Wil de echte CO2-toename opstaan?

Dat is natuurlijk een grapje. In het commentaar onder de vorige blogpost over het jaarlijkse WMO Greenhouse Gas Bulletin blijkt dat de WMO met een toename van 2.9 ± 0.2 ppm CO2 over 2013 beduidend hoger uitkomt dan NOAA met 2.54 ± 0.09 ppm. De betrouwbaarheidsintervallen overlappen net niet. Het maakt nieuwsgierig en Dr. Guido van der Werf was zo vriendelijk om op onderzoek uit te gaan. Al binnen een dag had hij antwoord:

The difference between WMO (growth rate for 2013 of 2.9 ± 0.2 ppm) and NOAA (2.54 ± 0.09 ppm) is very large, especially when considering this is the best constrained part of the global carbon cycle. Pieter Tans (NOAA) and Wouter Peters (Wageningen University) helped out with understanding what is going on. There are two main differences: 1) WMO includes more CO2 measurement stations in their averaging procedure than NOAA, including many on land. NOAA refrains from doing that as the land stations may be more influenced by local processes thus not fully representing background conditions. Interestingly, including more land stations elevates the average concentration somewhat as emissions occur mostly on land (see top panel of this figure). 2) WMO calculates the annual growth rate as the difference between mean annual concentration of one year minus mean annual concentration of the previous year. NOAA does it different, they calculate it as the difference between mean concentrations on midnight of the 31st of December minus those of midnigh January 1st. The two basically have a 6 month offset. Combined, these two things lead to different results, see middle panel. By far the largest difference is due to the different ways of calculating the growth rate, if we would use the WMO approach but the NOAA data we get almost as high a growth rate in 2013 as WMO gets, see the bottom panel. pdf version of the graph is here

NOAA_WMO De grafiek van Guido laat zien dat het belangrijkste verschil ‘m zit in de berekeningsmethode. De WMO neemt de gemiddelde concentratie van 2013 (over het hele jaar) minus de gemiddelde concentratie over 2012 als het groeicijfer. NOAA neemt het verschil tussen 31 december 2013 en 1 januari 2013 als groeicijfer (het verschil tussen de over de meetstations gemiddelde concentratie om middernacht) —  een kalenderjaar. Effectief is het ‘venster’ van WMO daarmee een half jaar naar het verleden verschoven. Voor beide is veel te zeggen: de WMO methode middelt kortstondige fluctuaties en meetfouten over het gehele jaar en is daardoor wellicht minder gevoelig voor foutieve metingen en ruis op die specifieke dag. NOAA loopt zo in de pas met een kalenderjaar, wel zo praktisch als je wilt vergelijken met de emissie-boekhoudingen van dat jaar.

Record?

Met 2,54 ppm méér dan in 2012 is het jaar 2013 bij NOAA geen record qua toename en komt 2013 op de derde plaats, na 1998 (met een stijging van 2,84 ppm) en 1987. De eerste twee recordjaren zijn allebei El Niño jaren terwijl 2013 dit niet is. De toename over 2013 is nog steeds opvallend maar het is géén record volgens NOAA.

4 Reacties op “Wil de echte CO2-toename opstaan?

  1. Dank je Guido en Bob voor de achtergrondinformatie.

    Op basis van de omschrijving lijkt het er op dat de methode van NOAA veel gevoeliger is voor natuurlijke variatie, omdat ze blijkbaar het verschil tussen twee dagelijkse waarden nemen (beetje verbazend; is dat ergens beschreven?) Dat zou daarmee wellicht ook veel gevoeliger te zijn voor variaties in bijv het groeiseizoen (waarbij het “ademen van de biosfeer” op het Noordelijk Halfrond dominant is voor de seizoensvariatie in de wereldgemiddelde CO2 concentratie).

    Het verschuivende tijdvak betekent ook dat de hogere WMO waarde een half jaar verder in het verleden ligt dan de lageere NOAA waarde. Zou dat er op kunnen duiden dat de piek in CO2 toename weer voorbij is? Dit wordt natuurlijk wederom beinvloed door het voorgaande, nl de natuurlijke variatie die de “latere” NOAA bepaling sterker beinvloed dan de “eerdere” WMO bepaling.

  2. Bedankt Bob.

    Qua data lijkt me de NOAA in ieder geval duidelijk zuiverder, maar qua rekenmethode weet ik het niet.

    Het jaargemiddelde (WMO calculation) klinkt op het eerste gezicht logisch. Maar als ik er wat langer over nadenk: met verschuivende seizoenspatronen en -lengtes kan ook juist het gemiddelde op jaarbasis behoorlijk verstoord worden. En ik ben geen expert, maar ik verwacht zeer beperkte ruis op de NOAA gezien de bron. Het lijkt dan inderdaad ook logisch dat WMO gezien hun data wél een average pakt.

    Dan zitten we met de daaruitvolgende NOAA-NOAA voorkeur nog rond de 2,5, wat niet exceptioneel is. Maar het is wel al het tweede jaar op rij en beduidend boven het gemiddelde. Het is gelukkig dan geen bijna 3 ppm, maar als die NOAA-NOAA in de komende vijf jaar niet meer onder 2.0 zakt dan zegt mijn visuele natte-vingeranalyse dat we een net zo groot probleem hebben als nu een mogelijke uitschieter naar 3.

    Belangrijkst blijft: de onderliggende trend van de toename is in ieder geval omhoog, ongeacht data of methode. Dat maakt de problematiek nog urgenter dan het al is. Ik ben erg benieuwd hoe dit zich komend jaren onwikkelt..

  3. Hi Stork,

    Dank voor je commentaar.

    Ik vermoed dat het van het gebruiksdoel afhangt welke rekenmethode het meest bruikbaar is: als men het jaarlijkse ‘carbon budget’ sluitend wil krijgen om o.a. te achterhalen wat er qua ‘sources’ en ‘sinks’ verandert dan is methode NOAA waarschijnlijk het beste. Veel data, zoals de emissiecijfers in de BP Statistical Review, is er ook alléén op basis van kalenderjaar en niet per maand.

    Verder is het vooral de CO2-concentratie op enkele kilometers hoogte die de ‘radiative forcing’ bepaalt. De verschillen op land dicht bij het oppervlak (de ‘boundary layer’) zijn daarvoor minder van belang.

    De Global Atmosphere Watch van de WMO heeft een iets andere taak: zij zijn juist ook heel erg geïnteresseerd in de lokale verschillen boven land en niet te ver van de plek waar de emissies plaatsvinden:

    http://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/gaw_home_en.html

    Die kleine gradiënten/concentratie-verschillen kunnen o.a. helpen om te bepalen of landen wel eerlijk hun emissies melden. Tot op zekere hoogte is dat aan de concentratieverschillen tussen meetstations (op land) af te meten. Zij meten ook CFC’s en SF6 en andere min-of-meer verboden gassen. Onlangs bleek bijvoorbeeld dat er hier en daar een loopje genomen wordt met het Montreal-protocol:

    http://www.nasa.gov/press/2014/august/ozone-depleting-compound-persists-nasa-research-shows/

  4. Helder, dank.

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s