Een hittegolven-rapport dat geen extreme hitte analyseert

Temperatuurrecords van Nederlandse weerstations. Bron: W. in ’t Erland, Onweer Online

Als we de afgelopen weken iets hebben kunnen merken over het klimaat, dan is het wel dat extreme hitte extremer wordt. In Nederland sneuvelde het warmterecord van 38,6°C uit 1944 in Warnsveld. Niet met een beetje, het werd met meer dan 2°C verpulverd. En dat niet alleen: in 3 dagen tijd werden er door de 34 KNMI-weerstations in Nederland maar liefst 24 maximumtemperaturen gemeten boven dat tot dan toe onaantastbare record. Waarvan 9 hoger dan 40°C. Ook elders in West-Europa werden tal van hitte-records verbroken, met temperaturen die een eeuw geleden zo goed als onmogelijk waren.

Het is natuurlijk volkomen logisch dat in een warmer klimaat de kans op extreme hitte groter is. Toch blijken er, zelfs na de recente recordregen, mensen te zijn die deze simpele logica weigeren te accepteren. Bijvoorbeeld aan de hand van het rapport van Dijkstra et al. dat de door het KNMI uitgevoerde homogenisatie van de temperatuurdataset van De Bilt bestrijdt. De suggestieve ondertitel maakt duidelijk dat het rapport niet bedoeld is als objectieve contra-expertise, maar als aanval op het KNMI: “Hoe het KNMI historische hittegolven uit de boeken schrapte”. De door het KNMI uitgevoerde homogenisatie werd op dit blog net voor de hittegolf van juli nog bevestigd door de analyse van Tinus Pulles. Omdat de verdachtmakingen daarna gewoon door zijn gegaan zijn we wat dieper in het rapport van Dijkstra c.s. gedoken. En de kwaliteit van wat we aantroffen valt bepaald niet mee. We lichten er hier enkele methodologische missers en onjuistheden uit. Lees verder

Advertenties

Analyse van de KNMI-homogenisatie

Gastblog van Tinus Pulles [1]

Samenvatting

Tegen de achtergrond van de vooral op Twitter steeds weer terugkerende discussie over de zogenaamde homogenisatie van de lange reeks temperatuurmetingen in De Bilt, hebben wij de ruwe data van die metingen met een uitsluitend statistische blik geanalyseerd. Uit onze analyse blijkt dat:

  1. Op warme dagen een met het blote oog al waarneembare discontinuïteit in de meetreeks zit.
  2. Een statistische analyse met twee onafhankelijke lineaire regressies bevestigt dat de discontinuïteit in 1951 optreedt: het tijdstip van vervanging van de oude door een nieuwe meethut.
  3. Door de waarde voor 1951 met beide twee regressies te berekenen en aannemende dat die waarde gelijk zou moeten zijn, kan een ijkcurve worden berekend die de uitlezing van beide meethutten met elkaar in verband brengt; deze interpretatie wordt versterkt door de waarneming dat de helling (trend) in beide regressielijnen nagenoeg gelijk is.
  4. Het verschil tussen de oude en de nieuwe meting neemt toe naarmate de temperatuur hoger wordt
  5. Vergelijking van deze curve met de door KNMI uitgevoerde homogenisatie suggereert dat die KNMI-homogenisatie het verschil eerder onder- dan overschat.

Aangezien de KNMI-homogenisatie wél kennis over de meteorologie in de analyse betrekt en wij niet, zien wij geen reden de KNMI-homogenisatie verder te wantrouwen.

Aanleiding
Lange tijdreeks van temperatuurwaarnemingen in De Bilt

In heel veel discussies over klimaatverandering zijn lange tijdreeksen van temperatuurwaarneming van groot belang. In Nederland wordt daarvoor een reeks metingen in De Bilt gebruikt. Die reeks begint in 1901 en loopt nog steeds door. Een probleem met deze lange tijdreeks is dat in 1951 de meetmethode in De Bilt is veranderd (https://knmi.nl/over-het-knmi/nieuws/homogenisatie-zorgt-voor-betrouwbare-temperatuurreeksen). De meethut is verplaatst en van een ander type. Figuur 1  laat het gevolg van die verandering op de gemeten waarden zien.

Figuur 1 (klik voor een grotere versie).
Ruwe data van het meetstation De Bilt: de dagelijks maximale temperatuur (https://www.knmi.nl/nederland-nu/klimatologie/gemeten-reeksen).
Voor elk jaar in de tijdreeks is het hoogste, het laagste (linker kolom), de 98-percentiel (7 warmere c.q. koudere dagen in elk jaar; middelste kolom) en het 90-percentiel (36 warmere c.q. koudere dagen in elk jaar; rechter kolom) weergegeven.
De data vóór de aanpassing van de meethut in rood, data voor ná aanpassing van de meethut in blauw.

Zo op het oog zien we al bij de hoogste temperaturen een sprong in de tijdreeks. Die sprong lijkt kleiner te worden bij minder warme dagen, zoals gemeten met het etmaalmaximum. Op de koudste dagen is op het oog geen discontinuïteit te zien. Dezelfde analyse bij de etmaalgemiddelden en de etmaalminima, zoals gemeten in De Bilt geeft ook vergelijkbare plaatjes: op de warmste dagen in de Bilt lijkt de nieuwe meethut tot een paar graden lagere temperaturen te registreren dan de oude meethut.
Lees verder

Europese hittegolf in juni versterkt door klimaatverandering

De laatste week van juni zat een groot deel van Europa te zweten in een hittegolf. Hoewel in Nederland de definitie van hittegolf net niet werd gehaald, was het ook hier een aantal dagen achter elkaar erg warm.

Het zwaartepunt van de warmte in Europa lag in Frankrijk, zoals in de figuur hieronder te zien is. Het KNMI schrijft hierover:

Toevallig was er die week net een grote conferentie over extreem weer en klimaatverandering in Toulouse in Zuid-Frankrijk (waar donderdag 40,2 ºC gemeten werd, een record voor juni, en de nacht daarvoor niet koeler werd dan 24,2 ºC, een nieuw record voor het hele jaar). Met een aantal wetenschappers die daar aanwezig werd besloten de meetgegevens door te rekenen en met de uitkomsten van klimaatmodellen te vergelijken. Deze ‘snelle attributiestudie’ werd geleid door Geert Jan van Oldenborgh van het KNMI.

Het vorige warmterecord voor Frankrijk werd compleet weggevaagd met 45,9 °C.

De temperatuur van de drie warmste dagen in juni 2019 vergeleken met de drie warmste dagen in juni 1981-2010. Bron KNMI/E-OBS

Zowel op basis van klimaatmodellen als op basis van observaties kan iets gezegd worden over de toegenomen waarschijnlijkheid van een hittegolf met deze intensiteit. Wat opvalt is dat de modellen een stuk lager uitkomen: een factor 2 tot 20 keer zo waarschijnlijk. Afgaand op de observaties is dit zo’n 200 keer zo waarschijnlijk, met een range van 10 tot 10.000. De oorzaak voor het relatief grote verschil tussen waarnemingen en modellen is niet duidelijk. De onzekerheid in de precieze toename is dus aanzienlijk, maar dat een dergelijke hittegolf veel waarschijnlijker is geworden is wel duidelijk.

Toename in waarschijnlijkheid van een hittegolf zoals in Juni 2019. Links voor heel Frankrijk, rechts voor de stad Toulouse. Blauw is gebaseerd op observaties, rood op modellen.

Je kunt er ook op andere manier naar kijken. Volgens de metingen is deze hittegolf 4 graden warmer dan een hittegolf die met dezelfde frequentie optrad in het pre-industriële klimaat. Volgens de modellen is het verschil 2 graden.

Toename in de temperatuur van een hittegolf met dezelfde frequentie als die in Juni 2019. Links voor heel Frankrijk, rechts voor de stad Toulouse. Blauw is gebaseerd op observaties, rood op modellen.

Zondagavond was er een reportage in Nieuwsuur hierover, waarvoor Geert Jan van Oldenborgh (KNMI), Dim Coumou (VU) en ik (AUC) waren geïnterviewd.

Zijn een biljoen bomen de oplossing voor klimaatverandering?

Gebieden waar bomen kunnen groeien op een aarde met minimale menselijke activiteit

Er was gisteren nogal veel te doen over het artikel in Science, waarin werd gesuggereerd een aanzienlijk deel van de historische menselijke CO2-emissies uit de atmosfeer te halen door het planten van een biljoen bomen. Ofwel een miljard hectare bos. Zo hier en daar werd gesuggereerd dat dit de oplossing voor klimaatverandering zou zijn, en dat beperken van toekomstige emissies dus niet nodig zou zijn.

Wetenschappers constateerden al snel dat de auteurs een belangrijk aspect van de koolstofcyclus over het hoofd hadden gezien.

Het bos zou niet twee derde, maar slechts bijna een derde van de totale historische menselijke emissies vastleggen. Cumulatieve emissies bedragen tot nu toe ongeveer 640 gigaton koolstof, waarvan het bos er 200 zou opnemen. Het lijkt erop dat de auteurs van het Science artikel er geen rekening mee hebben gehouden dat ongeveer de helft van onze CO2-emisies is opgenomen door de natuur en de oceanen. Dat gebeurt via omkeerbare processen, dus als er CO2 uit de atmosfeer wordt gehaald, komt ongeveer de helft van wat er wordt verwijderd weer terug vanuit de oceanen en de biosfeer. Lees verder

Open discussie zomer 2019

In Trouw is er zojuist een mooi interview verschenen met onze Bart Verheggen, een aanrader: Deze klimaatwetenschapper trekt ten strijde tegen de klimaatonzin van Baudet, Trump en de media.

Verder is de meteorologische zomer dit jaar van start gegaan met een forse hittegolf in Zuid-Europa en met een aantal nieuwe records. Er wordt onderzoek gedaan naar hoe de kans op dergelijke extremen beïnvloed wordt door de huidige en toekomstige klimaatverandering — een onderwerp voor een volgende keer.

Klimaatverandering in het verre verleden

Via de mail kregen we de vraag: “Lang in geleden zijn er al eens eerder hele warme perioden geweest met zeer veel ppm CO2 in de atmosfeer. Hoe verhoud zich dat tot de huidige opwarming van de aarde?” Dat is uiteraard al besproken in eerdere blogstukken. Jos Hagelaars vatte het als volgt samen:

De natuurkunde leert ons dat een toename van CO2 in de atmosfeer leidt tot een toename van temperatuur. Een wetmatigheid die uiteraard ook opgaat voor tijden uit het verre verleden voordat er mensen waren. En dat verleden kent inderdaad warme perioden met hoge CO2-concentraties. Een mooi voorbeeld is het PETM zo’n 56 miljoen jaar geleden, een periode van snelle klimaat-verandering in een al warme periode. Warme periodes uit het verleden leren ons trouwens dat relatief kleine fluctuaties in de CO2-concentratie een aanzienlijk effect op de temperatuur hebben.

De mensheid is bezig om het huidige klimaat in hoog tempo te veranderen, aan het einde van deze eeuw hebben we wellicht een mondiale temperatuur die in miljoenen jaren niet meer is voorgekomen. De grootte van de stijging is uiteraard afhankelijk van onze toekomstige broeikasgasemissies. Dat hoge tempo is het grote verschil met het geologische verleden, de snelheid van de verandering is nu veel hoger dan bij klimaatveranderingen uit het verleden.

De mensheid heeft zijn beschaving opgebouwd in het zogenaamde Holoceen, een periode met relatief een stabiel klimaat. We gaan ons later deze eeuw op onbekend terrein voor de mensheid begeven en dat met inmiddels zo’n 7 miljard mensen op aarde. En de klimaatverandering zal niet stoppen 2100, maar vele eeuwen doorgaan. Vooral de zeespiegelstijging zal nog duizenden jaren doorgaan. Het duurt ook meer dan honderdduizend jaar voordat al het menselijke CO2 weer uit de atmosfeer is verdwenen.

Tot zover deze samenvatting. Onze eerdere blogstukken zijn te vinden via het tabje ‘LINKS’ en dan ‘Archief:chronologisch’ bovenaan de pagina. Ook het zoekveld rechtsboven kan behulpzaam zijn.

In deze Open Discussie kunnen inhoudelijke discussies over klimaatwetenschap en klimaatverandering worden gevoerd of voortgezet, die niet direct betrekking hebben op een specifiek blogstuk.

Judith Curry in De Telegraaf: aantoonbare onwaarheden en drogredenen van een ex-wetenschapper

Judith Curry wordt vaak genoemd als één van de (weinige) klimaatwetenschappers die zich distantieert van de wetenschappelijke consensus over de menselijke invloed op het klimaat. In een interview in De Telegraaf laat ze zien dat ze zich eigenlijk ergens anders van distantieert: van de wetenschap. Ze doet verschillende beweringen die op zijn minst erg onzorgvuldig zijn, en verschillende keren zelfs aantoonbaar onjuist. Van iemand die zelf als klimaatwetenschapper heeft gewerkt zou je toch aan mogen nemen dat ze weet hoe de vork in de steel zit. Door de plank meermaals zo mis te slaan maakt ze zichzelf ongeloofwaardig als wetenschapper. Ze laat zich kennen als iemand die de wetenschap heeft ingeruild voor holle retoriek en politiek activisme of lobbyisme. Dat mag natuurlijk, maar het zou wel netjes zijn als ze daar open kaart over zou spelen. Dat doet ze absoluut niet.

Dat Curry niet bepaald de wetenschappelijke nuance opzoekt als het over onzekerheden gaat hadden we eerder al geconstateerd. Het is een frame dat prima werkt; Telegraaf-journalist Edwin Timmer gaat er gewillig in mee. Hij meent dat Curry een “gevaarlijke rebel” is omdat ze “ook benoemt wat we niet weten”. Wie wel eens een IPCC-rapport van dichtbij heeft gezien weet hoe het werkelijk zit: het wemelt er van opmerkingen over en analyses van onzekerheden en leemtes in kennis. Die er nu eenmaal altijd zijn: nieuwe kennis roept altijd ook weer nieuwe vragen op. De wereld heeft Judith Curry helemaal niet nodig om te wijzen op wat er nog niet bekend is, dat doet de klimaatwetenschap zelf uitstekend. De onzekerheid wordt dus al meegewogen in alle analyses en doet niet af aan de conclusie dat de mens op dit moment de dominante factor is in het klimaat. Curry winkelt uiterst selectief in de onzekerheid: ze ziet alleen mogelijke meevallers en vergroot die nog eens uit en de mogelijke tegenvallers laat ze onbenoemd. Of ze verdraait onzekerheid tot onwetendheid. Het heeft allemaal niks met wetenschap te maken, het is holle retoriek.

Een goed voorbeeld van die retoriek is wat Curry zegt over het bekende attributie-statement van het IPCC: de menselijke bijdrage aan de opwarming sinds midden vorige eeuw is zo goed als zeker meer dan 50%. Die 50% is dus de ondergrens. Curry doet net alsof dit zou impliceren dat er zeker ook natuurlijke opwarming is, en dat die even goed 1% als 50% van het totaal zou kunnen zijn. De realiteit: volgens het IPCC is de meest waarschijnlijke menselijke bijdrage iets meer dan 100% – natuurlijke factoren hebben vermoedelijk de opwarming wat afgeremd – en de bovengrens ligt daar nog een flink eind boven. Een klimaatwetenschapper zou dit moeten weten; bovendien is het Curry al meermaals uitgelegd. Ze weet dus ook dat ze een onvolledig, en daarmee misleidend, beeld geeft van wat de wetenschap werkelijk zegt. Of zou ze werkelijk niet kunnen begrijpen dat natuurlijke factoren een afkoelend effect kunnen hebben in een opwarmend klimaat?

Lees verder

Koolstof in beweging

Robert Rohde, bekend van de Berkeley Earth temperatuurreeksen, heeft een fascinerende animatie gemaakt van (de veranderingen in) de mondiale koolstofcyclus sinds 1850:

Je ziet daar:

  • de verschillende ‘stocks’ (reservoirs) van koolstof zoals in de oceanen, in de atmosfeer als CO2, in de biosfeer en als ondergrondse fossiele reserves;
  • de ‘flows’ (massastromen of fluxes) tussen de reservoirs.

Elk zwart of rood blokje staat voor één gigaton koolstof. Een gigaton is gelijk aan de massa van een kubieke kilometer water (disclaimer: bij goede benadering en dan zoet water even boven het vriespunt. De dichtheid van zeewater is iets groter). Robert Rohde heeft ook een versie op Youtube en die is wat makkelijker leesbaar:

Als je rechtsonder klikt of op ‘YouTube’, kan je de animatie in full-screen bekijken.

Het begin van de animatie toont de ‘stocks’ en ‘flows’ zoals die waren in het pre-industriële tijdperk, vóór het grootschalig ingrijpen door de mens. Elk jaar werden er grote hoeveelheden koolstof uitgewisseld tussen de reservoirs, maar er was een natuurlijk evenwicht tussen de ‘flows’ waardoor de totale hoeveelheid koolstof in elk reservoir ongeveer gelijk bleef. Zo ook in de atmosfeer, totdat de mens fossiel koolstof (steenkool, aardolie, aardgas) ging verstoken:

Het laatste frame van de animatie laat zien hoe het fossiele koolstof – de rode blokjes – nu verdeeld is over de andere koolstof-reservoirs, waaronder ook als CO2 in de dampkring.

Over de komende eeuwen zal het koolstof dat wij uit de fossiele reservoirs halen en verbranden, zijn weg vinden naar de oceanen. Indien we eenmaal stoppen met dit verbranden dan zal daardoor het CO2 in de atmosfeer geleidelijk af gaan nemen – hoe snel of hoe langzaam dit gaat, kan je zien aan de omvang van de ‘flows’. Het mechanisme om dit koolstof uiteindelijk weer  ‘in de Aarde’ te krijgen is de sedimentvorming, een zeer traag proces dat ook in de animatie staat aangegeven. De natuurlijke processen zullen er dan ook > 100.000 jaar over doen om het extra koolstof in de dampkring weer ondergronds vast te leggen.

Verdere info is op Robert Rohde’s twitter feed te vinden.