Wat weten we?

Niet alles wat we weten over klimaatverandering is even zeker. De grote lijnen (bijv. oorzaken en globale effecten) worden goed begrepen, terwijl lokale effecten veel onzekerder zijn. De volgende zaken weten we vrijwel zeker:

–     De gemiddelde temperatuur op aarde is significant gestegen sinds 1850/1900. Deze stijging ligt nu duidelijk boven “natuurlijke variabiliteit”. Niks is onmogelijk, maar de kans dat het temperatuurverloop vd laatste 100 jaar pure random variaties zijn is klein, heel klein.

–    CO2 is omhoog gegaan door menselijk handelen. De verhoogde CO2 concentraties in lucht en ocean komen goed overeen met de verwachting op basis vd hoeveelheden fossiele brandstoffen en bossen die verbrand zijn. Bovendien geeft de isotopische compositie vd koolstof in CO2 aan welk deel van fossiele brandstoffen afkomstig is.

–    CO2 heeft een verwarmend effect omdat het een gedeelte vd infrarood-straling die de aarde naar de ruimte terugkaatst absorbeert. Dit werd al in de 19de eeuw aangetoond in laboratorium experimenten (Tyndal) en toen werd ook het versterkte broeikas effect voorspeld (Arrhenius). Het is in die zin al lang geleden bewezen, klassieke natuurkunde. Iemand die dit tegenspreekt mag mij proberen uit te leggen waarom de temperatuur op aarde niet gemiddeld -17 graden Celsius is (wat het zou zijn als er geen natuurlijk broeikaseffect zou zijn, zie boven).

–   De temperatuurverhoging vanaf ca. 1900 valt niet te verklaren met natuurlijke oorzaken alleen. Je hebt natuurlijke en menselijke oorzaken nodig om het temperatuurverloop van de laatste 100 jaar te verklaren. En dan kun je hem zelfs heel erg goed verklaren (zie bijv. deze grafiek uit het laatste IPCC rapport)

Het patroon van klimaatverandering komt goed overeen met wat men zou verwachten als het voornamelijk door broeikasgassen wordt veroorzaakt (bv verwarming lagere luchtlagen, en afkoeling hogere luchtlagen; als de zon de hoofdverantwoordelijke zou zijn, zou dit andersom zijn).

Is het onomstotelijk bewezen dat de temperatuurverhoging door menselijk handelen komt? Daar kan een wetenschapper geen “ja” op zeggen. Nee, dat is het niet. Maar het is wel hoogstwaarschijnlijk. “Klimaat” is het lange-termijn gemiddelde van het weer. En als zodanig kunnen we in principe zelfs het huidige klimaat niet eens bepalen. Maar klimaat is ook de kans dat het weer zich op een bepaalde manier gedraagt. En over die kansberekening kunnen we wel degelijk wat zeggen. Het klimaat is als een reuze-boddelsteen, met de meeste cijfertjes op het “gemiddelde” weer, en steeds minder op de weers-extremen. Maar die kunnen nog steeds voorkomen natuurlijk. Wat wij nu doen als mensheid, is die dobbelsteen meer hoge cijfers geven, en het gemiddelde langzaam omhoog krikken. Oftewel, Het gemiddelde weer verschuift langzaam, en de kans op warm (en extreem) weer wordt groter (de Europese zomer van 2003 wordt in 2030 wellicht een “normale” zomer). Wie wil wachten op 100% zekerheid dat de mens schuld is, moet wachten tot Nederland onder water staat. En zelfs dan zal het onmogelijk zijn een 100% sluitend bewijs te leveren. Maar hoogstwaarschijnlijk was het dan wel zo. Wie wil dat risico nemen? En mag die persoon dat risico nemen, als dat voor mij en mijn (en zijn) kinderen ook zeer waarschijnlijk ernstige gevolgen zal hebben? Ik vind van niet.

19 Reacties op “Wat weten we?

  1. Bart,

    Misschien interessant te vermelden dat de bepaling van het broeikaseffect door CO2 berekend door Arrhenius later door hem zelf is herzien tot 1,2K bij verdubbeling. Deze herziening was noodzakelijk omdat later bleek dat het zoutprisma dat hij gebruikte een andere buigingshoek had bij IR licht. Hierdoor had hij het effect van waterdamp berekend. Deze correctie is helaas alleen gepubliceerd in een incourant Duits journaal en dus vrij onbekend.

    Fulco

  2. Hoi Fulco,

    Bij mijn weten heeft Arrhenius zijn oorspronkelijke publicatie uit 1896 gecorrigeerd in 1906:

    Svante Arrhenius, 1906, Die vermutliche Ursache der Klimaschwankungen, Meddelanden från K. Vetenskapsakademiens Nobelinstitut, Vol 1 No 2, pages 1–10

    De publicatie in het Duitse tijdschrift was in 1901 in Annalen der Physik, toen het meest vooraanstaande wetenschappelijke journal ter wereld – vergelijkbaar met Nature nu. Albert Einstein publiceerde bijvoorbeeld zijn vier baanbrekende artikelen in hetzelfde tijdschrift in het ‘annus mirabilis’ 1905. De publicatie van Arrhenius in 1901 was vooral een respons op de bezwaren van Ångström.

    Arrhenius beschikte nog niet over gedetailleerde absorptiespectra van koolzuurgas en waterdamp, en berekende dan ook een klimaatgevoeligheid voor het totaal van deze gassen gebaseerd op ruwe spectroscopische metingen door Langley. De herziene publicatie in 1906 kwam op 2.1 °C per 2 x CO2 (inclusief de feedback door waterdamp maar zonder andere feedbacks).

    De werkelijke doorbraak van Arrhenius was dat hij de stralingsbalans aan de top-of-atmosphere als uitgangspunt nam, en van daaruit berekende wat de gevolgen waren voor de kolom van de dampkring daaronder.

    Vanaf Arrhenius tot aan ca. 1955 (George Plass) bevonden de atmosferische fysica/geologie enerzijds en de astrofysica anderzijds zich op gescheiden sporen – men las elkaars publicaties niet, die stonden in verschillende tijdschriften. De hedendaagse atmosferische fysica ontstond toen vanaf de jaren ’50 deze twee sporen bij elkaar kwamen, en men zag dat Subrahmanyan Chandrasekhar deze vraagstukken al opgelost had in de astrofysica. Men hoefde het – bij wijze van spreken – alleen nog toe te passen op de aardatmosfeer. Een tweede doorbraak was dat er in de jaren ’50 zeer gedetailleerde absorptiespectra van kooldioxide en waterdamp beschikbaar kwamen voor militaire doeleinden, zoals de hittezoekende geleide wapens.

  3. Hallo Bob,

    Bedankt voor deze uitgebreide uiteenzetting. Dat verschillende wetenschappelijke disciplines langs elkaar heen werken is mij bekend.
    Eens volgde ik een college over o.a. cavitatie en daar was ook een econoom bij aanwezig, zijn probleem bleek dus al opgelost te zijn.
    Toch moet je oppassen als je de resultaten van Chandrasekhar op een planeet wilt toepassen.
    Een van de problemen die mij nu interesseren is een discontinuïteit in de temperatuur in de gegeven oplossingen van de differentiaal vergelijking van Eddington. Miskolczi heeft een andere oplossing gebruikt, een waarbij de discontinuïteit opgeheven is maar deze heeft de nodige consequenties.
    Ik ben er alleen achter gekomen dat Miskolczi niet populair is in de klimaathoek. Ze villen je nog net niet als je zijn naam noemt, erg onwetenschappelijk.

  4. Hi Fulco,

    Tegenwoordig (en ook al in de tijd van Arrhenius) worden differentiaalvergelijkingen zoals die van Eddington numeriek opgelost. Dat is nu natuurlijk wel veel makkelijker dan toen het nog met mechanische rekenmachines moest gebeuren. Miskolczi is daar bij mijn weten geen uitzondering op.

    Tegenwoordig zal men eerder de volledige Navier-Stokes vergelijkingen/behoudswetten als uitgangspunt nemen omdat dan ook het convectief warmtetransport is meegenomen. Zo werkt het althans in hedendaagse GCM’s.

    De verschillende methoden om de radiative transfer equation van Eddington op te lossen staan beschreven in dit collegedictaat uit 1995, vooral vanaf hoofdstuk 4:

    http://www.staff.science.uu.nl/~rutte101/rrweb/rjr-edu/coursenotes/rutten_rtsa_notes_2003.pdf

    Succes met deze puzzel!

  5. Beste Bob, aardig overzicht.
    Je zegt:

    CO2 heeft een verwarmend effect omdat het een gedeelte vd infrarood-straling die de aarde naar de ruimte terugkaatst absorbeert. Dit werd al in de 19de eeuw aangetoond in laboratorium experimenten (Tyndal) en toen werd ook het versterkte broeikas effect voorspeld (Arrhenius). Het is in die zin al lang geleden bewezen, klassieke natuurkunde. Iemand die dit tegenspreekt mag mij proberen uit te leggen waarom de temperatuur op aarde niet gemiddeld -17 graden Celsius is (wat het zou zijn als er geen natuurlijk broeikaseffect zou zijn, zie boven).

    Waar komt die – 17 °C vandaan?

  6. Jan,

    De effective radiating temperature van een planeet volgt uit de waarde van de solar constant op de baan van die planeet (S) en de albedo (reflectiviteit) (alpha). Zie bijv http://www.atmos.washington.edu/2001Q1/211/notes_for_011001_lecture.html

    Zonder atmosferische absorptie en re-emissie (oftewel, een broeikaseffect) in aanmerking te nemen is de vergelijking als volgt: T= ∜((S(1-α))/4σ)

    Sigma = St-B constant.

    Dit is een stuk lager dan daadwerkelijke oppervlakte temperatuur vanwege het broeikaseffect (op aarde zo’n 33 graden, op Venus >400 graden)

    Zie ook http://www.acs.org/content/acs/en/climatescience/energybalance/predictedplanetarytemperatures.html of een willekeurig tekstboek over klimaat.

  7. Fulco, wat betreft Miskolczi zie http://www.realclimate.org/wiki/index.php?title=Ferenc_Miskolczi

    Dan weet je waarom mensen zo moe worden als hij wordt aangehaald. Dat de metingen hem ook nog eens tegenspreken, ach, da’s slechts een detail.

  8. Bob,

    Bedank voor de info ik zal er eens induiken.
    Als theoreticus houdt ik het voorlopig even op de theorie.
    Bovendien bestudeer ik een thermodynamisch evenwicht waarin convectie = (onbalans) niet aanwezig is. Convectie is een extra mechanisme om sneller energie te lozen en naar het evenwicht terug te keren. Althans dat is mijn verworven inzicht tot op heden, misschien zal ik dat moeten herzien.

  9. Bob,
    Leuk college dictaat, het is bijna een boek. Wel een beetje overkill voor een planetaire atmosfeer, maar wel redelijk te volgen. Ik heb hem toegevoegd aan mijn literatuur verzameling.

  10. Marco,
    Daar gaat het niet om. Het idee er achter is best aardig om te bestuderen.
    Als het erom gaat of het model de praktijk aan kan dan staat hij niet alleen.

  11. Beste Bart

    Bedankt voor de verwijzigingen. Ik mis de door de aarde geproduceerde “aardwarmte”. Speelt die geen rol in het geheel?

  12. Jos Hagelaars

    Jan,
    Het speelt een niet geheel verwaarloosbare rol bij de ocean circulatie. De orde grootte van de geothermal flux is minder dan 100 mW/m², dus kleiner dan 0.1 W/m². De forcering door broeikasgassen (t.o.v. 1750) was in 2011 opgelopen tot 2.83 W/m² (IPCC AR5 tabel 8.2).
    Artikelen over die ‘aardwarmte’:
    http://web.mit.edu/raffaele/www/Publications_files/MashayekFerrariPeltierGRL13.pdf
    http://www.ocean-sci.net/5/203/2009/os-5-203-2009.pdf

  13. Beste Jan Zuidema,

    Je kan – zoals altijd – de wetenschappelijke publicaties lezen over ‘geothermal heat’ en hoe groot/klein dat vermogen is. Dan zie je ook dat er geen enkele aanwijzing is dat hier gedurende de 20e eeuw enige verandering in is gekomen. Op geologische tijdschalen zijn er weinig aanwijzingen dat de laatste miljoenen jaren de variatie in ‘geothermal heat’ invloed op het klimaat gehad heeft.

    In een eerdere discussie op Bart’s blog hebben Jos en ik een aantal publicaties op een rijtje gezet:

    http://ourchangingclimate.wordpress.com/2011/10/12/ocean-heat-content-transfer-of-heat-through-the-top-700-metres-gavin-schmidt-vs-roger-pielke-sr/#comment-14603

    De cijfers staan daar vermeld. In het algemeen geldt dat je beter éérst in een gewoon studieboek of in het IPCC rapport kan nalezen wat er bekend is over ‘geothermal heat’. Hett is uitgebreid onderzocht en de wetenschappelijke publicaties zijn overal te vinden. Een mogelijkheid is om bijvoorbeeld op http://www.skepticalscience.com te zoeken naar ‘geothermal’ (met het zoekvakje linksboven). Dan vind je vanzelf:

    http://www.skepticalscience.com/heatflow.html
    http://www.skepticalscience.com/underground-temperatures-control-climate.htm

    Zelfs als je niks hebt met Skeptical Science kan je daar doorklikken naar de wetenschappelijke publicaties, en die zelf gaan lezen.🙂

  14. Marco,
    Ik heb die Tau artikelen nogmaals doorgelezen. Wat ik concludeer is dat de schrijver onzorgvuldig is en vaak niet goed begrijpt wat er wordt beweert. Hij heeft het o.a. over een ander begrip optische diepte als Miskolzci doet. Daarmee haalt hij zijn eigen betoog onderuit. Ik kan dus niet concluderen dat hiermee de theorie van Miskolzci is afgeschoten. Ik kan evenmin bewijzen dat Miskolzci gelijk heeft.

  15. Fulco, Steve Carson (Science of Doom) weet wel degelijk waar hij het over heeft. Als je “optische diepte” anders definieert dan alle anderen, wat jij feitelijk beweert dat Miskolczi doet, dan zal je dat toch eerst moeten bewijzen als een geldige definitie.

  16. Marco,
    Ik geloof ook wel dat Steve Carson verstand heeft van de zaak. Hij is alleen te gretig in het willen bewijzen van zijn gelijk. Zeker bij een oude rot in het vak als Miskolczi moet je dat niet doen. Miskolczi leunt rustig achterover overtuigd van zijn zaak en wacht totdat iemand hem op gelijk niveau wetenschappelijk onderbouwd en gesteund door meetresultaten laat zien dat hij gelijk of ongelijk heeft. Tot op heden is dat nog niet gebeurt.

  17. Beste Fulco,

    Wat ik zie is dat je op geen enkele wijze onderbouwt waarom (en hoe) Miskolczi “.. een ander begrip optische diepte” zou gebruiken.

    Het zou een mooie boel worden als iedere onderzoeker eigen privé-definities gaat verzinnen voor lengte, tijd, massa of optische diepte. En al helemaal als hij dat afwijkende begrip dezelfde naam geeft als de gewone definitie – zodat er niet meer op begrijpelijke wijze met anderen gecommuniceerd kan worden.

    Zal ik het begrip ‘breedtegraad’ invoeren, gedefinieerd als de kleurtemperatuur in graden Fahrenheit? En dan hogelijk verbaasd zijn als niemand er nog iets van snapt wanneer ik over ‘breedtegraden’ ga publiceren? Indien Miskolczi een “.. ander begrip optische diepte” introduceert dan dient hij het een andere naam te geven. ‘M-depth’ of zo.

    Zowel Miskolczi als zijn ‘vertegenwoordiger op aarde’ Zagoni hebben veelvuldig gereageerd op het blog van SoD. Zij hebben daar werkelijk maanden de tijd gehad om te zeggen dat ze “een ander begrip optische diepte” zouden gebruiken. Niets daarvan.

  18. Jos Hagelaars

    Beste Fulco,

    Dit is een infopagina en geen plaats voor dit soort welles-nietes discussies. Je kunt je verhaaltje/stelling kwijt op de open-discussie blogstukken op deze site. Verdere reacties op deze pagina zullen door ons verwijderd worden.
    Het is daarbij niet meer dan een herhaling/voortzetting van een eerdere discussie die je in 2009/2010 op het Engelse blog hebt gevoerd:
    http://ourchangingclimate.wordpress.com/2008/07/22/klimaatsceptici-verwijderd-van-werkelijkheid/#comment-1237
    Eventuele lezers is aan te raden om die discussie door te nemen.

    JH

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s