Hoe 0,13 mm/jaar door vervorming van de zeebodem in de media wordt vervormd

Gastblog van Thomas Frederikse van de TU Delft

Soms gaan journalisten met de wetenschap aan de haal. Mij is dat laatst overkomen, met tot gevolg dat menig online nieuwsforum een stuk bevatte over mijn werk, tot aan de extreemrechtse website Breitbart aan toe. Wel gaf het een inkijkje in de keuken van de kopieer-journalistiek. Dat onderzoekers zelf hun werk nogal eens aandikken in persberichten is al vaak besproken, en ook bevestigd in wetenschappelijk onderzoek. Klimaatwetenschap vormt hierop helaas geen uitzondering, maar in dit geval zijn het de journalisten die er een zooitje van hebben gemaakt.

De kop op Breitbart, waar deze technische studie op karakteristieke wijze wordt geframed

Eerst het technische verhaal. De zeespiegel wordt zowel vanaf het land, via zogenaamde peilmeetstations, als vanaf satellieten gemeten. Deze meetmethodes verschillen in het referentiepunt ten opzichte waarvan de veranderingen in de zeespiegel worden gemeten. Simpel gezegd: satellieten meten vanaf het middelpunt van de aarde, en peilmeetstations meten de zeespiegelveranderingen ten opzichte van het land. Dat gaat prima, totdat het land gaat bewegen: stel dat het land zakt, dan ziet het peilmeetstation de zeespiegel stijgen, en de satelliet niet.

Vaak willen we af van die landbewegingen, omdat het meestal lokale effecten betreft. Inklinkende grond en plaattektoniek zijn vaak oorzaken van zulke landbewegingen, en daar zijn we in dit geval niet in geïnteresseerd. Daarom worden steeds meer peilmeetstations van nauwkeurige GPS-apparatuur voorzien die meten hoe hard een station beweegt.

Alleen zijn die bewegingen van de bodem niet altijd een lokaal effect. De aarde is geen harde bal, maar verandert van vorm wanneer je er druk op uitoefent, net als een voetbal. Zo gaat de aarde onder onze voeten per dag enkele centimeters op en neer door de aantrekkingskracht van de maan. Ook is de aarde nog steeds aan het bijkomen van de ijsmassa’s uit de laatste ijstijd. Dankzij dit proces, bekend als Glacial Isostatic Adjustment komt een groot deel van Scandinavië omhoog, en daalt de zeespiegel in bijvoorbeeld Stockholm enkele millimeters per jaar. De aarde vervormt ook wanneer we massa over het aardoppervlak verplaatsen. Dat is geen rocket science: we weten al heel lang hoe dit werkt, en sinds het klassieke werk van William Farrell uit 1972 kunnen we deze vervorming ook berekenen.

De mens is erg bedreven in het verplaatsen van grote hoeveelheden massa over het aardoppervlak: dankzij de opwarming van de aarde stroomt er flink wat smeltwater van gletsjers en ijskappen de zee in. Die wordt daardoor een stuk zwaarder, en door de toename van dit gewicht wordt de zeebodem als het ware ingedrukt. De oceaan wordt hierdoor dieper. Aan de andere kant komt de grond onder de ijskappen juist weer omhoog door dit effect. Maar omdat satellieten niet vanaf de zeebodem meten, merken ze niet dat de oceaan iets dieper wordt. Daardoor neemt het watervolume in de oceanen dus eigenlijk sneller toe dan wat uit de satellietmetingen volgt. Peilmeetstations meten vanaf het land, en bewegen dus mee als de aarde vervormt. Dat gaat goed, tenzij je de bodembeweging er uithaalt via de eerdergenoemde GPS-data. Wel zijn de peilmeetstations meestal te vinden aan de rand van de oceanen, waar het bodemvervormingseffect kleiner is dan in het midden.

Dit is allemaal bekend, maar algemeen wordt aangenomen dat het effect van zeebodemdaling verwaarloosbaar klein is. Om deze aanname te controleren heb ik samen met Riccardo Riva van de TU Delft en Matt King van de University of Hobart berekend hoe veel de oceaanbodem verzakt is dankzij het extra water in de oceaan. Daaruit kwam dat de laatste 20 jaar de oceanen wereldwijd 0.13 mm per jaar dieper zijn geworden. Dat getal klinkt klein, en dat is het ook. Aanname bevestigd. Toch kunnen de satellietmetingen ervoor gecorrigeerd worden om zo iets accurater de totale volumetoename van de oceaan te kunnen bepalen.  Onderstaande figuur geeft een beeld van de regionale vervorming van de oceaanbodem. Vooral in het gebied rond Groenland stijgt de oceaanbodem en door de waterverplaatsing daalt die voornamelijk in het gebied ten zuiden van de evenaar.

De berekende bodemvervorming door de massatoename van de oceaan. Het blauwe getal geeft de gemiddelde vervorming weer. De blauwe lijn laat zien waar de vervorming gelijk is aan dat gemiddelde. Het is duidelijk te zien dat in het noorden de bodem omhoogkomt, terwijl de bodem in het zuiden bijna overal daalt. Dat komt omdat het grootste ijsmassaverlies plaatsvindt in het noorden: daar zitten de meeste gletsjers en de ijskap van Groenland. Vlakbij west-Antarctica zie je ook een omhoogkomende bodem, maar minder duidelijk. Dat komt omdat het massaverlies op Antarctica nu (nog) veel kleiner is dan in het noorden

Eind december verschenen de resultaten in een wetenschappelijk tijdschrift, zonder begeleidend persbericht of een niet-technische samenvatting. Toch kreeg ik enkele dagen later een e-mail van Maddie Stone van het weblog Earther.  Zij zag er wel een verhaal in, we hadden een kort Skype-interview en even later stond er een artikel op de site . Een prima, accuraat, en gebalanceerd artikel. Dergelijke nieuwberichten worden wel eens opgepikt door andere media, die er vervolgens ook over gaan schrijven. Via het hulpmiddel, Altmetric kun je volgen wie er over je publicaties twittert en op welke websites het verschijnt. Hiermee kreeg ik een goed inzicht waar mijn artikel allemaal werd besproken.

Twee dagen later begint de bal te rollen, en verschijnt er een stuk in de Engelse tabloid Daily Mail, met de schreeuwende kop:

Is climate change causing the seafloor to SINK? Scientists claim weight of water pouring off melting ice sheets is making the oceans heavier and squashing the planet.

Ondanks de titel is het artikel eronder verbazingwekkend accuraat. Er is één zinnetje dat blijft hangen:

While this number sounds small, it means satellites are underestimating the amount sea levels have jumped due to added water by about eight per cent.

Het getal 8 procent slaat hier op de onderschatting van de zeespiegel door extra water dat de oceaan instroomt. Dat vormt maar ongeveer de helft van de totale zeespiegelstijging. Omdat de oceanen opwarmen, zet het oceaanwater uit. Dat heet sterische expansie, en zorgt voor de andere helft van de huidige zeespiegelstijging, maar deze uitzetting maakt de oceaan niet zwaarder en vervormt de aarde dus niet. De onderschatting van de totale zeespiegelstijging is dus maar ongeveer 4%, maar ‘due to added water’ is makkelijk weggewerkt. Zo geschiedde: een paar dagen later verschijnt er op de website van Newsweek, toch wel een enigszins gerespecteerd medium, ook een artikel met daarin:

As a result, scientists have underestimated how much sea levels are rising by as much as 8 percent.

En even later op de website Inquisitr:

Other scientists who did not take into account the sinking of the ocean floor could have underestimated the level of sea rise by more than 8 percent, the researchers claim.

Nu is het effect opeens meer dan verdubbeld! Daarna verspreidt het nieuws zich hard, en verschijnt het artikel op heel veel websites, tot aan Wit-Rusland aan toe. James Delingpole van de extreem-rechtse nieuwssite Breitbart geeft er een eigen draai aan:

Scientists in the Netherlands have found a new excuse as to why sea levels are stubbornly refusing to rise in line with Al Gore’s doomsday predictions: ocean bottom deformation

Ondertussen slaan aan de andere kant van de oceaan de Duitsers groot alarm:

Doch Geowissenschaftler schlagen nun Alarm: Die Satellit-Messungen des sogenannten barystatischen Meeresspiegelanstiegs sind allem Anschein nach erschreckend ungenau

We zijn op dit moment op het punt beland dat ik met 1 journalist heb gesproken, en het artikel op tientallen websites is overgenomen, terwijl bij elke overnamestap het verhaal is aangedikt en/of verdraaid. Verdraaid door het ontkennerskamp, als het laatste excuus om de blijkbaar niet-stijgende zeespiegel te verklaren, en aangedikt door de sensatiezoekers: satellietmetingen zouden de zeespiegelstijging hopeloos onderschatten. Allebei volstrekt onwaar. We hebben het nog steeds over slechts 0.13 mm/jaar.

Dan begint het toch te kriebelen bij sommige journalisten: ik word gebeld door Michael Le Page van New Scientist, een vooraanstaand Brits populair-wetenschappelijk tijdschrift, en hij schrijft een ontnuchterend stuk (Paywall) over het artikel:

But is this something we should be concerned about in terms of future sea level rise? No, it isn’t, for two reasons. Firstly, the subsidence effect is tiny.

Eindelijk! Ook John Dyer van Seeker.com neemt contact met me op. Hij is ook de eerste die vraagt naar namen van andere experts die niet bij het onderzoek betrokken zijn geweest. Enkele dagen later verschijnt zijn stuk online, met daarin ook een reactie van Don Chambers, een Amerikaanse wetenschapper, verbonden aan de University of South Florida, die ons verhaal bevestigt:

Chambers also noted that the Intergovernmental Panel on Climate Change and others wouldn’t change their forecasts of the effects of climate change due to the findings.

But the study nonetheless was a valuable advance in calculating the challenge that climate change poses. “That doesn’t seem like a lot,” Chambers, referring to the 0.005 inches per year, told Seeker. “But that is a substantial change in the seafloor. It does show the large forces at play here when you are moving water around because water is pretty heavy.

De blauwe lijn laat de (ongecorrigeerde) zeespiegelstijging zien sinds 1993. De oranje lijn laat zien hoe veel massa de oceaan instroomt. 1 mm zeespiegelstijging staat gelijk aan 362 gigaton (miljard ton) aan extra water. Deze data komt uit schattingen van ijsmassaverlies en veranderingen in de hoeveelheid zoetwater op land. De groene lijn laat zien hoe deze extra massa de oceaanbodem vervormt. Negatief betekent dat de bodem dieper wordt. De rode lijn laat de totale zeespiegelstijging zien, gecorrigeerd voor de dieper wordende oceaan, waarbij rekening is gehouden dat satellietmetingen niet de gehele oceaan bestrijken.

 Door klimaatverandering vervormt de hele aarde. Achteraf terugblikkend klinkt dat inderdaad verontrustend. We hadden niet verwacht dat zo’n verhaal aan zou slaan in de media. Het effect was immers klein. U kunt gerust gaan slapen. Of misschien niet, gezien de mogelijke grote stijging van de zeespiegel de komende eeuwen, maar angst voor vervorming van de oceaanbodem door smeltend ijs is bepaald niet onze grootste zorg. Misschien een tip: mocht je als journalist berichten over een klimaatonderwerp, wees niet bang om de auteurs van de studie bellen. En liefst daarnaast ook, een andere wetenschapper die er niet bij betrokken is!

Advertenties

Open Discussie Winter 2018

De beste wensen voor al onze bezoekers voor 2018!

Aan het einde van het vorig jaar kwamen wij er achter dat er achter dat einde een nieuw begin op ons wachtte: Opnieuw een nieuw jaar en tijd voor een nieuwe open discussie.

Wij zijn benieuwd wat het nieuwe jaar op het klimaatgebied voor ons zal brengen. Dat de concentraties aan broeikasgassen in de atmosfeer opnieuw zullen toenemen is welhaast een zekerheid. Interessanter is wat de mondiale temperatuur zal doen in 2018. Het Britse Met Office geeft aan het einde van elk jaar een voorspelling af voor het komende jaar, zie de grafiek hieronder. 2018 zal volgens het Met Office waarschijnlijk geen record breken vanwege de La Niña in het Pacifische gebied, maar zich wel nestelen in de top 5. De afgelopen vier jaren waren de warmste sinds het begin van de metingen en wellicht kunnen we aan het begin van het volgend jaar stellen dat dat geldt voor de afgelopen vijf jaren. Het zou echter ook kunnen dat een uitbarsting van de vulkaan Mount Agung alle temperatuurvoorspellingen teniet zal doen.
Over een jaartje weten we meer 😊.

Hier kunnen de inhoudelijke discussies worden gevoerd (of voortgezet) over klimaat en klimaatwetenschap die geen betrekking hebben op specifieke blogstukken.

Svensmark – een nieuw artikel, het oude liedje

Verloop van de temperatuur (gemiddelde van GISTEMP, NOAA en HadCRUT4) en kosmische straling (data van de Moscow Neutron Monitor) sinds 1958. Kosmische straling is voor de duidelijkheid weergegeven op een inverse schaal: volgens de Svensmark-hypothese zou minder straling tot een hogere temperatuur leiden. De grafiek is van Jos Hagelaars.

Het komt nog wel eens voor dat het wetenschappelijk of maatschappelijk belang van een wetenschappelijke publicatie wat wordt aangedikt in een persbericht of interview. Die overdrijving zal nogal eens afkomstig zijn van een pr-afdeling, maar soms zullen wetenschappers ook zelf menen dat ze hun onderzoek zo moeten verkopen. Of ze overschatten het belang van hun onderzoek echt. Een wetenschapper is tenslotte ook maar een mens. Maar er zijn maar weinig wetenschappers die zo ver gaan in hun overdrijving dan Henrik Svensmark.

Svensmark meent dat kosmische straling een invloed kan hebben op bewolking en daarmee op het klimaat op aarde. Op zich een interessante gedachte, die best zou kunnen kloppen. Alleen is kosmische straling dan één van de vele factoren die meespelen in het complexe mechanisme waarmee aerosolen effect kunnen hebben op wolken. En er zijn nog geen aanwijzingen dat kosmische straling daar een dominante factor is. Laat staan dat die straling een grote rol speelt bij klimaatschommelingen. Dat kosmische straling heeft bijgedragen aan de opwarming van het klimaat sinds midden vorige eeuw is al helemaal onaannemelijk. De afbeelding hierboven illustreert dat: volgens de Svensmark-hypothese had het juist wat af moeten koelen. Lees verder

Een wetenschappelijke check van klimaatmodellen

Schematische weergave van de stralingsbalans van de aarde. Bron: IPCC WG1 AR5

De spelers en volgers van ClimateBallTM kennen natuurlijk de gemakzuchtige pseudosceptische retoriek over klimaatmodellen die niet zouden deugen. Die is steevast gebaseerd op de misvatting dat klimaatmodellen een soort glazen bollen zouden zijn, die elk detail in het klimaat moeten kunnen voorspellen. Terwijl klimaatwetenschappers er geen geheim van maken dat dat niet zo is en dat modellen zeker hun beperkingen en onzekerheden hebben.

Klimaatmodellen simuleren de fysische processen in het klimaatsysteem. Die simulaties kunnen een beeld geven van het effect van veranderingen in de energiebalans (stralingsforceringen in klimaatterminologie) op die fysische processen. En van de interne variabiliteit in die processen. Niet al die factoren zijn voorspelbaar op basis van de fysica in de modellen. Klimaatmodellen voorspellen geen vulkaanuitbarstingen of wisselingen in zonneactiviteit en de toevallige schommelingen op korte termijn binnen het klimaatsysteem zijn ook niet voorspelbaar. Maar dat wil nog niet zeggen dat modellen de onderliggende fysica niet goed simuleren. En dat laatste bepaalt hoe bruikbaar een klimaatmodel voor bepaalde toepassingen en projecties is.

Waar pseudosceptici al jaren zijn blijven hangen in hun opwinding over het feit dat klimaatmodellen niet kunnen voorspellen wat op basis van de gesimuleerde fysica niet voorspelbaar is, pakt de wetenschap het anders aan. Wetenschappers zoomen in op de processen in en de eigenschappen van het klimaatsysteem die de modellen werkelijk simuleren. Ze zoeken naar verschillen tussen de simulaties en waarnemingen en naar verschillen tussen simulaties onderling. Dat doen ze niet om een makkelijk goed/fout-oordeel uit te kunnen spreken over modellen. Of over waarnemingen. Wetenschappers zoeken zo naar kennis en begrip. Als een wetenschapper begrijpt waarom een model afwijkt van de observaties, begrijpt hij iets meer van het systeem. En daarmee kan het model verbeterd worden. Dit geldt overigens niet alleen voor complexe klimaatsimulaties, maar voor elk wetenschappelijk model. En dus voor elke wetenschappelijke theorie, verklaring, of formule. Lees verder

Klimaatdebat bij RTL Z: wetenschappelijk gefundeerd realisme en gecherrypickte meningen

Roderick Veelo van RTL Z heeft onlangs twee mensen geïnterviewd over het klimaat, klimaatwetenschapper Bart Strengers (Planbureau voor de Leefomgeving) en wetenschapsjournalist Marcel Crok. Twee mensen met een nogal verschillende kijk op de oorzaken en gevolgen van de huidige klimaatverandering. Zucht, altijd maar weer die 1 op 1 opstelling. Dat dit geen recht doet aan de verhouding binnen de klimaatwetenschap zal eenieder inmiddels wel duidelijk zijn. De eerste twee interviews bestonden uit gesprekken met Bart Strengers en Marcel Crok afzonderlijk, deze hebben we hier eerder besproken in: Klimaatgesprekken bij RTL Z.
Het derde interview was een tweegesprek tussen de twee heren:

Moet een wetenschapper een discussie als deze nu wel of niet aangaan? De meningen zijn daarover verdeeld. Sommigen beginnen er niet aan, onder meer vanwege het risico op een “false balance”. De indruk kan ontstaan dat er twee gelijkwaardige wetenschappelijke opvattingen tegenover elkaar staan en dat de waarheid wel ergens in het midden zal liggen. De realiteit is dat Bart Strengers het volledige beeld van de wetenschap meeneemt in zijn argumentatie, terwijl Marcel Crok heel selectief elementjes uit de wetenschap plukt en daar soms nog een onwetenschappelijke draai aan geeft om bij het gewenste antwoord uit te komen. Aan de andere kant kunnen wetenschappers zo’n onzorgvuldige of zelfs onjuiste weergave van hun vakgebied natuurlijk niet onweersproken laten. En dat is een goede reden om het debat juist wel aan te gaan. We hebben Bart Strengers gevraagd naar zijn reden om deze keer mee te doen aan de discussie. Dit was zijn antwoord:
Lees verder

Een update van het laatste IPCC-rapport door de Royal Society

Historische CO2-concentratie bepaald uit de ijsboorkern van Law Dome, Oost-Antarctica en metingen op Mauna Lao, Hawaï

Een goed idee van de Royal Society: in de hiaat die er tussen het vijfde en het zesde (pdf) IPCC-rapport zit hebben ze een overzicht uitgebracht van de actuele ontwikkelingen in de klimaatwetenschap. Het is een prettig leesbaar rapport geworden. Na de inleiding volgen 13 beknopte hoofdstukken die steeds dezelfde opbouw hebben. Het vertrekpunt is steeds een concrete bevinding uit het laatste IPCC-rapport. Daarna volgt een korte beschrijving van de achtergronden van en de recente wetenschappelijke ontwikkelingen op dat onderwerp. Aan het eind van elk hoofdstuk geeft men steeds aan welke invloed de nieuwste wetenschap zou kunnen hebben op de betreffende IPCC-passage. Een apart document geeft per hoofdstuk een uitgebreide lijst referenties.

Het rapport geeft een goed beeld van de actuele stand van de klimaatwetenschap en van de thema’s waar klimaatonderzoekers zich tegenwoordig mee bezighouden; het document met referenties geeft dan ook nog eens een mooie lijst van recente wetenschappelijke publicaties op die thema’s. Wie daarin is geïnteresseerd zou vooral het rapport zelf moeten bekijken. Want in een blogpost is er niet veel aan toe te voegen. Ik beperk me daarom hier tot een puntsgewijze opsomming van de bevindingen en een aantal interessante afbeeldingen. Maar eerst een citaat uit de inleiding. Zo’n puntige formulering van waar het allemaal om gaat kom je niet vaak tegen:

Human emissions of carbon dioxide and other greenhouse gases have changed the composition of the atmosphere over the last two centuries. This is expected to take Earth’s climate out of the relatively stable range that has characterised the last few thousand years, during which human society has emerged. Measurements of ice cores and sea-floor sediments show that the current concentration of carbon dioxide, at just over 400 parts per million, has not been experienced for at least three million years. This causes more of the heat from the Sun to be retained on Earth, warming the atmosphere and ocean. The global average of atmospheric temperature has so far risen by about 1˚C compared to the late 19th century, with further increases expected dependent on the trajectory of carbon dioxide emissions in the next few decades.

Lees verder

Wat is principale componenten analyse (PCA)?

Gastblog van Dr Peter Roessingh (Universiteit van Amsterdam)

Een PCA (principale componenten analyse) is een methode om de variatie in een dataset handig samen te vatten en samenhang tussen de gegevens zichtbaar te maken. PCA is een vorm van factoranalyse. In wetenschappelijke stukken worden PCA’s zelden uitgelegd, en op het internet is de meeste uitleg op het eerste gezicht een brei van afkortingen en ondoorgrondelijke matrixalgebra. Daarom hierbij een poging om PCA op een voor leken begrijpelijke manier uit te leggen.

Stel je voor dat je (net de als de auteurs van het ijsbeer artikel) van een groep van 200 objecten 7 zeven eigenschappen hebt gemeten en die hebt gecodeerd. Voor ieder object heb je nu een rijtje van 7 getallen. In meer technische termen kan je zeggen dat je zeven variabelen hebt die de objecten beschrijven.

Je kan deze dataset weergeven in een tabel met 200 regels (voor de 200 objecten) en 7 kolommen waarin de scores voor de 7 eigenschappen staan. Zo’n blok met 1400 getallen is natuurlijk niet heel leesbaar, en dat maakt het lastig om in de tabel verbanden tussen objecten in te ontdekken.

Een plaatje zegt meer dan 1000 (of 1400) woorden, dus proberen we een grafiek van de gegevens te maken.

Om een idee te krijgen eerst maar een weergave waarin we twee van de eigenschappen tegen elkaar uitzetten in een zogenaamde “scatterplot” of “x-y plot”: de eerste score op de x-as, de tweede score op de y-as. Dit maakt de variatie en samenhang van beide variabelen zichtbaar (figuur A). De figuren zijn alleen ter illustratie; de weergegeven punten zijn geen daadwerkelijk geobserveerde data.

Lees verder