Categorie archief: IPCC

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

Advertenties

Saaie feiten en wilde fabels over het IPCC

Foto van de eerste sessie van het IPCC op 9 november 1988

Wie weigert breed geaccepteerde wetenschap te accepteren ontkomt niet aan een beetje complotdenken. Zonder complottheorie is het immers niet te verklaren waarom een grote meerderheid van de deskundigen vast zou houden aan wetenschappelijke opvattingen die vooral door buitenstaanders worden bestreden. Hoewel degenen die zich verzetten tegen wetenschap het vaak ontkennen, is het onmiskenbaar voor wie hun verhalen leest of hoort: er zit altijd een flinke dosis complotdenken in verweven. De hoofdrolspeler in complottheorieën over klimaatwetenschap is steevast het klimaatpanel van de Verenigde Naties, het IPCC. De volgende punten maken duidelijk waarom die complottheorieën zo onzinnig zijn:

  • Het IPCC voert geen klimaatonderzoek uit.
  • Het IPCC heeft geen enkele klimaatonderzoeker in dienst.
  • Het IPCC bouwt geen klimaatmodellen.
  • Het IPCC betaalt geen klimaatonderzoek.
  • Het IPCC bepaalt geen beleid.
  • Het IPCC kan de conclusies van klimaatonderzoek op geen enkele manier beïnvloeden.

Het IPCC heeft als taak om de actuele stand van zaken in het klimaatonderzoek samen te vatten. Dat klimaatonderzoek wordt uitgevoerd door wetenschappers die werken aan honderden wetenschappelijke instituten over de hele wereld. Elk instituut werkt op zijn eigen manier. Sommige zijn publiek, sommige zijn privaat, sommige worden sterk aangestuurd door de politiek van hun land, sommige helemaal niet, kortom: het gaat zoals het in de wetenschappelijk wereld overal gaat. Niets of niemand kan al die instituten en de wetenschappers die er werken allemaal dezelfde kant op sturen. Behalve dan de wetenschap zelf: de theoretische kennis over de werking van het klimaat en de waarnemingen die daarmee in overeenstemming zijn. Als een grote meerderheid van de wetenschappers het ergens over eens is – en er mogelijk zelfs gesproken wordt van consensus – dat komt dat omdat ze het wetenschappelijk bewijs overtuigend vinden.

Er is dus geen enkele reden om verhalen over een klimaatcomplot, al dan niet geregisseerd door het IPCC, serieus te nemen. Het is natuurlijk ook een absurde gedachte dat duizenden wetenschappers samen zouden spannen om de wereld een enorm probleem aan te praten. Waarom zouden ze? Er zijn meer dan genoeg andere redenen om onderzoek te doen naar het klimaat. Er zijn genoeg economische sectoren (landbouw en voedingsmiddelenindustrie, toerisme, om er maar enkele te noemen) die kunnen profiteren van een betere voorspelbaarheid van klimaatvariaties. En ook overheden zouden er gebruik van kunnen maken, bijvoorbeeld om beter te kunnen anticiperen op risico’s van extreem weer, of natuurbranden, of overstromingen. Alle reden dus om klimaatonderzoek te doen, ook als er geen menselijke invloed zou zijn. Voor veel wetenschappers is trouwens nieuwsgierigheid de belangrijkste drijfveer: ze willen meer begrijpen van de werking van het klimaatsysteem, gewoon omdat het zo’n interessant onderwerp is. En wie zit er nou eigenlijk op een groot klimaatprobleem te wachten? Er zijn genoeg andere wereldproblemen om aan te pakken. De suggestie die je nog wel eens hoort dat regeringen een klimaatprobleem zouden “bestellen” bij de wetenschap slaat helemaal nergens op. Politici hebben meer dan genoeg andere onderwerpen op de agenda staan. En klimaatbeleid een hoge prioriteit geven is al decennialang niet bepaald een makkelijke route naar electoraal succes. Lees verder

IPCC 2018 – Speciaal rapport over de opwarming van 1,5 °C

Bij de klimaattop van Parijs in 2015 hebben de deelnemende landen de ambitie uitgesproken om de opwarming van de aarde tot twee graden te beperken en liefst zelfs tot onder de anderhalve graad. Het IPCC is toen gevraagd om in kaart te brengen wat die anderhalve graad voor de wereld zou betekenen en ook hoe het mogelijk zou zijn om dat doel te bereiken. Werk aan de winkel voor de wetenschappers: Maar liefst 91 auteurs uit 40 landen hebben nu een rapport geproduceerd dat maandag 8 oktober 2018 is uitgebracht. Het is het 15e speciale rapport van het IPCC dus het volledige rapport met de titel “Global Warming of 1.5 °C” kun je vinden onder “SR15”: http://www.ipcc.ch/report/sr15/
Hieronder een kleine samenvatting die zeker niet compleet zal zijn. Meer relevante info is onder meer te vinden op Real Climate en heel uitgebreid bij CarbonBrief.

Waar staan we nu?

De opwarming van de aarde wordt weergegeven ten opzichte van het pre-industriële tijdperk. Als referentieperiode voor pre-industrieel is men in het IPCC-rapport uitgegaan van de periode 1850-1900. Inmiddels zitten we op circa een graad Celsius temperatuurstijging, zoals weergegeven is in de grafiek hieronder. De dikke oranje lijn geeft de gecombineerde opwarming veroorzaakt door mensen en natuurlijke factoren weer en de gele band alleen de door mensen geïnduceerde temperatuursverandering. Het IPCC volgt hier de methode die geleid heeft tot de Global Warming Index. De blauwe lijnen geven modelprojecties weer.


Lees verder

Een onhandigheid in de risico-communicatie van het IPCC

Het heeft een tamelijk hoog open-deur-gehalte, zoals blog-collega Bart schreef in een mail. Maar blijkbaar moest die deur wel ingetrapt worden om te kunnen zien dat hij altijd al wagenwijd open stond. Er zit iets onhandigs in de risico-communicatie van het IPCC, met name van werkgroep I. Dat constateert Rowan Sutton in een kort artikel dat zojuist is verschenen voor open review.

Het komt hier op neer. Werkgroep I van het IPCC kijkt alleen naar waarschijnlijkheden van staartrisico’s; dat zijn de risico-scenario’s met een kleine kans maar grote gevolgen. Dergelijke scenario’s worden dan gekwalificeerd als “very unlikely” of “extremely unlikely”. Daar gaat de sterke suggestie van uit dat er geen rekening mee gehouden hoeft te worden.

Maar klimaatverandering is een risico-kwestie. En in risico-management of -beleid moeten kans en gevolgen even zwaar wegen, omdat ze immers even zwaar meewegen in het risico: risico = kans x effect. Als de kans klein is, maar het effect heel groot, kan dat toch een significante bijdrage aan het risico opleveren. In een zorgvuldige risico-analyse mag die bijdrage niet zomaar terzijde worden geschoven.

Sutton illustreert dit door te laten zien hoe klimaatgevoeligheid bekeken kan worden vanuit een risico-blik. De afbeelding hieronder geeft aan de linkerkant aan hoe we er nu meestal naar kijken: de waarschijnlijkheidsverdeling. Als ook de gevolgen meewegen verandert het beeld. De rechterkant van de afbeelding geeft de verdeling van risico’s, waarin zowel kans als gevolg meeweegt. De conclusie: volgens de risico-benadering zou het niet onlogisch zijn om uit te gaan van een klimaatgevoeligheid die hoger is dan de meest waarschijnlijke waarde.

Schematische weergave van waarschijnlijkheid, effect en risico van de klimaatgevoeligheid. Bron: Sutton 2018

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

Jazeker hebben wij mensen voor opwarming gezorgd!

“It is extremely likely that human influence has been the dominant cause of the observed warming since the mid-20th century.”

Meestal gaan we op dit blog in veel stukken diep op de wetenschap in, wat voor nieuwkomers in het klimaatonderzoek lastig te volgen kan zijn. Dit keer probeer ik de basis te bespreken van de achtergrond van de bovenstaande zin. Het is een stuk tekst uit de samenvatting voor beleidsmakers van het IPCC AR5-rapport van 2013: de mens is de belangrijkste veroorzaker van de opwarming van de aarde sinds 1950. Niet iedereen gelooft deze uitspraak, maar de klimaatwetenschap is er toch erg zeker van.

De temperatuurverandering

Nadat Galileo, Fahrenheit en Celsius zich in het verre verleden met het meten van de temperatuur en de thermometer hadden bemoeid, hebben mensen ook de temperatuur van hun omgeving gemeten en vastgelegd. In Nederland startte dat bijvoorbeeld al aan het einde van de 17e eeuw. Naarmate de tijd vorderde, werden deze meetmethoden uiteraard steeds beter en werd er op steeds meer plaatsen in de wereld gemeten. Deze temperatuurmetingen vormen de basis van de bepaling van de mondiale temperatuurverandering van de afgelopen paar honderd jaar door een aantal onderzoeksgroepen. De bekendste groepen die zich daar mee bezighouden zijn NASA GISS en NOAA-NCDC uit de VS, het Engelse Met Office Hadley Centre/CRU of het Japan Meteorological Agency, je komt hun gegevens vaak tegen onder de namen GISTEMP, NCDC, HadCRUT en JMA. De Amerikaanse groepen rapporteren mondiale temperatuurdata die starten in 1880, de Japanse data starten in 1891 en de data van de Engelse groep starten zelfs in 1850.

De grafiek in onderstaande figuur komt uit het IPCC AR5-rapport en geeft de temperatuurontwikkeling op aarde weer vanaf 1850, gebruik makend van de resultaten van de drie hierboven genoemde onderzoeksgroepen. In de grafiek is de gemiddelde temperatuur op aarde over de periode 1961 – 1990 op 0 gesteld en dus geven alle lijnen in de grafiek de afwijking van de temperatuur weer t.o.v. die referentie periode (de temperatuur anomalie). Eén ding valt direct op als je naar de grafiek kijkt: het is warmer geworden op aarde sinds het einde van de 19e eeuw en dan vooral na 1970. Na 1970 is ook elk decennium warmer geweest dan het voorgaande. Volgens het IPCC is het op aarde sinds 1880 circa 0,85 °C warmer geworden en na 1950 circa 0,65 °C.

Figuur 1: De temperatuurverandering op aarde sinds 1850 waarbij drie temperatuurdatasets zijn gebruikt (HadCRUT – zwart, GISTEMP – blauw, NCDC – oranje). Gebaseerd op figuur SPM.1a uit het IPCC AR5 rapport 2013.

Lees verder

Klimaatmodellen en de Tijdmachine van Meehl

Klimaatmodellen en de ‘hiatus’

Klimaatmodellen. Gooi dit woord in een groep van zogenaamde klimaatsceptici en je krijgt ongetwijfeld een flinke dosis hoon over je heen. De oorzaak van dit interessante fenomeen is gelegen in het feit dat de prognoses van het IPCC voor diverse toekomstscenario’s onder meer zijn gebaseerd op berekeningen met, jazeker: Klimaatmodellen. Die prognoses laten zien dat het op aarde flink warmer zal worden als we op deze wijze doorgaan met het uitstorten van broeikasgassen in de atmosfeer. Uiteraard vindt men dit in klimaatsceptische kringen geheel onjuist, want ieder kind kan zien dat de klimaatmodellen totaal onbruikbaar zijn: de beroemde ‘hiatus’ – de langzamere stijging van de oppervlaktetemperatuur na circa 2000 t.o.v. de 30 jaar daarvoor – is niet voorspeld door de klimaatmodellen. Zie figuur 1.

Figuur 1. 82 CMIP5 model runs op basis van het RCP8.5 scenario (licht blauwe lijnen) met hun gemiddelde (de zwarte lijn). De rode meetpunten zijn HadCRUT4 data en de blauwe de Cowtan & Way data (van de methode ‘Hybrid-UAH’), het jaar 2014 betreft de gegevens t/m juli. De dikke rode lijn en blauwe lijn zijn verkregen uit de HadCRUT4 en Cowtan & Way data via een Loess smooth over 30 jaar.

Lees verder