Auteursarchief: Jos Hagelaars

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

Advertenties

Jakobshavn-gletsjer: krimp en groei

De Jakobshavn-gletsjer ligt aan de westkant van Groenland. Het fraaie radarbeeld hierboven uit 2015 (bron: ESA Sentinel-1A) laat duidelijk de rand van de gletsjer zien en het tientallen kilometers lange ijsfjord dat ongeveer loopt tot het plaatsje Ilulissat. Het ijsfjord staat op de Werelderfgoedlijst van UNESCO en is gevuld met ijsschotsen en ijsbergen afkomstig van de gletsjer (de ijsmassa die op het land ligt). De Jakobshavn-gletsjer is de snelst stromende gletsjer op dit grootste eiland ter wereld. De rand van de gletsjer, waar het ijs afbreekt en ijsbergen vormt (“calving front” in het plaatje hierboven), ligt nu ver landinwaarts, maar daar heeft hij natuurlijk niet altijd gelegen. De opwarming van de aarde heeft een grote uitwerking gehad op de lengte van de gletsjer zoals het plaatje hieronder laat zien (figuur 1 uit Steiger et al. 2018). In 1850 lag de rand van de gletsjer ongeveer halverwege het huidige ijsfjord en is hij met de jaren steeds verder landinwaarts komen te liggen. De laatste jaren is de stroomsnelheid van de Jakobshavn-gletsjer echter enigszins afgenomen en onlangs werd duidelijk dat de gletsjer weer gegroeid is en de rand van de gletsjer een beetje opgeschoven is richting Ilulissat.

Sommigen zien in dit soort berichten direct een aanleiding om alle wetenschappelijke bevindingen over het klimaat sinds de tijd van Fourier en Tyndall ter discussie te stellen. Wetenschappers daarentegen gaan echter met groot enthousiasme op zoek naar het waarom: Waarom groeit de Jakobshavn-gletsjer weer enigszins na jaren van snelle teruggang?
Lees verder

Open Discussie voorjaar 2019

De eerste warme dag van het jaar hebben we inmiddels gescoord. Geen record, hoewel het aantal warme dagen in Nederland gestaag toeneemt. In februari zijn er wel enkele records gevestigd, de drie warmste februaridagen die in De Bilt zijn gemeten, vielen alle drie in dit jaar. Zo’n eerste warme dag noopt ons in ieder geval om maar eens afscheid te nemen van de oude Open Discussie winter 2019 en een nieuwe te openen.

Dat naast Nederland ook het Arctische gebied opwarmt is een open deur natuurlijk. In een nieuwe publicatie hebben wetenschappers de belangrijkste indicatoren van de opwarming van het Arctische gebied over 1971-2017 op een rijtje gezet. De open deur is toch een stuk verder ingetrapt dan mogelijk leek. De gemiddelde temperatuur in het Arctische gebied is in die periode bijvoorbeeld met maar liefst 2,7 °C gestegen, met allerlei gevolgen voor de permafrost, neerslag, zee- en landijs en de ecosystemen. Samengevat concluderen de onderzoekers:

“The Arctic biophysical system is now clearly trending away from its 20th Century state and into an unprecedented state, with implications not only within but beyond the Arctic.”

Co-auteur Bert Wouters vertelt op de NOS-site het volgende:

“Maar toen ik al die cijfers bij elkaar zag, was het voor mij toch ook nog een grote schok. Dat de veranderingen zo snel gaan.”

De video hieronder geeft een overzicht van het onderzoek.

In deze nieuwe Open Discussie kunnen alle zaken die geen betrekking hebben op specifieke blogstukken aan de orde worden gebracht.

De Telegraaf en polarisatie

Gastblog van Prof. Guido van der Werf

Studio Energie interviewde onlangs Paul Jansen, hoofdredacteur van de Telegraaf, over de rol van die krant in het energie- en klimaatdebat. De Telegraaf is met 350.000 abonnees de grootste krant van Nederland. In het Nederlandse medialandschap verkondigen met name de Telegraaf en weekblad Elsevier in het algemeen een andere boodschap dan veel andere media op klimaatgebied. Zij leggen bijvoorbeeld veel meer nadruk op klimaat-sceptische opvattingen.

Het was een interessant interview, onder andere door de vraag van interviewer Remco de Boer of de Telegraaf hiermee niet de polarisering die er nu eenmaal in het klimaatdebat is in de hand speelde. Nee, was het antwoord van Jansen, met als toelichting dat een krant ook andere geluiden moet laten horen. In deze blog beperk ik me tot het klimaatdebat en zal niet op het energiedebat ingaan waar overigens het grootste deel van het interview over ging.

Met andere geluiden bedoelde Jansen een ander verhaal dan de mainstream wetenschappelijke conclusie dat de aarde opwarmt, dat de mens daar grotendeels verantwoordelijk voor is, en dat deze opwarming gevolgen heeft, met name in de toekomst. Een ander geluid laten horen lijkt mij een belangrijke rol van de media. Sterker nog, onafhankelijke journalistiek is een van de pijlers van een gezonde maatschappij en debat is enorm belangrijk. Maar wat als dat andere geluid niet gefundeerd is? Wie verkondigt die boodschap dat niet de mens maar natuurlijke factoren voor de huidige opwarming zorgde? Een mening die Jansen aanhangt, hoewel hij wel aangaf dat de mens ook zeker een rol speelde.

In Nederland ken ik geen actieve klimaatwetenschappers die het met Jansen eens zijn over de relatieve rol van de mens versus natuur, dus daar kan hij zich niet op baseren. Met actieve klimaatwetenschappers bedoel ik mensen die hun bevindingen voorleggen aan collega-wetenschappers en dit in de wetenschappelijke tijdschriften publiceren. In Amerika lijkt dat anders, een aantal bekende sceptische klimaatwetenschappers zijn Roy Spencer, Judith Curry, en Richard Lindzen. Deze mensen worden vaak aangehaald als bewijs dat er een wetenschappelijk debat zou zijn over de vraag óf de mens een belangrijke rol is gaan spelen in de opwarming van de aarde. Maar is dat zo? Dit is wat Roy Spencer onlangs op zijn website schreef:

“I cannot think of a single credentialed, published skeptical climate scientist who doesn’t believe in the “existence” of climate change, or that “the Earth is getting hotter”, or even that human activity is likely a “major cause”. Pat Michaels, Richard Lindzen, Judith Curry, John Christy, and myself (to name a few) all believe these things.”

Dat geldt in zekere mate ook voor Nederlands bekendste klimaatscepticus die regelmatig in de Telegraaf aan het woord komt, Marcel Crok. Hij wijst er vaak op dat klimaatmodellen mogelijk “te warm” draaien maar gaat er in zijn rapporten van uit dat de aarde meer dan 2 graden zal opwarmen in 2100 tenzij we onze uitstoot gaan beperken (zie Tabel 3 in ‘Een gevoelige kwestie’).

Het klimaat-sceptische geluid zoals Paul Jansen het interpreteert is dus niet gefundeerd in de wetenschappelijke literatuur. In de wetenschap bestaat absolute zekerheid echter bijna niet, en er zijn genoeg mensen die daar handig gebruik van maken. Als iemand bijvoorbeeld laat zien dat er iets niet klopt bij een klimaatmodel, dan kan je dat naïef interpreteren als dat er niets klopt aan dat klimaatmodel.
Lees verder

Scholieren op de bres voor het klimaat

Afgelopen week heb ik de TedTalk van Greta Thunberg bekeken waarin ze haar beweegredenen om te staken voor het klimaat uiteenzet. Ze vraagt zich daarin het volgende af: “Why are we not reducing our emissions? Why are they in fact still increasing?”. De Belgische Anuna De Wever zegt in een interview op de Belgische TV het volgende: “Je moet naar school, je moet studeren, je moet al die wetenschap in je opnemen, maar dan zien we dat de politici zelf alle wetenschap over het klimaat compleet negeren.”. Ik heb hier met open mond naar zitten luisteren. Toen ik die leeftijd had, had ik zo ongeveer net mijn lego weggelegd en zo’n betrokken verhaal houden als deze twee meisjes hier doen kon ik toen al helemaal niet (en nog steeds niet zullen degenen zeggen die mij goed kennen). De betrokkenheid van deze kinderen met dit belangrijke onderwerp dat me zo aan het hart gaat, ontroert me zeer.

Donderdag 7 februari zijn de Nederlandse scholieren van plan om een klimaatmars te houden in Den Haag, ze willen “spijbelen voor onze toekomst”. Want zoals ze zelf aangeven:

“Met deze actie willen wij de politiek wakker schudden. Het klimaatakkoord dat zij nu opstellen moet beter, efficiënter en waterdichter. Het gaat hier namelijk om jouw toekomst. Om dit te doen zullen wij op 7 februari een klimaatmars door Den Haag houden.”

De scholieren zijn geïnspireerd door een vergelijkbare actie van de Belgische scholieren die op 24 januari met maar liefst 35.000 jongelui betoogden in Brussel en natuurlijk door Greta Thunberg. Een meisje van 16 jaar oud dat dit alles geïnitieerd heeft door wekenlang met haar protestbord voor het Zweedse parlement te bivakkeren.
Lees verder

Open Discussie winter 2019

(Klik voor een hoge resolutie versie)

Zestig miljoen jaar temperatuurhistorie van de aarde gecombineerd met een blik op de mogelijke temperatuur van de toekomst. Een fraaie grafiek uit een artikel van Burke et al., gepubliceerd in PNAS eind vorig jaar. Grafieken kunnen in een klein oppervlak heel veel informatie bevatten en bij deze grafiek is “heel veel” een understatement.

We zien een wereld die in eerste instantie opwarmde. Het piekje tijdens die opwarming rond 56 miljoen jaar geleden, het PETM (Paleocene-Eocene Thermal Maximum), is al een verhaal op zich. Circa 50 miljoen jaar geleden begon een lange periode van afkoeling en ontstonden ook de ijskappen op het zuidelijk en het noordelijk halfrond. Vervolgens kreeg de aarde in de afgelopen 2,5 miljoen jaar te maken met ijstijden. Naarmate de tijd vordert beslaat een vak in de grafiek een steeds kortere tijdspanne. In het laatste vak van de grafiek zit de periode na de industriële revolutie met daarin de temperatuurverandering veroorzaakt door de menselijke broeikasgasemissies. Een blik op de toekomst van de komende paar honderd jaar wordt gegeven door de gekleurde temperatuurwaaier van de RCP-scenario’s. Warme periodes uit het verleden kunnen iets betekenen voor het heden en in het artikel van Burke e.a. gaan de onderzoekers op zoek naar analogieën voor mogelijke toekomstige klimaten die wij wellicht aan het bewerkstelligen zijn.

In deze nieuwe Open Discussie kunnen alle zaken die geen betrekking hebben op specifieke blogstukken aan de orde gebracht worden. Dat geldt ook voor zaken die iets of niets met de grafiek van Burke te maken hebben.

Scenariostudies of Toekomstvoorspellingen: Wetenschap of Glazen Bol

Gastblog van Tinus Pulles

In een aantal discussies rondom klimaatverandering op populaire en sociale media komt steeds weer de vraag, soms zelfs de eis, aan de wetenschap naar voren om te bewijzen dat de toekomst zich zal ontwikkelen zoals in de scenario’s wordt berekend. Daarmee wordt aan de wetenschap gevraagd om iets als een glazen bol: waarzeggerij dus. Waarzeggen is tovenarij en dat kan de wetenschap niet. In deze post probeer ik uit te leggen hoe dat komt en of dat erg is.

Voorspellingen in de wetenschap

Een, voor de niet-wetenschapper wellicht, verwarrend taalgebruik binnen de wetenschap vind je rondom een van de basisgereedschappen van wetenschappelijk onderzoek: falsificeren: een model of theorie voorspelt de uitkomst van een experiment of waarneming, een zogenaamde hypothese, die je kunt toetsen door het experiment uit te voeren of de meting te verrichten. Dit is geen toekomstvoorspelling, maar een voorspelling van wat het resultaat zal zijn als je een bepaald experiment doet of een meting uitvoert.

Omdat kennis en wetenschap nooit af is, kun je ook nooit bewijzen dat iets waar is. Er is altijd de mogelijkheid dat door nieuwe kennis, nieuwe experimenten of nieuwe ontdekkingen je theorie, die je tot op dat moment gebruikt, toch niet waar blijkt te zijn. Het klassieke voorbeeld van zo’n onmogelijk bewijs is het feit dat je nooit zult kunnen bewijzen dat alle zwanen wit zijn. De constatering dat je alleen maar witte zwanen hebt gezien, bewijst natuurlijk niet dat er nergens anders gekleurde zwanen kunnen zijn. Maar zo gauw je een zwarte zwaan hebt gezien, heb je bewezen dat niet alle zwanen wit zijn.

In de wetenschap wordt, op basis van bestaande kennis en een theorie of model een toetsbare voorspelling gedaan, die met een experiment of een meting kan worden getest. Maar, als je experiment of je meting oplevert wat je model of theorie heeft voorspeld, kun je niet concluderen dat die theorie of dat model waar is. Je hebt alleen niet bewezen dat het niet waar is. Je kunt dan dus niet stellen dat je theorie of model niet waar is. Als de hypothesen uit je model of theorie vaak door metingen of experimenten bevestigd worden, weet je dus nog steeds niet 100% zeker dat je theorie of model waar is. Wat je wel weet is dat de hypothesen die je hebt opgesteld alle tests hebben overleefd. Je doet er dan verstandig aan om, zowel in de zuivere als in de toegepaste wetenschap, de theorie of het model te blijven gebruiken. Zij voorspellen immers steeds weer wat je bij toepassing daarvan kunt verwachten.
Lees verder