Het nut van worst-case scenario’s, of: waarom dijken niet worden berekend op de gemiddelde waterhoogte

Klimaat is een belangrijk thema in Nederland, tegenwoordig. Ook in Elsevier. De boodschap is daar steevast dat een stevige aanpak van klimaatverandering geen goed idee is. Die boodschap wordt nogal eens gebracht met de holle retoriek en drogredenen die we kennen uit het pseudosceptische repertoire. Dat is jammer. Klimaat en klimaatbeleid zijn belangrijke onderwerpen, waarover een constructief en inhoudelijk debat zou moeten worden gevoerd. Holle retoriek en drogredenen helpen daarbij niet, ze saboteren een serieus debat juist. Onlangs (betaalmuur) had Simon Rozendaal, oudgediende bij Elsevier, de beurt om iets te schrijven.

Er is één punt uit dat stuk waar ik wat dieper op in wil gaan: de bewering[1] dat er “altijd voor het meest extreme scenario” wordt gekozen. Het lijkt me overdreven om te zeggen dat dat altijd het geval is, maar het gebeurt best vaak. Mijn opvatting van wetenschapsjournalistiek zou zijn dat er duidelijk wordt gemaakt waarom dat zo is. Door te wijzen op het verschil tussen een scenario en een voorspelling, bijvoorbeeld. En door te wijzen op het belang van worst-case scenario’s in wetenschap en beleid bij het analyseren, het afwegen en het zo nodig beheersen van risico’s. Risico impliceert onzekerheid: het kan mee- en het kan tegenvallen. Er zijn goede redenen waarom de mogelijke tegenvallers vrijwel altijd zwaar meewegen in de uitkomst van een risico-analyse. Risico is kans maal gevolg; een kleine kans vermenigvuldigd met een enorm gevolg kan een aanzienlijk risico betekenen. Dus krijgen zulke scenario’s de nodige aandacht.

Rozendaal verwijst in zijn stuk naar de Deltacommissaris – overigens onder verwijzing naar een rapport uit 2008; het recente advies waarin het worst-case scenario naar boven is bijgesteld noemt hij niet – en de benadering van de Deltacommissaris is wel een goede manier om dit punt te illustreren. De benadering van de Deltacommissaris is vanzelfsprekend stevig geworteld in hoe we in Nederland om gaan met overstromingsrisico’s. Dat houdt in: wat er in 1953 is gebeurd mag nooit meer gebeuren, tenzij er zich iets ondenkbaars voordoet. Waarbij het ondenkbare dan concreet wordt gemaakt door het te presenteren als een ramp, bijvoorbeeld een stormvloed, die hooguit eens per 100.000 jaar voor zou kunnen komen. Daar ontwerpen we de kustverdediging op; niet op het gemiddelde hoogwater of een storm die eens in de paar jaar wel eens voorbijkomt. Wie er met die blik naar kijkt zal nooit alleen de gemiddeld te verwachten zeespiegelstijging in beschouwing nemen. Om te weten of het veiligheidsniveau van eens per 100.000 jaar ook in de toekomst gehandhaafd kan worden is ook, of juist, de bovengrens van belang. Lees verder

Advertenties

De vergroening van de aarde – over de bomen, het bos en andere zaken

Vergroening volgens de NVDI-index. Bron: Matthias Forkel

De aarde vergroent. Daar zijn zo ongeveer alle deskundigen het wel over eens. En het is weinig aannemelijk dat de natuur uit zichzelf besloten heeft om maar eens een tandje bij te schakelen. Het ligt er dus dik bovenop dat die vergroening het – deels bedoelde en deels onbedoelde – gevolg is van menselijke activiteiten. Tot zover het eenvoudige deel van het verhaal. Want wie er wat dieper induikt ziet al snel dat het knap ingewikkeld is om op wat meer detailniveau te begrijpen wat er precies gebeurt. Bijvoorbeeld omdat er zoveel factoren meespelen, die elkaar ook nog eens kunnen beïnvloeden. Maar ook omdat het nog niet zo makkelijk is om die vergroening te meten, of zelfs maar te definiëren. Een artikel dat in november verscheen in Nature Ecology & Evolution illustreert dat: Enhanced peak growth of global vegetation and its key mechanisms van Huang et al..

De complexiteit van het onderwerp en de verschillen tussen onderzoeksmethodes verklaren waarschijnlijk waarom de resultaten van verschillende studies nogal uiteenlopen, of dat op het eerste gezicht lijken te doen. In 2016 constateerden Zhu et al., weliswaar met een forse onzekerheidsmarge, dat CO2-fertilisatie de belangrijkste oorzaak van de vergroening was. Huang et al. komen tot een ander resultaat. Volgens hen zijn drie factoren, elk in min of meer gelijke mate, samen verantwoordelijk voor ongeveer 60% van de vergroening. Behalve CO2-fertilisatie spelen ook de depositie van stikstof en landbouw een rol van betekenis. Ook veranderingen van temperatuur, hoeveelheid neerslag en de hoeveelheid invallend zonlicht kunnen van invloed zijn. De afbeelding hieronder laat zien welke factor waar op aarde het meest bepalend is.

Dominante factoren van vergroening: roze: temperatuur, geel: invallend zonlicht, blauw: neerslag, rood: landbouw, oranje: stikstofdepositie, groen: CO2-fertilisatie. Stippen markeren gridcellen waar de vergroening statistisch significant is. Bron: Huang et al.

Lees verder

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

Ongekende smelt van de Groenlandse ijskap

Op onze aardbol zijn twee hele grote ijskappen te vinden, op Antarctica en Groenland. Het plaatje hierboven van de Groenlandse ijskap is afkomstig uit een video over een 3D analyse van NASA. De ijskap van Groenland is in het midden zo’n 3 km dik en bevat totaal ca. 3 miljoen km³ ijs (ca. 2,7 miljoen gigaton), wat genoeg is om het zeeniveau met 7,4 m te laten stijgen. Gelukkig is dat niet iets dat in de komende eeuw zal gebeuren, het smelten van zo’n ijskap is een traag proces. In een wereld die warmer en warmer wordt, zal logischerwijs de hoeveelheid ijs verminderen. Dat zien we ook terug bij de ijskap van Groenland, het massaverlies van Groenland (gemeten met de GRACE-satellieten) bedroeg tussen april 2002 en juni 2017 circa 260-270 gigaton per jaar (een gigaton is 1000 miljard kilogram). Dit heeft uiteraard bijgedragen aan de zeespiegelstijging, wetenschappers schatten de bijdrage van Groenland aan de zeespiegelstijging in de afgelopen jaren op ongeveer 25%.


(Bron: https://discoveringthearctic.org.uk/introducing-the-arctic/climate-change/losing-the-ice/)

Er spelen diverse processen een rol bij het groeien en smelten van een ijskap. Heel in het kort: Op de hoogste gebieden van de ijskap valt er meer sneeuw dan er smelt, dit heet het accumulatiegebied. Het gebied waar er meer sneeuw wegsmelt (of sublimeert) dan er valt, heet het ablatiegebied. Het ijs in de ijskap beweegt onder invloed van de zwaartekracht naar de rand van de ijskap. Indien de ijskap eindigt in zee, zullen er uiteindelijk stukken ijs afbreken en ijsbergen vormen en via dit proces verliest de ijskap dus ook massa. De som van alle processen is de massabalans en een ijskap groeit als deze massabalans positief is en krimpt als deze negatief is. Het image hierboven geeft een overzicht van deze processen voor de Groenlandse ijskap.
Lees verder

Stropop, cherry-pick, ad ignorantiam: een retorisch standaardrecept

In de argumentatie van pseudosceptici komen nogal wat drogredenen voorbij. En er is een vast patroon van drie drogredenen dat heel regelmatig terugkomt. Het kan handig zijn om dat patroon te herkennen. Het patroon gaat als volgt: eerst een stropop, dan een cherry-pick en tenslotte een ad ignorantiam.

De verhalen bij de grafiekjes van Baudet volgen steeds weer dat patroon. Dat is goed te zien in de toelichting op die grafieken van de hand van Marcel Crok, die inmiddels op de site van het FvD is verschenen. Een weerlegging van onze kritiek op die grafieken is het allerminst. Het is eerder een herhaling van de onwetenschappelijke retoriek waar we op wezen. Retoriek die steeds weer als volgt is opgezet.

Stropop. Dit is een verzonnen “alarmistische” claim, die zonder bronvermelding, meer of minder expliciet wordt gepresenteerd. De suggestie is dat die claim een algemeen geaccepteerd en belangrijk onderdeel is van de wetenschappelijke kennis over de menselijke invloed op het klimaat. In werkelijkheid is het in het beste geval een van alle nuances ontdane karikatuur van wat de wetenschap zegt en in het slechtste geval een bewering die maar bar weinig met de echte wetenschap te maken heeft. Veel voorkomend voorbeeld: de verwachting van iets dat in de loop van deze eeuw zou kunnen gebeuren wordt gepresenteerd als een voorspelling die nu al waarneembaar zou moeten zijn.

Cherry-pick. Uit alle beschikbare wetenschappelijke literatuur en data wordt precies dat ene stukje gepikt dat het meest in tegenspraak is met de stropop. Alle andere beschikbare kennis en informatie wordt simpelweg genegeerd.

Ad ignorantiam. Dat de stropop niet bevestigd wordt door de cherry-pick wordt gepresenteerd als hard bewijs dat er niets aan de hand is, of als bewijs van het tegenovergestelde van de stropop. Terwijl het simpele feit dat iets niet bewezen wordt in een bepaald onderzoek natuurlijk niet automatisch betekent dat het uitgesloten kan worden. Ofwel: afwezigheid van bewijs is geen bewijs van afwezigheid.

De truc wordt steevast uitgehaald met onderwerpen waarover veel onzekerheid is. Omdat ze moeilijk te meten zijn, of omdat de variabiliteit groot is, of omdat het gebeurtenissen zijn die zelden voorkomen, bijvoorbeeld. De cascade van drogredenen wordt gebruikt om die onzekerheid één kant op te redeneren. Terwijl er in werkelijkheid twee kanten aan onzekerheid zitten: het kan mee- en het kan tegenvallen.

De individuele beweringen in zo’n redenering zijn op zich vaak niet onwaar, maar de conclusie die er (impliciet of expliciet) uit wordt getrokken is vaak wel misleidend en in strijd met de wetenschappelijke logica. Retorisch is het misschien handig, maar wetenschappelijk is het waardeloos.

7 tot 12 meter

Trouw had deze week een interview met de nieuwe fractievoorzitter van D66 Rob Jetten en met de Europese klimaatspecialist van die partij Gerben Jan Gerbrandy. Gerbrandy maakt in dat interview een enorme misser:

Zelfs als we de beloftes van Parijs netjes uitvoeren, stijgt de zeespiegel deze eeuw zeven tot twaalf meter. Dat is de eeuw die mijn zoon zal meemaken. Hij is tegen het eind van deze eeuw een bejaarde man. Dat is de urgentie.

Er is geen enkele serieuze projectie die ook maar in de buurt komt van 7 tot 12 meter zeespiegelstijging deze eeuw, ook niet in een worst-case scenario, zelfs als er helemaal niets zou worden gedaan om broeikasgasemissies te beperken. Een recent advies aan de Deltacommissaris geeft 3 meter zeespiegelstijging als bovengrens in een scenario met extreme opwarming. Pas een eeuw later zou, in het ergste geval, de stijging in de buurt kunnen komen van de cijfers die Gerbrandy geeft. Bij het halen van de doelstellingen van Parijs is het worst-case scenario 2 meter in 2100.

En wat deed Gerbrandy toen hij op deze enorme fout werd gewezen? Zich verschuilen achter een wetenschapper en “IPCC-lid”.

Wie ons kent weet wat wij in zo’n geval gaan doen: de bron zoeken. Waarschijnlijk hebben we die ook gevonden: een presentatie van Hans Otto Pörtner (die overigens geen zeespiegel-deskundige is, maar onderzoek doet naar mariene ecosystemen) die een zeespiegelstijging laat zien die overeenkomt met wat Gerbrandy zegt. Alleen is dat de zeespiegelstijging op zeer lange termijn, van eeuwen tot millennia. En dus geen verwachting voor de komende eeuw. Pörtner baseert zich op Knutti et al., 2015.

 

We hebben Gerbrandy in een tweet gewezen op de fout die hij waarschijnlijk heeft gemaakt. Antwoord is tot nu toe uitgebleven.

Als we hier kritiek hebben op politici zijn dat meestal vertegenwoordigers van de (verre) rechterkant van het politieke spectrum. Omdat men daar de grootste moeite lijkt te hebben met het accepteren van de wetenschap over de menselijke invloed op het klimaat. Maar slordige omgang met wetenschappelijke inzichten en conclusies is, zo blijkt maar weer eens, niet gebonden aan één politieke kleur.

Dat een politicus zich eens vergist is geen probleem. Wetenschap is omvangrijk, complex en genuanceerd en dan is een foutje zo gemaakt. Maar dat die politicus zijn fout niet volmondig erkent, maar hem in de schoenen van de wetenschap of van een wetenschapper probeert te schuiven, dat is wel verwijtbaar. En het is slecht voor het vertrouwen in zowel de politiek als in de wetenschap.

De grafiekjes van Baudet

Thierry Baudet toont in debatten in de Tweede Kamer regelmatig wat grafiekjes[*] die zouden laten zien dat het best meevalt met de verandering van het klimaat. Grafiekjes over droogte, neerslag en orkanen. We hebben eens uitgezocht waar die grafieken precies vandaan komen en wat ze zeggen.

Wat in elk geval opvalt: wanneer het gaat om gegevens die niet in zijn straatje passen benadrukt (of beter: overdrijft) Baudet alle onzekerheden en onnauwkeurigheden en de enorme complexiteit van de materie. Dan vindt hij dat de data met de nodige terughoudendheid moeten worden bekeken. Daar is totaal geen sprake meer van bij de data die hem wel bevallen. Die presenteert hij alsof ze de absolute waarheid zijn. Terwijl daar wel wat op aan te merken is.

Sommige claims van Baudet spreken elkaar ook tegen. Hij ontkent niet dat het klimaat warmer is geworden, maar beweert vervolgens dat zowel neerslag (boven land) als droogte niet zijn toegenomen. Als het warmer wordt, verdampt er meer water. En als die extra verdamping niet wordt aangevuld door extra neerslag, dan wordt het droger. Dat is simpele, onontkoombare natuurwetenschap.

Wat Baudet heeft gedaan, of door zijn klimaatadviseurs heeft laten doen, is bijzonder selectief winkelen in de wetenschap. Er verschijnen jaarlijks duizenden wetenschappelijke artikelen over het klimaat, die allemaal een heel klein stukje van het totaal behandelen. Al die artikelen leveren wat informatie, maar ze hebben ook hun beperkingen en onzekerheden. De werkelijke stand van de wetenschap is het totaalbeeld dat al die onderzoeken opleveren. Die stand van de wetenschap wordt bijvoorbeeld regelmatig door het IPCC samengevat. Baudet kijkt niet naar dat totaalbeeld, maar pikt uit al die duizenden onderzoeken de drie artikelen die hij in zijn verhaal kan gebruiken. En negeert de beperkingen die zo’n enkel onderzoek altijd heeft, zelfs als die beperkingen in het artikel zelf worden genoemd.

Wat valt er nu precies te zeggen over die vier grafiekjes en de onderwerpen waar ze over gaan? Lees verder