Categorie archief: Mondiale temperatuur

Updates van mondiale temperatuurdatasets

Het verbranden van fossiele brandstoffen door de mens leidt tot een toename van de CO2-concentratie in de atmosfeer en basale natuurkunde vertelt ons dat dit leidt tot een toename van de temperatuur op aarde. Om inzicht te verkrijgen in deze temperatuurtoename moeten we de veranderingen in de gemiddelde temperatuur van de aarde kunnen vaststellen. Dat is geen gemakkelijke taak; immers de temperatuurmetingen worden schaarser naarmate we verder in het verleden teruggaan, niet van elk gebied op aarde zijn er meetdata (bijv. het Noordpoolgebied) en de metingen zijn vroeger niet gestandaardiseerd en opgezet met het oogmerk om er een aangesloten tijdreeks van te maken. Er zijn diverse onderzoeksgroepen in de wereld die deze uitdaging aangaan en op basis van alle beschikbare temperatuurgegevens een aaneengesloten tijdreeks genereren van de mondiaal gemiddelde oppervlaktetemperatuur. Enkele bekende groepen zijn: Met Office Hadley Centre, NASA GISS en NOAA – NCEI. De komst van de satellieten biedt een andere mogelijkheid tot het meten van de mondiale temperatuur, men kan die herleiden van straling afkomstig van zuurstofmoleculen. Onderzoeksgroepen die zich daar mee bezig houden zijn o.m. The University of Alabama in Huntsville (UAH) en Remote Sensing Systems (RSS). Bij satellieten betreft het echter niet de oppervlaktetemperatuur maar de temperatuur van kilometers dikke lagen van de atmosfeer, bijvoorbeeld het onderste gedeelte van de troposfeer (TLT). Een temperatuurreeks vaststellen met behulp van satellieten heeft zo zijn eigen bepaald niet geringe problemen, zoals rekening houden met de drift in de satellietbanen en het laten aansluiten van data afkomstig van de ene satelliet bij die van een andere satelliet.

Het zal niemand verbazen dat door de geschetste moeilijkheden de verschillende onderzoeksgroepen blijven zoeken naar mogelijkheden om de nauwkeurigheid van hun mondiale temperatuurdatasets te verbeteren en dus verschijnen er regelmatig updates. Updaten van datasets is gewoon een onderdeel dat hoort bij de wetenschappelijke vooruitgang. Men spreekt bij deze updates van versies net als bij software. Zo is de meest recente versie van de oppervlakte-temperatuurdataset van het Met Office Hadley Centre bekend onder de naam HadCRUT4.5.0.0 en UAH’s laatste versie van het onderste gedeelte van de troposfeer UAH TLT v6.0. Als onderzoeksgroepen in de klimaatwetenschap met analyses of updates van datasets komen, leidt dat wel eens tot hevige discussies in de social media en soms zelfs tot discussies in een nationaal parlement. Zo kwam het Amerikaanse NOAA twee jaar terug met een update van hun dataset en die gaf al snel de gebruikelijke beschuldigingen van manipulatie op blogs. De update leidde zelfs tot een dagvaarding van het Republikeinse congreslid Lamar Smith voor het verstrekken van alle data én interne communicatie door NOAA van het onderzoek voor hun update.
Lees verder

Zo veranderen een paar graden de wereld

Een klimaatterugblik vanaf 2017

Een jaartje meer of minder telt op klimaatschalen eigenlijk niet, we nemen niet voor niets een gemiddelde van 30 jaar als we over het klimaat spreken. Toch is het interessant om zo nu en dan eens terug te blikken en daarbij wat plaatjes in de vorm van grafieken te bekijken. Een soort klimaatterugblikstrip.

Mondiaal gemiddelde temperatuur

Allereerst de temperatuur. Het zal de meesten niet ontgaan zijn: de gemiddelde temperatuur op aarde scoorde in 2016 weer eens een record, voor de derde keer op een rij maar liefst. Ook de satellietwaarnemingen, die de temperatuur van hogere luchtlagen representeren, rapporteerden records. De grafiek hieronder van drie oppervlakte-temperatuurdatasets laat zien dat het (volgens de langetermijntrend) inmiddels circa 1 graad warmer is op aarde dan rond het einde van de 19e eeuw. Duidelijk is ook dat sinds circa 1970 de temperatuurstijging op de klimaatschaal van 30 jaar onverminderd doorgaat.


Lees verder

De klimaatmythes van Frits Bolkestein

temperatuurtrend

Er wordt wel eens gezegd dat politici die tijdens hun actieve loopbaan regelmatig stevige uitspraken doen, op latere leeftijd een stuk milder worden. Dat dat niet altijd opgaat bewijst Frits Bolkestein met een blog bij Elsevier. Hij laat zien dat hij een radicale anti-wetenschapsactivist is geworden. Zijn verhaal is volledig gebaseerd op oeroude, tot op de draad versleten mythes, die maar blijven rondzingen in een bepaald hoekje van het internet. Het soort mythes dat sinds enkele maanden nepnieuws heet.

Laat ik vooropstellen dat het iedereen vrij staat om voor of tegen milieu- en klimaatmaatregelen te pleiten. Maar wie zijn pleidooi volledig ophangt aan drogredenen, verdraaiingen en halve waarheden, wekt vooral de indruk ernstig verlegen te zitten om goede argumenten. Van een door de wol geverfde politicus als Bolkestein zou je iets beters mogen verwachten. Lees verder

Ondanks pieken en dalen gaat de opwarming gestaag verder

(klik voor een grotere versie)

Jarenlang zijn we doodgegooid op blogs en twitter met grafiekjes die mensen het idee moesten geven dat de opwarming van de aarde ergens rond 1998 gestopt zou zijn. Global warming zou een hoax zijn, verzonnen door groene klimaatsamenzweerders onder andere om de arme burger zoveel mogelijk geld te ontfutselen, of om een rood-groene wereldregering te kunnen vestigen, of misschien wel allebei. De menselijke broeikasgasemissies zijn helaas niet gestopt in 1998 en daar de fysica onverbiddelijk is, is ook de temperatuur op aarde verder toegenomen, zij het a.h.w. met horten en stoten. 
Inmiddels hebben we alweer bijna drie jaren op rij achter de rug met mondiale temperatuurrecords, want er moet wel iets heel geks gebeuren wil 2016 niet opnieuw een record neerzetten. Net als in 1997/1998 was er in de maanden rond het einde van 2015 en begin 2016 een El Niño gaande in de Grote Oceaan en mede daardoor waren er dit jaar, net als in 1998, enkele maanden met een relatief hoge gemiddelde temperatuur op aarde. Zo leverden de maanden februari en/of maart de hoogste temperaturen op tot nu toe in alle datasets sinds het begin van de metingen.

En wat zien we nu gebeuren? Het jaar 1998 heeft blijkbaar afgedaan bij de zogenaamde klimaatsceptici want nu komen de eerste grafieken tevoorschijn over een enorme afkoeling in 2016. We zullen de komende jaren weer doodgegooid worden met de stelling dat de opwarming van de aarde gestopt zou zijn in februari 2016. Dat de “kortetermijn-klimatologen” nu aan het temperatuurverloop over enkele maanden al genoeg hebben voor hun onwetenschappelijke claims, terwijl ze in het verleden in elk geval nog naar de trend over enkele jaren keken, bewijst immers maar één ding: hoe hardleers deze lieden zijn.
Lees verder

Schattingen van klimaatgevoeligheid bij elkaar gebracht

Vertaling/bewerking van een blogpost van Ed Hawkins, aangevuld met informatie uit een toelichting van Kevin Cowtan, op de site van de University of York

Klimaatgevoeligheid geeft aan hoe het klimaatsysteem reageert op een verandering in zijn energiebalans, ofwel een stralingsforcering. Klimaatgevoeligheid kan via verschillende methodes bepaald worden, waarbij schattingen gebaseerd op historische instrumentele metingen van de temperatuur meestal lager uitvallen dan wat volgt uit geavanceerde modellen die het klimaat simuleren, of uit andere methodes. Voor sommigen was dit aanleiding om uiterst voorbarig te concluderen dat de modellen te gevoelig zouden zijn.

Een nieuw onderzoek – Richardson et al., verschenen in Nature Climate Change; code en data zijn beschikbaar via de University of York – verklaart de verschillen grotendeels. De uitkomsten van de twee methodes zijn niet helemaal vergelijkbaar omdat ze op een verschillende benadering van de mondiaal gemiddelde temperatuur zijn gebaseerd.

Het onderzoek heeft ook implicaties voor het begrip van de opwarming die volgt uit instrumentele metingen. De daadwerkelijke opwarming zou bijna 25% hoger zijn dan blijkt uit de HadCRUT4 dataset.

Historische meteorologische data bevatten metingen van de temperatuur van de atmosfeer boven land en boven zeeijs en metingen van de temperatuur van het zeeoppervlak. De gegevens zijn vanzelfsprekend alleen beschikbaar voor plekken op aarde waar ze daadwerkelijk gemeten zijn, door weerstations of door schepen. De verandering van de gemiddelde mondiale temperatuur (zoals HadCRUT4) wordt bepaald door deze data te combineren.

De (verandering van de) mondiaal gemiddelde temperatuur die uit modelsimulaties wordt bepaald is meestal de temperatuur van de atmosfeer op twee meter hoogte, gemiddeld over het gehele aardoppervlak (deze temperatuur noemt men in het artikel “tas”). Dit is de meest eenvoudige manier om dit te berekenen. Heeft dit verschil invloed?

Eerder onderzoek van Cowtan et al. liet zien dat dit inderdaad het geval is. De subtiele verschillen in de manier waarop de mondiale temperatuur wordt geschat kan van significante invloed zijn op de conclusies die worden verbonden aan een vergelijking van modellen en observaties.

Terugreizen in de tijd om alsnog metingen te doen op plekken van de aarde waarvoor geen instrumentele data beschikbaar zijn is onmogelijk. Om toch tot een eerlijke “apples to apples” vergelijking te komen, moet er daarom anders gekeken worden naar modelresultaten. De onderzoekers hebben dit gedaan door, bij wijze van spreken, virtuele HadCRUT4 data te berekenen uit modelresultaten. Ze hebben de volgende twee factoren in beschouwing genomen:

  • de beperkte dekking van het aardoppervlak door meetstations (bijvoorbeeld in het Noordpoolgebied); de modeldata die gebasseerd zijn op dezelfde dekkingsgraad als de metingen noemt men “masked”;
  • het gebruik van de gemodelleerde temperatuur van het zeeoppervlak in plaats van die van de atmosfeer boven de oceaan, consistent met de metingen; deze modeldata noemt men “blended”.

Figuur 1 geeft de resultaten van deze analyse.

De rode lijn in figuur 1a geeft de gangbare atmosferische temperatuur uit modelsimulaties weer, gemiddeld over het hele aardoppervlak. De blauwe lijn laat het resultaat zien van een eerlijke vergelijking van modellen en waarnemingen. Het verschil tussen waarnemingen en modellen verdwijnt dan grotendeels. Het verschil tussen atmosferische temperatuur en temperatuur van het zeeoppervlak en de onvolledige dekkingsgraad van het aardoppervlak dragen hier ruwweg in gelijke mate aan bij.

Het effect is significant. Volgens de CMIP5 simulaties zou meer dan 0,2°C opwarming niet zichtbaar zijn in de instrumentele data, door de onvolledige dekkingsgraad en het gebruik van de temperatuur van het zeeoppervlak (figuur 1b). Dit is verklaarbaar omdat het Noordpoolgebied, met een (historisch) lage dekkingsgraad, veel sneller opwarmt dan het mondiaal gemiddelde en omdat de atmosfeer sneller opwarmt dan de oceaan, door het verschil in warmtecapaciteit.

richardson_fig1

Figuur 1. Mediane temperatuur volgens CMIP5 simulaties, vergeleken met HadCRUT4 observaties.

Lees verder

Opwarming “slowdown”, een zeespiegel-hockeystick en andere nieuwe wetenschap

Hieronder enkele korte beschrijvingen van een paar klimaatwetenschappelijke onderzoeken die de afgelopen maand mijn interesse hebben getrokken en die hier op Klimaatverandering nog niet zijn besproken.

Early-2000s warming slowdown

Als je de oppervlaktetemperatuurdata vergelijkt met het gemiddelde van de klimaatmodeldata, zoals die in het laatste IPCC rapporten zijn gebruikt (CMIP5), dan is het duidelijk dat na het jaar 2000 de observaties aan de ondergrens liggen van de range van de modeldata. De snelheid van opwarming na 2000 is lager dan over de afgelopen 30 jaar en lager dan het modelgemiddelde: de “early-2000s warming slowdown”, beter bekend als de zogenaamde “hiatus” of “opwarmingspauze”. In een commentaar in het tijdschrift Nature begin februari nemen een aantal bekende klimaatonderzoekers (waaronder Fyfe, Meehl, Santer en Mann) nogmaals die periode na 2000 onder de loep (zie ook Ed Hawkins’ Climate Lab Book). Zij gebruiken de term “warming slowdown” voor deze periode, zie de figuur hieronder (figuur 1 uit het artikel van Fyfe et al.).

Figuur 1. Een vergelijking tussen observaties oppervlaktetemperature en de range van klimaatmodelresultaten (CMIP5). Bron Fyfe et al. Fig. 1.

Lees verder

De verreikende menselijke invloed op het klimaat

De laatste tienduizend jaar of zo zijn wij mensen druk bezig geweest hier op aarde en hebben we het aanzicht van onze thuisplaneet behoorlijk veranderd. We hebben huizen en flats gebouwd, wegen, dammen en kanalen aangelegd, stukken water ingepolderd en heel veel bossen verwijderd. Sinds de industriële revolutie zijn we naast het ontbossen op grote schaal fossiele brandstoffen gaan verstoken en samen met de cementproductie heeft dat geleid tot een forse toename van de concentratie van het broeikasgas CO2 in de atmosfeer (zie figuur 1). Andere activiteiten die we hebben ontplooid, hebben geleid tot de toename van de concentratie van andere broeikasgassen zoals bijvoorbeeld methaan (CH4) en lachgas (NO2) in de atmosfeer.

Figuur 1. De CO2-concentratie in de atmosfeer in de afgelopen 800.000 jaar. Bron Scripps.

De toename van broeikasgassen in de atmosfeer versterkt het broeikaseffect waardoor de gemiddelde temperatuur op aarde stijgt, en daardoor ook het zeeniveau. De wetenschap bij monde van het IPCC vertelt ons dat ongelimiteerd doorgaan met het opstoken van fossiele brandstoffen tegen 2100 zal leiden tot minstens enkele graden opwarming en dat daar allerlei risico’s voor de mensheid en ecosystemen aan verbonden zijn. In het laatste IPCC rapport staan veel grafieken en tabellen met prognoses voor allerlei emissiescenario’s waarin informatie te vinden is hoe ons klimaat er mogelijk voor zal staan aan het einde van deze eeuw. Het jaar 2100 is dan ook veelvuldig zichtbaar als laatste jaar in die IPCC grafieken en tabellen en dat zie je ook in de berichtgeving in de media (als voorbeeld hier, hier of hier). Na 2100 komt echter gewoon 2101 en, mits de zon niet onverwacht een nova wordt, zullen er nog veel meer jaren volgen. Wat zal er (ver) na 2100 met het klimaat van onze aarde gebeuren, hoe verhoudt zich dat tot het verleden en hoever in de toekomst zal onze invloed op dat klimaat nog voelbaar en zichtbaar zijn? Deze vragen zijn het onderwerp van een nieuwe studie die onlangs is gepubliceerd in Nature Climate Change van hoofdauteur Prof. Peter Clark met bijdragen van een groot aantal andere bekende klimaatwetenschappers:
Consequences of twenty-first-century policy for multi-millennial climate and sea-level change

Lees verder