Categorie archief: Klimaatwetenschap

De onheilsprofeet, het andere uiterste in het klimaatdebat

Als we hier kritiek hebben op iemand die het niet zo nauw neemt met de feiten of de wetenschap rond het klimaat en klimaatverandering, dan gaat het vrijwel altijd om iemand die de menselijke invloed op het klimaat ontkent of minimaliseert, of die de gevolgen ervan bagatelliseert. Goed, incidenteel is er wel eens een politicus die de verwachte zeespiegelstijging veel te hoog inschat, en er komt wel eens iemand voorbij die zich heel nadrukkelijk op worst-case scenario’s richt, maar dat zijn uitzonderingen. Toch is het niet zo dat we dat ene uiterste bewust opzoeken om op te reageren. We komen het gewoon regelmatig tegen, in de media bijvoorbeeld, of in de politiek. Het andere uiterste veel minder.

Een kanttekening: worst-case scenario’s of staartrisico’s zijn wetenschappelijk interessant en relevant vanuit het oogpunt van risicomanagement. En dus kunnen ze ook nieuwswaardig zijn. Waarbij het wel de vraag is tot hoever dat het geval is – hoe onwaarschijnlijk moet iets zijn om het niet meer als scenario te beschouwen dat serieus te nemen is – en wat de goede toon is om erover te berichten. Mijn antwoord daarop is: ik weet het niet. Het enige dat ik daarover weet is dat het onmogelijk is om het voor iedereen goed te doen. Zolang er bij zulke scenario’s duidelijk wordt aangegeven dat het geen harde voorspelling is, maar dat de kans dat het werkelijk gebeurt juist klein is, is een bericht erover in principe niet in strijd met de wetenschap.

Als een worst-case scenario wordt gepresenteerd als een onontkoombare ontwikkeling wordt de wetenschap wel geweld aangedaan. En wanneer er nog een flinke schep bovenop zo’n scenario wordt gedaan is dat ook het geval. Er zijn mensen die zulke verhalen ophangen, maar ze trekken daarmee, zoals gezegd, niet veel aandacht. Ze komen op dit blog daarom ook maar weinig aan de orde. Maar het is best interessant om ook eens te kijken hoe er aan die uiterste zijde gedacht en geredeneerd wordt. Het is immers ook een stem in het klimaatdebat. 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

Wat is eigenlijk een broeikasgas?

Eerder en in iets andere vorm verschenen op NU.nl in de serie “Klimaatvragen”

Als de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer stijgt, gaat de temperatuur omhoog. Maar hoe komt dat eigenlijk? En waarom hebben sommige gassen wel deze werking, en andere niet?

Broeikasgassen zijn gassen die warmtestraling opnemen. Die warmte wordt vervolgens weer teruggestraald naar de omgeving. Oók terug naar de aarde, die daardoor een hogere temperatuur krijgt. Dit noemen we het broeikaseffect. Als de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer toeneemt, dan stijgt de temperatuur.

Maar wat maakt een gas dan een broeikasgas?

Verreweg het grootste deel van de lucht, stikstof en zuurstof, is niet alleen doorzichtig voor zichtbaar licht (blauw, geel en rood), maar ook voor warmtestraling (infrarood). Die straling gaat er dus net als zichtbaar licht dwars doorheen. Een aantal andere gassen laat warmtestraling niet zomaar door. Dat zijn broeikasgassen: gassen die een deel van de warmtestraling absorberen. Hoewel hun concentratie in de lucht relatief laag is, is hun effect op de temperatuur groot.

Maar waarom dan? Dat heeft te maken met de vorm van de moleculen waar het gas uit bestaat. En dat is nog best complex: een molecuul kan warmtestraling absorberen als het kan meetrillen met dezelfde golflengte als de warmtestraling. Dat kun je vergelijken met een stemvork die meetrilt met een bepaalde toonhoogte. Het trillende molecuul neemt de warmtestraling in zich op, waardoor de lucht er omheen ook opwarmt. De extra warmte wordt vervolgens in alle richtingen uitgestraald, dus ook terug naar de aarde.

Om warmtestraling te kunnen opnemen, moeten gasmoleculen een beetje kunnen trillen, waarbij de verdeling van elektrische lading binnen het molecuul een beetje verandert. Dat kan alleen als een gasmolecuul uit drie of meer atomen bestaat. Bron: DynamicScience.com.

Een voorwaarde om warmtestraling te kunnen absorberen is dat een molecuul asymmetrisch kan trillen. Simpele, rechte moleculen die uit slechts twee atomen bestaan, zoals zuurstof (O2) en stikstof (N2) kunnen dat niet, en zijn dus geen broeikasgassen. Broeikasgassen bestaan uit drie of meer atomen: bijvoorbeeld CO2 of methaan (CH4). Ook waterdamp (H2O) is een belangrijk broeikasgas.

Lees verder

Het Atmosferisch Thermisch Effect (ATE) van Ned Nikolov en Karl Zeller

Gastblog van Tinus Pulles

Een steeds weer terugkerende discussie op Twitter start vanuit enkele publicaties van Ned Nikolov en Karl Zeller (of Den Volokin en Lark RelLez, hun namen achterstevoren!). In die publicaties beweren zij dat de opwarming van de aarde niet wordt veroorzaakt door de toenemende CO2-concentratie. Zij komen met een alternatief, waarin zij in de kern beweren dat de temperatuur op een hemellichaam binnen ons zonnestelsel alleen wordt bepaald door de zonnestraling en de druk van de atmosfeer aan het oppervlak van het hemellichaam. Zij brengen hun “theorie” met indrukwekkende formules en een paginalange afleiding van die formules. Die theorie is geen theorie, maar een ingenieursbenadering: ze hebben een aantal data-punten beschikbaar en gaan daarin met behulp van een zogenaamde dimensieanalyse zoeken naar een mathematisch verband. De interpretatie van het resultaat van die analyse is hun theorie.

Hieronder een door hen zelf geformuleerde samenvatting. Verwijzingen naar de twee artikelen staan in de tweet, waaruit deze samenvatting is gekopieerd.

Kort samengevat komt hun theorie erop neer dat de gemiddelde temperatuur aan het oppervlakte van een hemellichaam alleen wordt bepaald door de intensiteit van de zonnestraling en de atmosferische druk aan het oppervlak van dat hemellichaam. De samenstelling van de atmosfeer is daarbij, in hun ogen, niet relevant. Lees verder

De aarde warmt op door de mens. Dat is overvloedig aangetoond, en derhalve is er binnen de klimaatwetenschap brede consensus over.

Uit meerdere, onafhankelijke studies blijkt dat verreweg de meeste klimaatwetenschappers het eens zijn dat de aarde opwarmt door toedoen van de mens. Dat is ook vrij logisch, als je de wetenschappelijke achtergrond begrijpt. Sommige van deze studies zijn op basis van enquêtes onder klimaatwetenschappers, en andere concluderen dat op basis van de wetenschappelijke literatuur. De bekendste studie van de laatste categorie is die van John Cook et al, één van de vijf studies die een consensus van 97% of hoger vond. Deze wordt vaak aangehaald, en vaak bekritiseerd, tot in de Nederlandse Tweede Kamer aan toe. De argumenten die tegen Cook’s onderzoek naar voren worden gebracht snijden echter geen hout.

En niet onbelangrijk, uit de verscheidenheid aan studies komt ook naar voren dat de mate van overeenstemming sterker is onder groepen met meer relevante expertise. Zo is de consensus hoger onder publicerende klimaatwetenschappers dan onder aardwetenschappers in het algemeen. Dat is ook vrij logisch: die eerste groep weet er waarschijnlijk meer van. De mensen die het hardste roepen dat de wetenschappelijke conclusies er compleet naast zitten hebben zelf vrijwel nooit relevant onderzoek verricht.

Dat de grote lijnen goed bekend zijn wil overigens niet zeggen dat we alles weten; over allerlei details en ‘cutting edge’ onderzoek (bijv over hoe snel de West-Antarctische ijskap instabiel kan worden) blijven wetenschappers natuurlijk flink bakkeleien. Met de wapens van de wetenschap: solide argumentatie op basis van goed begrepen theorieën en goed uitgevoerde metingen, waarbij ze elkaar continue scherp houden door inhoudelijke feedback en kritiek.

Lees verder

Een Kleine IJstijd op de bodem van de Stille Oceaan

HMS Challenger, het schip waarmee in de periode 1872 – 1876 metingen werden gedaan van de temperatuur in de diepe Stille Oceaan. Bron: The Royal Albert Memorial Museum, HMS Challenger Project

Mijn eerste reactie na lezing van de samenvatting van een artikel van Geoffrey Gebbie en Peter Huybers in Science: “Nogal wiedes”. Maar na lezing van het hele artikel bleek het toch wat moeite te kosten om alle details te doorgronden. Ik begin met het voor de hand liggende deel.

Schematische weergave van de thermohaliene circulatie. Bron: Stefan Rahmstorf, PIK Potsdam

De oceaancirculatie op mondiale schaal, de thermohaliene circulatie, wordt onder meer aangedreven door koud water dat in de poolgebieden door zijn hoge soortelijke gewicht naar de zeebodem zinkt. De noordelijke Atlantische Oceaan, bij Groenland, is een plek waar veel water naar de diepte zinkt. Een belangrijke tak van de thermohaliene circulatie stroomt daar vandaan over de bodem naar het zuiden en vervolgens naar de Stille Oceaan. Op verschillende plekken in de Stille Oceaan komt het water, een tot twee millennia later, weer naar boven.

Eenmaal in de diepte dringt er geen zonlicht meer tot dat water door. Er is ook weinig warmteoverdracht vanuit hogere lagen door menging of andere processen. De temperatuur van het water in de diepe oceaan wordt daarom in belangrijke mate bepaald door de temperatuur die het had toen het naar beneden zakte. Klimaatschommelingen aan het oppervlak vinden ook plaats in de diepe oceaan, maar wel met een vertraging die tot vele eeuwen op kan lopen. De diepte van het noordelijke deel van de Stille Oceaan loopt het meest achter, omdat veel van het water daar de lange reis vanuit de noordelijke Atlantische Oceaan heeft gemaakt.

Op het diepe deel van de oceanische transportband ligt dus een archief van het klimaat van de afgelopen 1000 tot 2000 jaar. Niet noodzakelijk van het wereldklimaat, want de temperatuur van het diepe water wordt vooral bepaald door wat er in de poolgebieden aan de hand is. Toch is een zeker verband met klimaatschommelingen op wereldschaal wel aannemelijk. Het lastige is dat dat archief bepaald niet makkelijk toegankelijk is. Zelfs in de 21e eeuw: de ARGO-sondes die tegenwoordig de temperatuur van de oceaan in de gaten houden komen niet dieper dan 2 kilometer. Metingen beneden die diepte zijn schaars. Maar ze zijn er wel. Lees verder

De toenemende warmte-inhoud van de oceanen – drie nieuwe onderzoeken

Doorsnede van een ARGO boei. Bron UC San Diego

Opwarming van het klimaat is op de keper beschouwd eigenlijk accumulatie van energie in het klimaatsysteem. We nemen die toename van de energie-inhoud vooral waar als een stijging van de temperatuur bij het aardoppervlak. Want daar wonen we nu eenmaal. Maar het overgrote deel van die extra energie, ongeveer 93%, wordt opgenomen door de oceanen. Zo bezien zou de verandering van de warmte-inhoud van de oceanen de beste indicator zijn van klimaatverandering. Alleen is die verandering niet zo makkelijk te bepalen: daarvoor is een driedimensionaal beeld van de temperatuurverandering van de oceanen nodig. Daarover is nog de nodige onzekerheid, maar het beeld wordt wel steeds duidelijker. De afgelopen weken verschenen er drie interessante wetenschappelijke artikelen over dit onderwerp.

Alle drie de artikelen zijn vrij toegankelijk. Het lijkt erop dat wetenschappelijke uitgevers er steeds vaker voor kiezen om belangwekkende artikelen over het klimaat niet achter een betaalmuur te stoppen. Of zou dat een keuze zijn van onderzoeksinstellingen? Dat zou ik nog eens uit moeten zoeken. Het is hoe dan ook een goede ontwikkeling.

Overzicht van de bevindingen van Cheng et al.

De afbeelding hierboven komt uit een overzichtsartikel in Science van Cheng et al.. Twee belangrijke constateringen:

    • De gemeten toename van de warmte-inhoud van de oceanen komt goed overeen met de modelsimulaties uit het CMIP5-experiment.
    • Sinds begin jaren ‘90 neemt de warmte-inhoud sneller toe dan in de periode daarvoor.

Lees verder