Het NIPCC versus de wetenschap: zoek de verschillen

Twee mededelingen vooraf:

1. Dit stuk was niet geweest wat het nu is zonder de bijdragen van Jos Hagelaars.
2. Vanwege de “government shutdown” is klimaatinformatie van enkele Amerikaanse overheidsinstellingen op dit moment niet online beschikbaar. Daarom bevat dit stuk wat minder links naar achtergrondinformatie dan oorspronkelijk de bedoeling was.

In het vooruitzicht van het verschijnen van het vijfde “assessment report” van Werkgroep 1 van het IPCC, die zich richt op de fysica van het klimaat, was de campagne tegen de klimaatwetenschap de afgelopen weken weer bijzonder actief. Diverse Britse en Amerikaanse kranten, met name van Murdoch’s News Corp verspreidden desinformatie; Lord Monckton – ik dacht dat niemand die man meer serieus nam, maar ik had het mis – schreef het ene na het andere stuk op het steeds meer zwabberende WattsUpWithThat; en natuurlijk kon ook een nieuwe versie van de mega-Gish-gallop van het NIPCC niet ontbreken. Het NIPCC is een filiaal van de conservatieve denktank annex lobbyclub Heartland Institute. Die club wekte enkele maanden geleden de toorn op van de Chinese Academie van Wetenschappen omdat hun bericht over de Chinese vertaling van een NIPCC rapport voor een aanzienlijk deel uit fictie bleek te bestaan. Een andere positieve en smaakvolle bijdrage van Heartland aan de wetenschap was een billboard-campage waarin parallellen werden getrokken tussen breed geaccepteerde opvattingen over het klimaat en massamoordenaars.

Het NIPCC-rapport is in twee woorden samen te vatten: hetzelfde liedje. De hoofdmoot van het rapport bestaat uit overbekende, al lang en breed weerlegde, drogredenen, verdraaiingen, halve waarheden en hele onwaarheden. Ze allemaal benoemen is onbegonnen werk; daarom blijft het in dit stuk bij een beperkt aantal voorbeelden.

Het rapport laat weer eens zien waarom de houding van clubs als het NIPCC onwetenschappelijk is. En waarom ze dus door de wetenschap niet serieus genomen worden. De kern van de zaak is dat de wetenschap altijd wil begrijpen en verklaren, en daarom in wezen constructief is. Wie mee wil doen, zal ook iets bij moeten dragen. Daarin schiet het NIPCC, met in het kielzog vele klimaatsceptici, op veel punten tekort.

1. Coherentie en consistentie

De rapportage van het IPCC heeft een piramidestructuur en dat is heel logisch voor een groot en gecompliceerd onderwerp als het klimaat. De top van de piramide is de “Summary for Policy Makers”, daaronder hangen deelrapporten die vervolgens weer ondersteund worden door bijlagen en de wetenschappelijke literatuur. Het NIPCC heeft die structuur min of meer overgenomen, maar er mist één belangrijk onderdeel: het “Synthesis report”. Dat is symbolisch. Waar het IPCC alle onderdelen in een overkoepelend rapport samenbrengt tot een solide bouwwerk komt het NIPCC niet verder dan een samenraapsel van, regelmatig onderling tegenstrijdige, kreten.

Saillant voorbeeld:

“The IPCC likely underestimates the total cooling effect of aerosols. Studies have found their radiative effect is comparable to or larger than the temperature forcing caused by all the increase in greenhouse gas concentrations recorded since preindustrial times.”

De mensheid is sinds de industriële revolutie niet alleen meer broeikasgassen uit gaan stoten, maar ook aerosolen en stoffen die bijdragen aan de vorming daarvan. Hoewel de emissies in de meer welvarende delen van de wereld de afgelopen decennia verminderd zijn, zijn ze wereldwijd nog steeds aanzienlijk. Als het effect van aerosolen groter is dan wordt aangenomen, dan betekent dit dat ze een deel van de opwarming door broeikasgassen maskeren en dat het IPCC de opwarming op lange termijn dus onderschat. Het NIPCC komt tot een omgekeerde conclusie, omdat ze het effect van aerosolen alleen zien wanneer ze het nodig hebben om de menselijke invloed te minimaliseren.

Waar de samenvatting voor beleidsmakers van het IPCC bij elke bewering keurig verwijst naar de onderbouwing in de onderliggende documenten, maakt het NIPCC een grote puzzel van hun rapporten. Hun “Executive Summary” houdt het bij een serie beweringen, gegroepeerd per hoofdstuk. Wie wat verder wil kijken in de uitgebreidere “Summary for Policy Makers” komt veel van die beweringen daar helemaal niet tegen. De twee samenvattingen komen weliswaar tot min of meer dezelfde conclusies, maar verder lijken ze niet zo veel met elkaar te maken te hebben. Aan welke van hun argumenten de verzamelde NIPCC-ers het meeste gewicht toekennen blijft op deze manier volstrekt onduidelijk. De lezer moet het blijkbaar zelf maar uitzoeken. Of zou het NIPCC er van uit gaan dat hun doelgroep toch niet meer leest dan alleen de conclusies?

Het zijn niet alleen inhoudelijke, wetenschappelijke punten waarop het NIPCC zichzelf tegenspreekt. In de inleiding van hun “Summary for Policymakers” noemen ze hun rapport “comprehensive, objective, and faithful to the scientific method”, maar nog op diezelfde pagina erkennen ze dat ze eenzijdig te werk gaan: “NIPCC authors paid special attention to contributions that were either overlooked by the IPCC or that contain data, discussion, or implications arguing against the IPCC’s claim that dangerous global warming is resulting, or will result, from human-related greenhouse gas emissions.”

Die laatste passage zal wel opgenomen zijn om kritiek op de eenzijdigheid van het rapport af te doen met: “Maar dat zeggen we toch zelf?”. Dat het rapport bedoeld is als serieus antwoord op het IPCC halen ze dan weer onderuit door het tijdstip van publicatie: vlak voor het verschijnen van IPCC AR5. Hoe kun je inhoudelijk reageren op een rapport dat er nog niet is?

Het is wel te begrijpen waarom het NIPCC geen solide bouwwerk maakt van hun argumenten: ze hebben er het materiaal niet voor. Samengevat komt hun conclusie gewoon weer neer op het oude liedje: het warmt niet op en als het toch opwarmt komt het niet door de mens en als het toch door de mens komt is het niet erg. Inderdaad, ze doen zelfs weer een poging om de opwarming van het laatste deel van de vorige eeuw helemaal te ontkennen.

“And second, because a wide variety of datasets other than the HadCRUT global air temperature curve favored by the IPCC do not exhibit a warming trend during the second half of the twentieth century.”

De trends in de oppervlaktetemperaturen in °C per eeuw over 1950 t/m 2000 zijn:
HadCRUT4: 0.82
GISTEMP: 1.06
NCDC: 1.01
Hetzelfde voor satelliet gebaseerde datasets over 1979 t/m 2000:
UAH: 0.95
RSS: 1.37.

De wetenschap van het IPCC is zodanig consistent en coherent dat men in staat is om invloedsfactoren op het klimaat te kwantificeren, met bijbehorende onzekerheidsmarges. De kwantitatieve analyses van het NIPCC beperken zich tot hier en daar een natte vinger in de lucht steken. Elke aanzet tot iets meer gedetailleerde kwantificering ontbreekt, omdat er simpelweg geen materiaal voor is.

Het ontbreken van zo’n samenhangend verhaal heeft één groot voordeel voor de auteurs en hun aanhang: het is hierdoor ook onmogelijk om het rapport in één keer onderuit te halen. Daarmee is het juist een fijne basis voor de eindeloze “ja maar, ja maar” discussiestrategie van nagenoeg alle klimaatsceptici; de strategie die ook wel bekend staat als de “Gish gallop” of “throwing spaghetti at a wall and hoping something sticks”. Het is een strategie die niet gericht is op verklaren en begrijpen, maar juist op het zaaien van twijfel en verwarring.

2. Waar is de opbouwende kritiek?

Wie aan wetenschap doet, krijgt met kritiek te maken, dat is onvermijdelijk. Hoe ambitieuzer een wetenschapper is, hoe prestigieuzer de tijdschriften of congressen zullen zijn waar hij zijn werk presenteert en hoe genadelozer de kritiek. Maar kritiek leveren is niet vrijblijvend: wie meent het beter te weten moet dat ook maar eens laten zien. Wie niet verder komt dan roepen wat er niet deugt aan het werk van anderen zal na verloop van tijd weggehoond worden; wie met constructieve kritiek komt krijgt respect. En die constructieve kritiek, die ontbreekt bij het NIPCC.

Het commentaar dat men heeft op modellen is het beste voorbeeld. Modellen zijn al lang een favoriete schietschijf van klimaatsceptici. Niet onbegrijpelijk, want het gebruik van computermodellen in de wetenschap is een vrij nieuw verschijnsel, dat door sommigen als nieuwlichterij wordt beschouwd, en bovendien is het voor buitenstaanders bijzonder ontoegankelijke materie. De perfecte materie om mythes over te verspreiden. Al overspeelt het NIPCC hier en daar wel heel opzichtig zijn hand.

“Model calibration is faulty, as it assumes all temperature rise since the start of the industrial revolution has resulted from human CO₂ emissions; in reality, major human-related emissions commenced only in the mid-twentieth century.”

Twee kanjers van onwaarheden in één zin. De modellen die het klimaat simuleren (GCM’s) zijn eerst en vooral gebaseerd op fysica. Dat er een kalibratie aan te pas zou komen waarbij aangenomen wordt dat CO₂ als enige factor verantwoordelijk is voor alle opwarming sinds het begin van de industriële revolutie is klinkklare onzin. Tussen 1850 en 1950 is de CO₂-concentratie met zo’n 25 ppm, zo’n beetje 20% van het totaal in de afgelopen anderhalve eeuw, gestegen. Dat heeft wel degelijk enkele tienden van graden bijgedragen aan de opwarming in deze periode, samen met de relatief lage vulkanische activiteit en hoge activiteit van de zon in die periode. Factoren die overigens gewoon erkend worden door het IPCC, op basis van enorme hoeveelheden onderzoek.

Nog een aardig detail: de kalibratie die het NIPCC zo verafschuwt wordt niet toegepast in GCM’s maar wel in statistische modellen waarmee men (bijvoorbeeld) het klimaat van de zogenaamde instrumentele periode analyseert. Laat nu net enkele van dergelijke analyses in de afgelopen tijd op een relatief lage klimaatgevoeligheid uitgekomen zijn, waarmee deze methode, zoals eerder deze week bleek op dit blog, volgens sommige klimaatsceptici ineens hoogst betrouwbaar is.

Hoe het dan wel moet vertelt het NIPCC niet. Dan kunnen ze ook niet doen, omdat hun “framing” –  van klimaatonderzoekers die enkel en alleen op basis van modellen tot overhaaste conclusies komen over de opwarming die we in de afgelopen decennia hebben gezien – helemaal uit elkaar zou klappen.  Ze zouden namelijk moeten erkennen dat modellen weliswaar een belangrijk gereedschap zijn van de klimaatwetenschap, maar dat de verwachte menselijke invloed op het klimaat een andere basis heeft. Die basis is simpelweg de elementaire natuurwetenschap, die al bekend was lang voordat er computers waren om simulatieberekeningen mee te doen, en lang voordat de snelle opwarming in het laatste kwart van de vorige eeuw begon. Wetenschappers die zich met het klimaat bezig hielden of houden zijn, lang terughoudend geweest met stellige uitspraken over de menselijke invloed op het klimaat, ondanks de aanwijzingen die er waren. Pas toen het extra gereedschap van de modellen ze in staat stelde veel gedetailleerdere berekeningen te doen, en die berekeningen bevestigden wat op basis van rechttoe, rechtaan natuurwetenschap te verwachten is, liet men die terughoudendheid varen.

Dat is de basis van waaruit men de modellen is gaan gebruiken en als het NIPCC meent te weten hoe het beter kan, dan zullen ze vanuit die basis moeten vertrekken. Met de algemeenheden en vaagheden (en erger) over computermodellen in het algemeen en klimaatmodellen in het bijzonder schieten we niets op. Laat ze op zijn minst concreet maken waar de modellen precies een verkeerde afslag hebben genomen, of, als ze modellen helemaal niet vertrouwen, hoe we de fysische kant van het klimaat dan wel in detail moeten bestuderen. Met laboratorium-aardes, misschien?

Algemeenheden en vaagheden en erger. Zoals deze ongefundeerde beschuldiging:

“..computer models (called Global Climate Models or GCMs) represent speculative thought experiments by modellers who often lack a detailed understanding of underlying processes.”

Commentaar hierop lijkt me overbodig.

3. Jumping off the shoulders of giants

“Standing on the shoulders of giants” – zo’n uitdrukking die alleen in het Engels lijkt te kunnen bestaan – geeft aan dat vooruitgang altijd gebaseerd is op het werk en het inzicht van grote wetenschappers (en kunstenaars, denkers, enzovoort) uit het verleden. Het NIPCC weigert op de schouders te staan van de reuzen die met inzichten kwamen die hen niet bevallen. Ze verwerpen immers niet alleen expliciet klimaatmodellen, maar ook, impliciet, de elementaire natuurwetenschap die een significante invloed van de mens op het klimaat zeer aannemelijk maakt. Met alleen het verwerpen van modelresultaten kun je immers nooit tot zo stellig concluderen dat de invloed van de mens zeer beperkt is, zoals het NIPCC doet.

De modernere reuzen van de klimaatwetenschap kunnen al helemaal niet op respect rekenen. De stroom insinuaties dat al diegenen die bijgedragen hebben aan de ontwikkeling van al die geavanceerde en gecompliceerde modellen, zich volstrekt niet bewust zouden zijn van de onzekerheden en beperkingen ervan, is niets anders dan een grove belediging. Wie de klimaatwetenschap volgt ziet juist dat men permanent alert is op dergelijke zaken, soms op een manier die alle verbeelding overstijgt.

Om maar een voorbeeld te noemen, NIPCC beweert:“Non-linear climate models exhibit chaotic behavior. As a result, individual simulations (“runs”) may show differing trend values”

Steve Easterbrook laat in een blog van 3 jaar geleden zien dat de bouwers en gebruikers van modellen zeer zorgvuldig omgaan met de complicaties waar het NIPCC (vermoedelijk, het zou ook nog kunnen dat met weer- en klimaatmodellen verwart) op doelt. En William Connolley ging enkele maanden geleden nog eens in op een onderwerp dat al jaren de aandacht heeft: de invloed van de configuratie van het systeem waarop het model wordt gedraaid op de resultaten. Overal wordt aan gedacht, zoveel staat vast.

Misschien is “jumping off the shoulders of giants” niet de goede metafoor. Het is immers ook mogelijk dat de NIPCC-ers er nooit in geslaagd zijn om op die reuzenschouders te klimmen, dat ze simpelweg niet zo goed snappen hoe de klimaatwetenschap tot zijn conclusies komt. Daar zijn de nodige voorbeelden van te vinden.

“Over recent geological time, Earth’s temperature has fluctuated naturally between about +4°C and -6°C with respect to twentieth century temperature. A warming of 2°C above today, should it occur, falls within the bounds of natural variability.”

Temperaturen uit het verre verleden van -6 °C tot +4 °C, zoals tijdens de ijstijden of het dinosauriërtijdperk, perioden waarin het zeeniveau 100 meter hoger of lager stond dan nu, vergelijken met natuurlijke variatie op korte termijn, is ronduit absurd. Een stijging van 2 graden boven de dag van vandaag, oftewel zo’n 3 graden boven 1850, katapulteert de mensheid naar een klimaat dat we in ieder geval in de afgelopen 20000 jaar niet gekend hebben. Misschien verwijst het NIPCC in een volgend rapport naar de periode vlak na het ontstaan van de aarde, toen het zo warm was dat het aardoppervlak uit gesmolten gesteente bestond, zonder welke menselijke invloed dan ook!

“At the current level of ~400 ppm we still live in a CO₂-starved world. Atmospheric levels 15 times greater existed during the Cambrian Period (about 550 million years ago) without known adverse effects.”

Voor CO₂-concentraties kunnen we een vergelijkbaar verhaal houden als voor de temperatuur. Laten we het hierbij houden: als we binnen enkele eeuwen terug gaan naar het klimaat van een geologisch tijdperk van onnoemelijk lang geleden, lopen we dan niet het risico dat de beurskoersen ook dalen tot het niveau van destijds?

4. De discussie ontwijken

Verschillen van inzicht horen bij de wetenschap, en die worden niet altijd zachtzinnig uitgevochten. Stevige discussies helpen de wetenschap vooruit. Een voorwaarde is dan wel dat de deelnemers aan die discussie niet alleen praten, maar af en toe ook naar de ander luisteren en proberen diens tegenargumenten te begrijpen én te beantwoorden. Wie dat niet doet discussieert niet, maar dramt. Met alleen maar je eigen gelijk claimen helpt je de wetenschap niet vooruit. En wie dat te lang volhoudt, doet niet meer mee.

Een aantal pleitbezorgers van de klimaatwetenschap heeft het het NIPCC heel makkelijk gemaakt om constructief mee te discussiëren. Ze hebben namelijk de antwoorden op nagenoeg alle bekende argumenten uit het klimaatsceptische repertoire overzichtelijk bij elkaar gezet op één website: Skeptical Science. Als de NIPCC-ers alleen maar de indruk hadden willen wekken dat ze echte wetenschappers zijn, die eerst en vooral het klimaat willen begrijpen en verklaren, dan hadden ze op zijn minst kunnen proberen op die tegenargumenten in te gaan. Het tegendeel is het geval. Het lijkt meer op wat Sou beweert op HotWhopper: “Like many science deniers, they seem to use Skeptical Science’s most common denier memes as a cheat sheet.”

“No close correlation exists between temperature variation over the past 150 years and human-related CO₂ emissions.”

Één van de vele aantoonbaar onjuiste beweringen die klimaatsceptici al jarenlang blijven herhalen. Het is een feit dat de stijging van de CO₂ concentratie in de atmosfeer is veroorzaakt door menselijke emissies en er is wel degelijk een correlatie tussen deze CO₂ concentratie en de mondiale oppervlaktetemperaturen (HadCRUT4 + GISTEMP + NCDC). Over de periode 1880-2011 is de correlatiecoëfficiënt van deze grootheden circa 0.92, oftewel een R² (determinatiecoëfficiënt) van 0.84. Dit wordt gekenmerkt als zijnde ‘zeer sterk‘.

Kooldioxide versus temperatuur voor de periode 1880 – 2011

“In ice core samples, changes in temperature precede parallel changes in atmospheric CO₂ by several hundred years; also, temperature and CO₂ are uncoupled through lengthy portions of the historical and geological records; therefore CO2 cannot be the primary forcing agent for most temperature changes.”

Een heel oude bekende, CO₂ volgt de temperatuur; deze doen we maar even af met een verwijzing naar Skeptical Science.

Dit systematisch ontwijken van een echte inhoudelijk discussie is, samen met het punt dat volgt, waarschijnlijk de belangrijkste reden waarom de meeste serieuze wetenschappers het zinloos vinden om de dialoog aan te gaan met clubs als het NIPCC.

5. Kwantiteit gaat boven kwaliteit

Dat het NIPCC wat gewicht in de schaal wil leggen tegenover de lijvige IPCC rapporten is wel te begrijpen. Met anderhalf A4-tje maak je weinig indruk. Het gevolg is wel dat men weinig kritisch vermogen aan de dag legt bij de selectie van bronnen en argumenten. Het enige selectiecriterium is: ondersteunt het de gewenste conclusie? Als dat het geval is, doet het er niet meer toe als informatie achterhaald is.

De lead-author van hoofdstuk 5, Don Easterbrook, vind het bijvoorbeeld nodig om te “bewijzen” dat Antarctica niet opgewarmd is. Daartoe haalt hij twee grafiekjes van zichzelf aan. Op y-assen die 40 en 45 °C beslaan ziet hij op het oog geen opwarming van enkele tienden per decennium.

Don’s zoekplaatje

Wat inzoomen op de data zou kunnen helpen.

Temperatuurdata Vostok

Easterbrook vult zijn “bewijs” aan met een afbeelding van betrouwbare bron NASA, die daar zelf over zegt:“This image was first published on April 27, 2006, and it was based on data from 1981-2004. A more recent version was published on November 21, 2007. The new version extended the data range through 2007, and was based on a revised analysis that included better inter-calibration among all the satellite records that are part of the time series.”
Die recentere afbeelding laat overigens gewoon zien dat bepaalde delen van Antarctica relatief weinig opgewarmd zijn, of zelfs een beetje afgekoeld. Maar daarmee wordt absoluut niet aangetoond dat Antarctica geen ijs verliest, zoals het NIPCC wil doen geloven. Wie echte feiten wil moet wat verder kijken.

Temperatuurtrends op Antarctica volgens NASA

Blogger en wetenschapper Richard Telford behandelt verschillende missers: over de koolstofcyclus, over de invloed van de zon en paleoklimatologie en een hilarisch staaltje zwaartekrachtontkenning in Groenland.

Wie zo slecht in staat, of misschien wel bereid, is om het kaf van het koren te scheiden, moet gewoon eens braaf zijn huiswerk over gaan doen. En vooral niet klagen dat hij niet met de grote mensen mee mag praten. De treurige realiteit voor het NIPCC is natuurlijk dat er niet of nauwelijks koren te vinden is tussen hun kaf.

6. Alles of niets

“Zolang we niet alles weten, weten we niets”, lijkt regelmatig het devies te zijn van het NIPCC. Ze hebben in elk geval erg veel moeite met het omgaan met onzekerheden. Ze gaan er bijzonder inconsequent mee om. Aan de ene kant is elk beetje onzekerheid in de mainstream klimaatwetenschap een reden om die volledig af te wijzen, aan de andere kant is het verwijt dat men zuiver speculatieve theorieën niet meeneemt.

De “tropische hotspot” komt weer als “doorslaggevend” argument om de hoek kijken. Omdat metingen, die een grote mate van onzekerheid kennen, deze hotspot niet ondubbelzinnig aantonen kunnen alle klimaatmodellen bij het grof vuil, volgens het NIPCC. Aan de andere kant zou de in klimaatsceptische kringen geliefde theorie van Svensmark meegenomen moeten worden in de modellen, terwijl nog niemand in staat is geweest om het eventuele effect ervan te kwantificeren. De reden daarvoor: alles wijst er op dat dat effect zeer klein is, als het er al is.

Conclusie

Op basis van dit alles is maar één conclusie mogelijk: het NIPCC doet niet aan wetenschap, maar het is onderdeel van een campagne tegen de wetenschap. Het verdraaien en vervormen van wat de wetenschap echt zegt hoort daar bij, en daar blinkt het NIPCC echt in uit.

“IPCC Claim #1: A doubling of atmospheric CO₂ would cause warming between 3°C and 6°C.”

Dit is onjuist. De klimaatgevoeligheid voor een verdubbeling van de CO₂ concentratie ligt volgens het IPCC 2007 in de range van 2 tot 4.5 °C, met als meest waarschijnlijke waarde 3 °C.

“Doubling the concentration of atmospheric CO₂ from its pre-industrial level, in the absence of other forcings and feedbacks, would likely cause a warming of ~0.3 to 1.1°C, almost 50% of which must already have occurred.”

De realiteit: een verdubbeling van de CO₂ concentratie zonder terugkoppelingen geeft een opwarming van circa 1.2 °C, iets wat trouwens ergens anders in de ‘summary’ ook beaamd wordt.

Als het NIPCC ooit serieus genomen wil worden in de klimaaatwetenschap, dan zullen ze heel goed in de spiegel moeten kijken, al hun rapporten tot nu toe terugnemen, en helemaal opnieuw beginnen. Dat zal nooit gebeuren. Het NIPCC rapport is als wetenschap vermomd campagnemateriaal en dat is precies hoe het bedoeld is.

Update: Tamino heeft enkele claims uit het NIPCC rapport – “It’s supposed to represent the very best that so-called “skeptics” have to offer” – nagekeken. Hij vindt de meest opzichtige “cherry-picks” die hij zich kan heugen.