jet streams vindt al plaats ruim voordat de voorgaande cyclus is uitgedoofd.
Wetenschappers die zich bezighouden met helioseismologie, zoals Frank Hill en Jay Pasachoff, nemen waar dat het ontstaan van de jet streams voor cyclus 25 uitblijft. De cyclus is al enkele jaren over tijd, om preciezer te zijn. Op onderstaande afbeelding is dat te zien. De jet streams zijn de rood-gele strepen op de figuur. Aan de linkerzijde ziet men de jet streams van cyclus 23, die omstreeks 2002 de zonne-evenaar bereiken. Verder is te zien dat de jet streams van de huidige cyclus 24 al in 1997 verschijnen op 50° NB en ZB, en dat ze de evenaar zullen bereiken in 2013. Het ontstaan van de volgende jet streams van cyclus 25 zou normaal gesproken al in 2009 hebben moeten plaats vinden, maar er is tot nu toe nog helemaal niets te zien.
Een tweede aanwijzing dat er iets bijzonders aan de hand is, is dat de sterkte van het magnetisch veld in het donkere hart van zonnevlekken alsmaar zwakker wordt. Zodra die sterkte beneden de 1500 Gauss daalt zullen er geen zonnevlekken meer ontstaan.
Bron: National Solar Observatory
Met het PSCL-model dat door de Noorse onderzoekers op basis van de correlatie zonnecyclus-temperatuur is gemaakt kunnen ook voorspellingen worden gedaan. Nu hou ik persoonlijk niet zo van modellen die dit of dat voorspellen, omdat op die wijze door wat ik het politiek-industrieel- klimatologisch complex noem de laatste jaren nogal wat onzin naar buiten is gebracht. Maar deze wil ik u niet onthouden, temeer omdat de genoemde correlatie statistisch significant is. De voorspelling is dat voor de huidige zonnecyclus, die tot 2020 zal voortduren, de gemiddelde jaartemperatuur op Spitsbergen met ongeveer 3 °C zal dalen, en de gemiddelde wintertemperatuur met zelfs 6 °C. Ik ben benieuwd of de voorspelde afkoeling waargemaakt gaat worden, en ook geldt voor de andere delen van het Arctisch gebied.
10-12-2011
Al 15 jaar lang geen opwarming De Bilt
Nu het einde van 2011 met rasse schreden nadert ben ik maar weer eens in de temperatuurdatabank van het KNMI gedoken. Op basis van de gehomogeniseerde maandgemiddelden van meetstation De Bilt is bovenstaande grafiek gemaakt. Voor de lopende maand december heb ik gebruik gemaakt van de daggemiddelden t/m 9 december j.l. Het temperatuurverloop gedurende het resterende deel van de maand is gebaseerd op de maandverwachtingen voor De Bilt.
Wat opvalt is dat de zomertemperaturen in 2011 wat achterblijven bij die van de afgelopen jaren. Ook zakt De Bilt heel slapjes de winter in, zeker vergeleken met wat we de afgelopen paar jaar gewend waren.
De zwarte lijn is de lineaire trendlijn voor de weergegeven periode. Zoals te zien is is er al 15 jaar lang geen enkele stijging of daling te bespeuren in De Bilt, terwijl ons toch een fikse opwarming beloofd is. Die vlakke trend van De Bilt komt overigens heel fraai overeen met de globale trend. In de data van BEST (zie oudere items) is de afgelopen 10 jaar geen statistisch significante temperatuurstijging waar te nemen op aarde. De CRU-meetreeks toont al 15 jaar geen opwarming, en de Remote Sensing Systemsversie van de satelliet-meetreeks MSU al 15,6 jaar.
Volgens Ben Santer et al in een recente publicatie tonen de resultaten van hun onderzoek aan dat temperatuurrecords van ten minste 17 jaar lang nodig zijn voor het identificeren van de menselijke effecten op de globale troposferische temperatuur. Kortere geven teveel ruis volgens Santer. Nog eventjes dus. Reinier van den Berg (zie item hieronder) probeerde op de KNAG-dag van 2011 nog een recordjaar voor de temperatuur in Nederland te maken, ter ondersteuning van zijn opwarmingsverhaal. Ik denk dat dat er niet in zit, 2011 past heel netjes in de trend van de afgelopen 15 jaar: géén opwarming.
9-12-2011
Kersenplukken met een meteoroloog
In de bijdrage van 25-11 j.l. maakte ik al gewag van de lezing die meteoroloog Reinier van den Berg zou houden op de KNAG-dag (geografendag) van 8 december j.l. in het VU-gebouw. Ik heb toen wat kanttekeningen gemaakt bij de ‘zekerheden’ van Van den Berg en proberen aan te tonen dat er meer sprake is van onzekerheden dan van zekerheden.
Inmiddels is de lezing gehouden en ondergetekende is er bij aanwezig geweest. Ervaring? Nog nooit heb ik een lezing bijgewoond waarin zo ‘ruim’ werd omgesprongen met de waarheid. Hier volgen wat opvallende fragmenten uit de lezing. Van den Berg toonde onderstaande grafiek om te laten zien dat we ons op een glijdende schaal bevinden voor wat betreft het Arctische drijfijs:
Bron: University of Illinois
Het roze gedeelte ontbrak. Wellicht hebben collega-geografen in de zaal gedacht dat de data na 2007 nog niet beschikbaar zijn, maar lezers van deze site weten beter: tot eind 2011 is beschikbaar. Waarom doet Reinier dit? Natuurlijk kent hij het recente verloop, hij heeft zelfs moeite moeten doen om een grafiek voor zijn presentatie te maken die de data na 2007 weglaat. Kortom: Reinier wil gewoon niet graag het laatste stukje van de grafiek van het ijsoppervlak laat zien. Voor dat laatste stukje schakelt hij over op een andere grootheid: niet het ijsoppervlak wordt getoond, maar het Arctisch ijsvolume. En dat laat inderdaad na 2007 een daling zien. Dat ijsvolume is echter de uitkomst van een model dat ontwikkeld is aan de universiteit van Washington, en is niet de uitkomst van satellietmetingen. Het ijsoppervlak is dat wel: het wordt continu gemeten.
Er is nog wel meer af te dingen op het gebruik van het berekende ijsvolume, zoals het feit dat het volume sterk bepaald wordt door de temperatuur van het water en het volume geen invloed heeft op de albedo maar het oppervlak wel. Kortom: een fraai staaltje van cherry-picking. De zo door Reinier zelf gecombineerde glijdende schaal mondt dan volgens hem uit in de volgende voorspelling: over 4 jaar is de Noordpool ’s zomers ijsvrij. En mocht het een beetje tegenzitten: in elk geval hebben we vóór 2020 een ijsvrije Noordpool. In recente peer-reviewde publicaties is dit echter niet terug te vinden. Wang (2009) schat een ijsvrije Noordpool in 2037, en dat was op basis van het extreme jaar 2007. De theorie van een ‘tipping point’ voor het Noordpoolgebied waardoor er een ‘runaway’ plaatsvindt met versnelde afsmelt is het afgelopen jaar al door enkele publicaties naar het rijk der fabelen verwezen.
Over het drijfijs rond Antarctica zegt Reinier wijselijk niets, want de grafiek daarvan ziet er zo uit:
Wel laat hij een grafiek zien van de afsmelt van landijs op Antarctica, maar dat betreft alleen West-Antarctica, waar inderdaad meer ijs smelt dan aangroeit. Het is de figuur hieronder. Hij is afkomstig van NASA uit 2009.
Bron: NASA 2009
Over de rest van Antarctica , waar geen extreme smelt plaats vindt houdt hij wijselijk zijn mond. Hieronder een figuur uit de recente publicatie van Zwally et al uit 2011. Grote delen van Centraal en Oost Antarctica waarvan in de bovenstaande figuur uit 2009 nog geen data bekend waren, zijn in deze figuur grijs ingekleurd: een netto toename van het ijs.
Het tweede opvallende aspect van Reiniers lezing is zijn dreigende voorspelling van een extreem snelle zeespiegelrijzing. Hij toonde eerst de onderstaande grafiek die op deze website ook gebruikt is. Zoals ook al in de bijdrage van 25-11 2011 genoemd is van een versnelling van de zeespiegel de afgelopen 100 jaar geen sprake.
Vervolgens schakelde Reinier over op een grafiek van Vermeer en Rahmstorf uit een publicatie in PNAS uit 2009. Om de betrouwbaarheid van de grafiek te verhogen werd vermeld dat Rahmstorf van de beroemde universiteit van Potzdam afkomstig is. Rahmstorf zelf is niet geheel onomstreden. Behalve dat hij in klimatologenland bekend staat als een rasechte alarmist, is hij onlangs door het Kölner Landgericht veroordeeld vanwege het feit dat hij onwaarheden over een wetenschapsjournaliste had verkondigd die haar in de uitoefening van haar beroep hebben geschaad. Irene Meisscher had het namelijk gewaagd het IPCC te bekritiseren vanwege alarmistische passages over de toekomstige landbouwproduduktie in Afrika, als gevolg van de vermeende opwarming van de aarde. Deze waren niet op 'peer-reviewed' literatuur gebaseerd, maar toch in de samenvatting van het IPCC-rapport terecht gekomen en werden vervolgens in de klimaatalarmistische uitspraken van Pachauri en Ban Ki Moon hoog opgespeeld. Later zou dit bekend worden als 'Africagate'. (bron Hans Labohm). Voor het hele verhaal zie hier.
Overigens is hier niet mee gezegd dat alles wat Rahmstorf schrijft daardoor verdacht is. Wel toont dit aan dat zijn gedrevenheid om de alarmistische boodschap niet bekritiseerd over het voetlicht te krijgen groot is. Het gebeurt naar mijn weten zelden dat een wetenschapper een dergelijke actie pleegt.
De grafiek is afkomstig uit een publicatie van Vermeer en Rahmstorf uit 2009. De schattingen van Vermeer en Rahmstorf zijn veel hoger dan in het laatste rapport van het IPCC, en de hoogste van alle publicaties over dit onderwerp: tot bijna 200 cm stijging. Verwijzend naar de grafiek deelde Reinier mee dat de schatting van de maximale zeespiegelstijging door de Commissie Veerman van 130 cm weliswaar kritiek heeft gehad, maar blijkbaar nog gematigd was.
Over die 130 cm van de commissie Veerman schrijft Jef Huisman, hoogleraar Aquatische Microbiologie aan de Universiteit van Amsterdam, in het NRC overigens:
“Waarop berust dan die voorspelling van 130 cm van de Nederlandse Delta-commissie? Het lijkt nog het meest op educated guesswork, zoals wordt uitgelegd in de appendix van het rapport. De commissie onderscheidt verschillende factoren die bijdragen aan de zeespiegelstijging, zoals uitzetting van zeewater door opwarming en afsmelting van de gletsjers op Groenland en Antarctica. Bij elk van deze factoren schat de commissie 10 of 15 cm meer stijging dan het IPCC. Gewoon, als veilige marge, verkregen uit interviews met verschillende experts. En inderdaad, als je een stuk of 6-7 factoren onderscheidt, die je elk voor de vuist weg ophoogt met ca. 10 cm extra, dan kom je al snel uit op een totale zeespiegelstijging van 130 cm. Ja, zo kan ik het ook.
Waarom wijkt de voorspelling van de commissie zo sterk af van die van het IPCC? Waarom zo’n overdreven voorspelling? Wil de commissie Nederland uitroepen tot het beste jongetje in de klas? Wil men ons bang maken voor het wassende water? Probeert men onderhandelingsruimte te creëren voor het politieke spel? Welke belangen spelen een rol?
De samenstelling van de commissie is opvallend. De commissie bestaat niet uit gerenommeerde klimatologen, oceanografen of aardwetenschappers die met hun expertise weten hoe je klimaatscenario’s dient te interpreteren. Wel is er inbreng vanuit andere hoeken van de samenleving. Verschillende leden zijn betrokken bij de economische ontwikkelingen in Nederland, bij grootschalige baggerwerkzaamheden, of bij coastal engineering. En, heel opvallend, een groot deel van de commissieleden heeft een landbouwachtergrond. De landbouw heeft grote behoefte aan irrigatiewater in de zomer. En dit water kan onttrokken worden uit het verhoogde IJsselmeer. ”
Rahmstorf doet het niet voor die 130 cm van Veerman en doet er nog een schepje bovenop. Hij schrijft: “ We propose a simple relationship linking global sea-level variations on time scales of decades to centuries to global mean temperature. This relationship is tested on synthetic data from a global climate model for the past millennium and the next century.” . Over het gebruik van modellen heft Komen ( zie bijdrage 3-12-2011) al wijze dingen gezegd. John von Neumann , een van de grootste wiskundigen ooit, heeft over modellen gezegd: “ With four parameters I can fit an elephant, and with five I can make him wiggle his trunk.”.
Overigens ligt het gemeten verloop van het zeeniveau nu al (eind 2011) lager dan de door Vermeer en Rahmstorf allerlaagste schatting.
Er valt nog veel meer te zeggen over het optreden van Reinier van den Berg. Wat dacht u van: “ broeikasgassen hopen zich op in het bovenste deel van de troposfeer ” . Eenieder die ook maar iets afweet van het gedrag van broeikasgassen weet dat dat onzin is. Ook zijn opmerking dat het laatste deel van de BBC-serie The Frozen Planet verboden zou zijn in de USA is nonsens. De overheid in de USA bepaalt niet wat er op tv uitgezonden wordt, dat zijn de tv-zenders. Even zoeken op het internet en de waarheid komt naar boven: de BBC heeft de serie op de wereldmarkt aangeboden in een package van de eerste 6 delen, met een mogelijkheid om het zevende deel, “On thin ice” geheten, ook te kopen. Dat laatste deel gaat over de invloed van de mens op het klimaat. Van de 30 afnemende tv-stations hebben er 10 het laatste deel niet aangekocht, waaronder Discovery USA. Van een verbod is dus geen sprake. Lees hier.
Verder was het optreden een aaneenrijging van anekdotische bewijsvoering en “praatjes bij plaatjes” die moesten aantonen dat het allemaal heel erg is. Kortom: de hele lezing van Van den Berg ademde een sfeer van een onheilstijding. Daarbij schuwde Reinier zoals gezegd het wapen van cherry-picking niet, maar ook andere halve waarheden en zelfs onwaarheden ging hij niet uit de weg om zijn (goed betaalde) apocalyptische boodschap te brengen.
Het is zoals een bekende wetenschapsjournalist onlangs over Reinier schreef: “ Het is een aardige man, maar hij heeft geen verstand van klimaat, en bovendien is hij een activist “. Ik ben bang dat voor een gehoor dat niet goed ingewijd is in de klimaatdiscussie zijn verhaal heel aardig klinkt. Het optreden van Van den Berg op de geografendag in Amsterdam bewees mijns inziens geen goede dienst aan een van de doelen van het aardrijkskundeonderwijs in Nederland, namelijk jongens en meisjes opleiden tot mondige burgers. Voor ingewijden is Reinier van den Berg namelijk, net als zijn grote voorbeeld Al Gore, een klimaatcharlatan. Reinier zou zich het beste aan zijn stiel houden: weerman.
3-12-2011
Klimaatmodellen en onzekerheid
Prof. Dr. Gerbrand Komen, voormalig Hoofd Klimaat Onderzoek en Seismologie van het KNMI, heeft op 25 november j.l. een bijdrage geleverd op de site Wetenschappelijke modellen getiteld Klimaatmodellen, onzekerheid en vertrouwen. In het hoofdstuk De Feiten (zie menu) is daar in de paragraaf Klimaatmodellen al het een en ander geschreven.
Hier volgt het belangrijkste stuk uit de bijdrage:
* Veel in het kader van de verschillende CMIP projecten uitgevoerde testen hebben al het karakter van een severe test. * Je moet je wel steeds bewust zijn van de pretenties van een model. Voorbeeld: je kunt niet verwachten dat een mondiaal model de convectieve neerslag in Nederland beschrijft. Daar moet je dan ook niet op testen. Het is op voorhand evident dat zo’n test niet succesvol kan zijn. * Wat je ook test, modellen van complexe systemen zijn niet te ‘bewijzen’.
Vooral dat laatste wordt niet door iedereen geapprecieerd. Fysicus Richard Feynman (geciteerd door Judith Curry) zei het zo: “Scientific knowledge is a body of statements of varying degrees of certainty — some most unsure, some nearly sure, but none absolutely certain.” Dit geldt voor alle wetenschappelijk kennis, en zeker ook voor onze kennis van complexe systemen.
Vertrouwen in klimaatmodellen is deels subjectief
Als je de modellen niet kunt bewijzen waarom zou je hun resultaten dan gebruiken? Antwoord: omdat je op een of andere manier vertrouwen hebt in het nut. Als het KNMI regen voorspelt kun je daar nuttig gebruik van maken als je moet besluiten of je wel of niet een paraplu mee wilt nemen. Je hebt (enig) vertrouwen in die verwachtingen, omdat het KNMI in het verleden bewezen heeft kwaliteit te leveren.
Bij klimaatmodellen ligt dat wat ingewikkelder. Er zijn twee belangrijke toepassingen van het klimaatonderzoek die grote maatschappelijke implicaties hebben, nl de attributie van waargenomen veranderingen aan menselijk handelen, en verkenningen van mogelijke toekomstige ontwikkelingen. In beide gevallen is het gebruik van klimaatmodellen essentieel. Waarom zou je de resultaten van die modellen vertrouwen? Het maatschappelijk debat bewijst wel dat dit geen academische vraag is. Het IPCC spreekt van considerable confidence, terwijl anderen juist weinig vertrouwen hebben. Kennelijk heeft het vertrouwen in modellen een subjectief element, al dan niet cultureel bepaald.
Het onzekerheidsmonster
Om te begrijpen wat er aan de hand is, is het goed om te kijken naar de wijze waarop men modelonzekerheden probeert te beschrijven. Klimaatonderzoekers ontlenen vertrouwen aan het vermogen van hun modellen om waarnemingen te simuleren. Dit vermogen kan goed gekwantificeerd worden met behulp van statistische technieken, en levert dus harde getallen. En die worden dan ook vaak gecommuniceerd. Daarbij mag men echter niet vergeten dat er ook sprake is van onderliggende subjectieve keuzes: de keuze van de te vergelijken grootheden, de gewichten die men daaraan toekent, en kwaliteitscontrole bij de selectie van data.
Onzekerheden in modelverwachtingen kan men kwantificeren door modellen onderling te vergelijken of door te kijken naar het effect van parameter-perturbaties. De verschillen die daarbij naar voren komen zijn een maat voor de onzekerheid. Grote verschillen impliceren grote onzekerheid. Omdraaien mag natuurlijk niet: je kunt niet zeggen dat de onzekerheid klein is als de resultaten van verschillende modellen goed overeenstemmen, of ongevoelig zijn voor parameterwaarden. Het is immers denkbaar dat alle beschouwde modellen een structurele imperfectie hebben.
Monsterbezwering
Jeroen van der Sluijs heeft in dit verband het begrip onzekerheidsmonster ingevoerd (geïnspireerd door Martijntje Smits, en inmiddels overgenomen door bv Judith Curry). In zijn artikel uit 2005 onderscheidt van der Sluijs verschillende manieren waarop met dit monster omgegaan wordt, zoals ontkenning, vereenvoudiging en ‘assimilatie’.
Het IPCC heeft geprobeerd, en probeert nog steeds, om het monster te temmen door het hanteren van strakke en verstandige richtlijnen voor de communicatie van onzekerheden. Prijzenswaardig, maar lastig in de praktijk. Zo noemt het recente IPCC Special Report on Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation het ‘zeer waarschijnlijk [90‑100 % kans] dat hittegolven in lengte, aantal en intensiteit op de meeste plaatsen (boven land) zullen toenemen’. Het percentage suggereert een mate van exactheid die er m.i. niet is, omdat het niet expliciet maakt dat de bewering gebaseerd is op het vertrouwen dat de auteurs in klimaatmodellen hebben.
Hoe nu verder? Van der Sluijs heeft, bouwend op eerder werk van Funtowicz en Ravetz, al in 2005 een mogelijke weg aangegeven onder de noemer ‘assimilatie’: eerlijk, open en transparant zijn over onzekerheid en onwetendheid, en ruimte geven voor wat wel extended peer review genoemd wordt, dat is een proces waarbij voor de bepaling van de kwaliteit van onderzoek belanghebbende individuen en groepen worden ingeschakeld die niet zelf bij het onderzoek betrokken zijn. Dat eerste lijkt me van evident belang. Over het tweede valt nog heel wat te zeggen (zie bv Hanekamp, 2010; en de discussie op Watts Up With That?). Hier ontbreekt de ruimte om daar verder op in te gaan. Maar misschien is het iets voor later?
Vertrouwen in de wetenschap
Waardering van klimaatmodellen is een ding, waardering voor de wetenschap is nog iets anders. Die waardering is een kostbaar goed. Von Storch spreekt in dit verband van ‘kapitaal’ dat je kunt vergroten, maar ook vernietigen. Helaas is het vertrouwen in de klimaatwetenschap niet meer vanzelfsprekend, getuige de reacties op bijvoorbeeld climategate.nl. Het is daarom belangrijk dat we nagaan wat er moet gebeuren om dat vertrouwen te verbeteren. Betere communicatie over onzekerheden hoort daar zeker bij.
