Tagarchief: pauze

Is het gat in de energieboekhouding van de aarde gedicht?

De tekening bij dit stuk is van Marije Mooren

Missing the Heat. Tekening van Marije Mooren

Om maar met de deur in huis te vallen: de Koppenwet van Betteridge – als de kop boven een artikel eindigt met een vraagteken, is het antwoord: nee – is niet van toepassing op de kop hierboven. Maar het antwoord op de vraag is ook zeker geen volmondig: ja. Wat er wel aan de hand is: vorige maand verscheen er een artikel dat een bijzonder interessant licht werpt op het energiebudget van het klimaatsysteem, en dus van de aarde. Het soort artikel dat de geschiedenis in kan gaan als het begin van een behoorlijke stap vooruit in de klimaatwetenschap. Of als een interessant idee dat door aanvullend onderzoek onderuit wordt gehaald.

Nu de suspense zo ver is opgevoerd is het tijd voor een afknapper, de titel van het artikel: “Distinct energy budgets for anthropogenic and natural changes during global warming hiatus” van Xie, Kosaka en Okumura. Ja hoor, weer die “hiatus”. Lewandowsky zal er wel van gruwen. Niet helemaal onterecht. Want veel meer dan over een opwarmingspauze, gaat het artikel over hoe het klimaatsysteem reageert op veranderingen als gevolg van klimaatforceringen en interne variabiliteit en de gevolgen daarvan voor de energiebalans. Ofwel: over feedbacks in het klimaatsysteem.

We duiken hier dus, ter afwisseling van alle mediaberichtgeving in de afgelopen weken over de Parijse perikelen, diep de klimaatwetenschap in. De wetenschap over de energiebalans van de aarde, om precies te zijn. Of de stralingsbalans; omdat de aarde alleen via straling energie uit kan wisselen met het heelal (een enkel uit de atmosfeer ontsnappend gasmolecuul, of binnenkomend deeltje ruimtestof buiten beschouwing gelaten), komt dat op hetzelfde neer. Inzicht in de stralingsbalans, en daarmee in de energiehuishouding van het klimaatsysteem, is de sleutel tot begrip van veranderingen in het klimaat. Lees verder

Advertenties

Olifanten, oscillaties, oceanen en nog maar eens “de pauze”

BestOcean

BestLand
Temperatuurverloop van oceaan (boven) en land (onder) volgens Berkely Earth

Laat ik beginnen met de olifanten in de kamer: twee vragen die ongetwijfeld op zullen komen bij sommige lezers van dit stuk.

De eerste vraag: is er nu wel of geen pauze in de opwarming van de aarde? Het antwoord: inderdaad. Of, wat minder cryptisch: het is maar net hoe je er naar kijkt. De meest directe manier waarop we de opwarming van het klimaat ervaren is door de temperatuurstijging aan het aardoppervlak. En die is zo’n beetje sinds het begin van deze eeuw een stuk trager geweest dan in de daaraan voorafgaande periode. Dat is wel een pauze te noemen, zeker als we het volgens diverse datasets recordwarme 2014 voor het gemak nog maar even buiten beschouwing laten. Maar eigenlijk ervaren we de opwarming vooral via de temperatuurstijging van het land, in plaats van die van het hele aardoppervlak. Met de blik uitsluitend op het land gericht wordt het al wat lastiger om een “pauze” te vinden in temperatuurdata zoals die van bijvoorbeeld Berkely Earth (pdf) (de favoriete temperatuurdata van zelfverklaard scepticus Anthony Watts, dat wil zeggen: tot het moment dat die data er daadwerkelijk waren). Zie de afbeeldingen bovenaan dit stuk.

Er is ook wel iets voor te zeggen om opwarming te definiëren als accumulatie van warmte in het hele systeem, in plaats van als temperatuurstijging van het oppervlak. Die accumulatie van warmte is het directe gevolg van een toename van de concentratie broeikasgassen. Als opwarming zo wordt gedefinieerd, is er geen reden om aan te nemen dat er sprake is van een pauze van enige betekenis, zoals ik vorig jaar al eens constateerde.

De tweede vraag: verschijnen er niet ontzettend veel wetenschappelijke artikelen over die pauze? Het antwoord: dat valt best mee. De artikelen die er op één of andere manier aandacht aan besteden krijgen wel veel aandacht, zoals ik met dit blogstuk ook weer laat zien… Maar er is nog wel wat meer over te zeggen. Voor klimaatonderzoekers is alles wat er op dit moment onder onze ogen gebeurt in het klimaatsysteem natuurlijk een enorme bron van informatie. De afvlakking van de opwarming van het oppervlak (vooral van de oceaan) is dus een interessant onderzoeksonderwerp, dat regelmatig nieuwe informatie, ideeën en inzichten oplevert, die in wetenschappelijke artikelen wereldkundig worden gemaakt. Lees verder

Zogenaamde ‘pauze’ opwarming aardoppervlak bedrieglijk

Vorige week stond er een interview met mij op Energiepodium over de ontwikkeling van de oppervlakte temperatuur en welke factoren daar een rol bij spelen. Het stuk is geschreven door Tseard Zoethout en is hieronder met toestemming overgenomen. Ik heb een aantal extra hyperlinks toegevoegd.

Sinds 1998 zijn temperaturen aan het oppervlak minder gestegen dan tussen 1970 en 1998. Volgens Bart Verheggen, Lector Aardwetenschappen aan het Amsterdam University College en een fervent blogger, is er echter geen trendbreuk en zal dit proces zich na verloop van tijd weer omkeren. Klimaatwetenschappelijk onderzoek richt zich op de rol van het arctisch gebied en de diepzee in het vinden van een verklaring.

“Wie de puzzelstukjes naast elkaar legt, ziet weinig tegenstelling tussen de laatste vijftien jaar en de kwart eeuw daarvoor: de opwarming van de aarde gaat gewoon door”, zegt Verheggen.

Lees verder

Opwarming aan oppervlak tijdelijk minder, in oceaan des te meer

Er was veel te lezen over klimaatverandering in de landelijke dagbladen afgelopen zaterdag. Aanleiding is natuurlijk het vijfde IPCC rapport waarvan aanstaande vrijdag het eerste deel (over “the physical basis”) uitkomt.

Daarnaast blijkt de minder sterke oppervlakte-opwarming van de afgelopen ~15 jaar voor velen een aanleiding om zichzelf en de klimaatwetenschap achter de oren te krabben. Daar is op zich niets mis mee natuurlijk, al wordt er soms wat snel naar niet logisch volgende conclusies toegewerkt (zie bijv “De ramp die niet kwam” in NRC).

In het stuk in Trouw worden Marcel Crok, Han Dolman (VU) en ik aan het woord gelaten door Joep Engels. Een deel van het artikel was zelfs voorpaginanieuws, al was de teneur in dat gedeelte wel wat voorbarig. Alsof “de klimaatsceptici een beetje gelijk krijgen”. Was het maar waar! Het artikel gaat verder op p12 van het katern “de verdieping” en geeft op zich een heel aardig overzicht van verschillende gezichtspunten.

De punten die ik naar voren wilde brengen waren de volgende:

Korte termijn variatie vs lange termijn trend. Van maand tot maand, en zelfs van jaar tot jaar, vertoont de globaal gemiddelde temperatuur veel variatie. Dat zorgt ervoor dat over tijdsschalen korter dan ruwweg 10-15 jaar de onderliggende trend niet goed zichtbaar is.

Zie bijv onderstaande plaatje van Jos Hagelaars waarin de trend in oppervlaktetemperatuur wordt weergegeven, gemiddeld over 10 (rood) en over 30 (blauw) jaar. De langjarige trend (1975-2013) schommelt rond de 0.17 graden per decenium, en zoals te verwachten is de kortstondige trend veel variabeler, soms groter dan de langjarige trend en soms (zoals nu) kleiner.

Opwarmingsnelheid-10-30-Jaar_500

Lees verder

Globaal gemiddelde temperatuur: korte termijn variatie vs lange termijn trend

Van maand tot maand, en zelfs van jaar tot jaar, vertoont de globaal gemiddelde temperatuur veel variatie. Dat zorgt ervoor dat over tijdsschalen korter dan ruwweg 10-15 jaar de onderliggende trend niet goed zichtbaar is.

Voor klimaatverandering (lange termijn verandering in de gemiddelde weerssituatie) is het van belang om onderscheid te maken tussen de korte termijn variatie en de lange termijn trend.

(doubleclick to see animation; via SkS)

Ook in aanwezigheid van een lange termijn trend zijn er perioden van stagnerende temperatuur. Dat wordt ook door klimaatmodellen voorspeld, alleen kan de precieze timing ervan niet worden voorspeld (omdat de ENSO cyclus en vulkanen niet voorspelbaar zijn op tijdsschalen van meerdere jaren).

Een groot deel van de variatie op een tijdsschaal van enkele jaren valt terug te voeren op de effecten van natuurlijke processen zoals de El Nino/La Nina cyclus, grote vulkaanuitbarstingen, en de zonnecyclus. Deze invloeden kunnen op basis van fysische principes gekwantificeerd worden (zoals in grootschalige klimaatmodellen wordt gedaan). Het is ook mogelijk om op basis van een regressie analyse van de mondiale temperatuur de meest waarschijnlijke invloed ervan te bepalen. Als dan voor de invloed van deze processen gecorrigeerd wordt, komt de opwarmende trend duidelijker uit de ruis te voorschijn.

Dit is in een notedop wat Foster en Rahmstorf hebben gedaan in hun recente artikel. Daarin laten ze de data als het ware voor zichzelf spreken, zonder enige aanname over werkingsmechanisme of de mate van invloed van de verschillende factoren. Het komt erop neer dat ze hebben gekeken met welke combinatie van bovengenoemde natuurlijke factoren en een lineaire trend (als proxy voor het menselijke global warming signaal) de gemeten opwarming het beste gesimuleerd kan worden. Daarbij is ook rekening gehouden met een eventuele vertraagde respons (door dat ook in de regressie op te nemen).

De maandelijkse waarden van de ‘gecorrigeerde’ globaal gemiddelde temperatuur vertonen nog steeds flinke pieken en dalen, maar alleen over korte tijdsschalen vanminder dan een jaar. Deze variaties zijn onderdeel van het chaotische element in ‘het weer’. Door de jaarlijkse waarden van de gemeten en de voor natuurlijke factoren gecorrigeerde opwarming met elkaar te vergelijken wordt duidelijk dat over meerdere jaren bekeken de opwarming gestaag aan het doorgaan is:

(In de bovenste van deze twee figuren zijn de verschillende datasets verticaal verschoven voor de duidelijkheid)

Een zelfde soort analyse is enkele jaren geleden ook door Lean en Rind gedaan. Zij gebruikten een langere tijdsperiode (1889 – 2006), waardoor de menselijke invloed ook niet meer met een lineaire trend gesimuleerd kon worden. In plaats daarvan gebruikten zij een combinatie van broeikaswarming en aerosolkoeling. Qua fysische onderbouwing sterker, maar het vereist wel extra aannames over de relatieve sterkte van de broeikas en aerosolforcering (en de laatste is heel onzeker). Beide keuzes zijn verdedigbaar, en beiden hebben hun specifieke voor- en nadelen.

Een korte versie van deze analyse heb ik op 12 december op het klimaatsymposium gepresenteeerd. Zie mijn slides hier. Commentaar van Tamino op zijn eigen artikel. Een flinke discussie over dit artikel werd ook al gevoerd op een vorige blogspost.

Update (15 oktober): In een latere blog ga ik verder in op het verschil tussen korte termijn variaties en een lange termijn trend: De onderliggende opwarmende trend gaat gewoon door, terwijl door natuurlijke variaties en andere factoren die trend tijdelijk gemaskeerd kan worden.