Echte wetenschap
erfenis van een interpretatie
Kernpunten klimaatwetenschap
De wetenschappelijke kant van de discussie over het broeikaseffect komt merkwaardig genoeg zelden in beeld en hier is ook een belangrijke reden voor. Zo gemakkelijk is het allemaal niet…
In dit verband is ongetwijfeld de meest gevatte zin van de zoveel besproken documentaire The inconvienient truth”, van Al Gore over het klimaat: That brings up the basics of the science of global warming, I’m not gonna spend a lot of time on this, because you know it well.” (min 8:20-8:26).
Dit is misschien wat kort door de bocht. De uitleg van Gore wordt vervolgens uitgewerkt in een Simsons- tekenfilm, met een uitleg die eigenlijk maar één ding duidelijk maakt; hoe belangrijk kan het zijn? Waarom zou je als niet-wetenschapper moeten weten hoe deze opwarming werkt? Dat maakt zaken, zoals Gore duidelijk zegt, immers onnodig ingewikkeld; er is opwarming en die wordt, volgens een grote meerderheid van de klimaatwetenschappers, veroorzaakt door kooldioxide. Meer kooldioxide geeft meer opwarming. Waarom zou je meer moeten weten?
De simpele versie van de broeikastheorie (zoals ook in de “An Inconvenient Truth” behandeld) gaat als volgt:
“Energie van de zon (zonne-energie) komt de atmosfeer van de aarde binnen en wordt warmte (infraroodenergie). Gassen in de atmosfeer, waaronder koolstofdioxide, laten het zonlicht door om het land en de oceanen te verwarmen, maar ze werken als een deken om infrarode energie op te vangen wanneer deze terug de ruimte in straalt. Dit staat bekend als het broeikaseffect.”
Deze ‘dekentjes-theorie’, kun je vervolgens te pas en te onpas overal terugvinden en maakt helaas iedere discussie onmogelijk. Dikkere dekentjes geven betere isolatie en dus meer warmte. Dat is niet meer dan logisch.
In het onderstaande is deze fundamentele broeikas-theorie weergegeven, zoals deze tegen het eind van de vorige eeuw, op basis van een aantal wetenschappelijke doorbraken, is ontwikkeld en die wel degelijk stof tot nadenken geeft.
De ontwikkeling van een vraagstuk
De broeikastheorie is klassieke wetenschap. Al in 1827 werd de theorie uitgewerkt dat zonnestraling de aardkorst verwarmt en deze de warmte terugkaatst naar de atmosfeer.
Eind negentiende eeuw werd de theorie uitgewerkt dat kooldioxide, een broeikasgas, er voor zorgde dat de temperatuur op Aarde haar huidige niveau haalt en verantwoordelijk was voor het komen en gaan van de ijstijden. Door belangrijke theoretische ontwikkelingen in de natuurkunde (de wet van Stefan-Boltzmann (uit 1884)) kon nu immers berekend worden dat de hoeveelheid zonnestraling onvoldoende was om de huidige wereldgemiddelde temperatuur te halen.
Er was natuurlijk wel een probleem; de som kon niet kloppen voor het Aarde-Zon systeem.
De ongemakkelijke theorie
We kunnen meten hoeveel zonnestraling de Aarde bereikt, we kunnen ook bepalen hoeveel van deze straling ‘het klimaatsysteem’ opwarmt, maar voor een stabiel systeem moet de hoeveelheid straling die de Aarde weer verlaat gelijk zijn aan de hoeveelheid straling die wordt opgenomen.
Maar als dat zo zou zijn, dan zou dat betekenen dat de Aarde gemiddeld niet warmer kan zijn dan -19 graden Celsius, terwijl de gemiddelde wereldtemperatuur op dit moment toch echt ongeveer +14,5 graden Celsius is. Een verschil van 33,5 graden.
Dit verschil hebben we volgens ‘de klassieke theorie’ te danken aan de broeikasgassen. Ieder molecuul heeft zijn eigen absorptiespectrum en de spectra van de broeikasgassen zijn zodanig samengesteld dat zij vrijwel alle door de Aarde uitgestraalde infrarode straling absorberen. En dat niet alleen, ze stralen deze ook weer terug naar de Aarde (tegenstraling). Er zijn eigenlijk maar twee ‘vensters’ in de atmosfeer, waar de straling niet wordt afgevangen. Allereerst is dat het ‘optische venster’, wat maakt dat we überhaupt iets kunnen zien. En daarnaast is er nog het infrarode ‘gat’ tussen de 7,5 en 15 micron. Alleen door deze ‘gaten’ verdwijnt energie direct uit het klimaatsysteem.
Maar meer broeikassen geeft dus ook een grotere opwarming! Maar dat is dus ook weer te simpel gedacht. Hoe zit het dan wel?
De temperatuur-geschiedenis
De theorie van het broeikaseffect werd in 1998 op een geweldige manier bevestigd door de zgn. ‘hockey-stick theorie’ die werd ontwikkeld door hoofdauteur Michael Mann, in samenwerking met Bradley en Hughes.
CONSENSUS OVER HET BROEIKAS_EFFECT
Het is niet anders. De broeikas-theorie is ingewikkeld. Maar geeft het feit dat er een 97% consensus is onder wetenschappers dan niet duidelijk aan dat het broeikaseffect bestaat?
Barack Obama was de eerste die openlijk refereerde aan een 97% consensus die onder klimaatonderzoekers zou bestaan, ten aanzien van de oorzaken van klimaatverandering. Hij verwees hierbij naar een onderzoek van de tot dan vrij onbekende John Cook (tegenwoordig ook COVID 19 deskundige), waaruit deze uitkomst zou komen.
Cook en zijn team hadden in de periode 1991-2011 maar liefst 11 944 “climate abstracts” van onderzoeken, die op internet konden worden gevonden met de zoektermen ‘global climate change’ of ‘global warming’ geanalyseerd. Hij kwam tot de conclusie dat 97% van deze samenvattingen inderdaad de çonsensus onderschreef, dat de mensheid verantwoordelijk was voor de recente ‘global warming’.
Maar hoe komt het dan dat er nog steeds ‘sceptici’ (meestal geen klimaatwetenschappers) zijn, die twijfelen aan het broeikas-effect?
De ontwikkeling van een vraagstuk
Pre-historie
Voor zover ik heb kunnen achterhalen was het allereerst de invloedrijke Franse wis-, schei- en natuurkundige Jean Fourier, die al in 1827 stelde dat de hitte van de zon werd geabsorbeerd door de aarde en ook nog werd teruggekaatst naar de aarde door de atmosfeer. Hij noemde dit proces het “broeikas-effect”.
De theorie werd enigszins gewijzigd in 1860 door John Tyndall, een Engelse wetenschapper, die erin slaagde om kooldioxide en waterdamp te isoleren als de stoffen in de atmosfeer die bij dit proces de belangrijkste rol speelden, waarbij hij tot de conclusie kwam dat waterdamp de belangrijkste van deze twee stoffen was.
Abbot en Fowle concludeerden aan de hand van de onderzoekingen van Rubens, Aschkinass en anderen dat zelfs bij heldere dagen het gehalte waterdamp in de atmosfeer genoeg was om 90% van de totale aarduitstraling te absorberen.
Hoofdzakelijk in de onderste regionen van de atmosfeer wordt de lucht zodanig verwarmd door de infrarode straling, dat deze opnieuw naar de aardoppervlakte wordt terug gestraald. Dit werd de tegenstraling van de atmosfeer genoemd. De met het gehalte waterdamp samenhangende grootte van de tegenstraling kan vervolgens worden berekend wanneer men de uitstraling van de aarde meet.
Een belangwekkende proef om deze tegenstraling aan te tonen werd door Maurer (1887) in Zürich uitgevoerd. Hij vond een uitstraling in wolkenloze nachten in juni tot 0,13 gcal per vierkante centimeter per minuut. De beroette koperplaat van de door hem benutte actionometer had echter bij de heersende temperatuur 0,50 gcal per minuut moeten verliezen op grond van de beroemde wet van Stephan-Boltzmann. Hij concludeerde dat het verschil tussen beide afkomstig moest zijn van een hypothetische “tegenstraling” die dan ook 0,37 gcal per vierkante centimeter per minuut moest bedragen.
In 1896 stelde Svante Arrhenius, een Zweedse chemicus, de eerste Zweed die een Nobelprijs kreeg en die op latere leeftijd voorzitter van de Nobelprijs- jury werd, dat veranderingen in de hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor het komen en gaan van de ijstijden. Hij berekende dat het effect van een verdubbeling van kooldioxide in de atmosfeer een gemiddelde temperatuurstijging van 5 tot 6 graden Celsius teweeg zou brengen.
Verontrust door de industriële revolutie die op dat moment in volle ontwikkeling was, ging hij vervolgens in op de vraag hoe lang het ongeveer zou duren voordat het zover zou zijn. Hij kwam echter, gelet op de hoeveelheden kooldioxide die momenteel op aarde aanwezig zijn, afgezet tegen de toenmalige jaarlijkse menselijke industriële kooldioxide-productie, tot de conclusie dat dit ongeveer 3000 jaar zou duren.
De eerste scepticus
Hierna wordt de geschiedenis van het broeikas-effect enigszins troebel. Het is duidelijk dat klimaatwetenschappers als bijvoorbeeld G. Simpson zich in zijn studies uit 1928 duidelijk zoekt naar de stralingsevenwichten die later zouden worden gebruikt om het bestaan van het broeikas-effect aan te tonen, maar het zou toch zeker tot de jaren vijftig van de 20e eeuw duren voordat dit thema opnieuw onder de publieke aandacht zou worden gebracht.
Dit werd onder meer in de hand gewerkt door het werk van Professor R. W. Wood, die op grond van een simpele proef duidelijk maakte dat het broeikas-effect, wat de basis was geweest van alle bovenstaande theorie, helemaal niet werd veroorzaakt door terugkaatsende infrarode straling, zoals bijvoorbeeld door glas, maar door het blokkeren van opstijgende warme lucht.
Daarnaast maakten experimenten van de gerenommeerde Zweedse natuurkundige Angström duidelijk dat meer koolstofdioxide in de atmosfeer helemaal niet leidde tot een temperatuurtoename, maar dat het wel de plantengroei stimuleerde.
En als laatste klap voor de broeikas-hypothese presenteerde Milutin Milankovitch in 1920 een mechanisme, waarbij aan de hand van veranderingen in de baan van de aarde rondom de zon (de zgn. Milankovitch cyclus), zeer accurate berekeningen gedaan konden worden ten aanzien van de meeste klimatologische veranderingen gedurende de afgelopen miljoenen jaren. Veranderingen van de baan van de Aarde rondom de zon worden overigens ook nu nog gezien als de belangrijkste veroorzaker van klimaatsveranderingen.
In de jaren 1910-1940, met name in de jaren dertig, werd de aarde echter warmer. In 1938 probeerde G. S. Callendar, een Engelse meteoroloog, om de “the Royal Society” te overtuigen van zijn stelling dat de Globale opwarming, net zoals de ‘oude’ theorie van Arrhenius voorspelde, was begonnen. Hij gebruikte de data van 200 weerstations wereldwijd om te laten zien dat de gemiddelde temperaturen tussen 1880 en 1930 waren gestegen met een halve graad Celsius. Hij berekende verder dat de temperatuur nog zo´n twee graden zou stijgen in de komende eeuw.
Na de tweede wereldoorlog
In de jaren die volgden deed “de global warming” het echter rustiger aan en bovendien begon de Tweede Wereldoorlog die de interesse in het onderwerp ‘wat deed verflauwen’. In 1957 publiceerde Roger Revelle, een Amerikaanse wetenschapper, echter zijn these dat de oceanen helemaal niet zoveel kooldioxide absorbeerden als wel werd gedacht. Op grond hiervan meende hij: “human beings are now carrying out a large-scale geophysical experiment of a kind that could not have happened in the past nor be reproduced in the future.”
In 1958 werd deze theorie zo geloofwaardig gevonden dat Roger Revelle in samenwerking met Charles Keeling genoeg fondsen bijeen wisten te krijgen om het Manua Loa observatory op te richten, waardoor zij in staat waren om kooldioxide metingen te doen ver van alle menselijke verontreiniging. Keeling ontwikkelde een meetapparaat dat zo nauwkeurig was dat hij ervan overtuigd raakte dat alle metingen die voordien naar het kooldioxide-gehalte waren gedaan onjuist waren.
Al na enkele jaren zagen zij een sterke trend in de richting van sterk toenemende gehalten kooldioxide. Op een grafiek uitgezet ontstond roemruchte Keeling curve, die seizoensinvloeden secuur weergaf, maar ook een gestadig toenemend kooldioxide gehalte in de atmosfeer.
Dit leidde er in 1965 toe dat het Witte Huis een eerste studie liet uitvoeren naar de relatie tussen de uitstoot van kooldioxide en het toenemende gehalte van kooldioxide in de atmosfeer.
In de astro-fysische wereld was de broeikas-theorie inmiddels ook weer in het middelpunt van de belangstelling gekomen door een tweetal spectaculaire ontdekkingen, die nauw verband hielden met deze theorie. Vanwege het belang van deze ontdekkingen volgt allereerst een korte samenvatting van de problematiek op Venus en die van de jonge Aarde.
Het Venus argument
De geschiedenis van de ontwikkeling van de broeikas-theorie is niet compleet zonder hierbij in te gaan op de snelle ontwikkelingen in het planetaire onderzoek in de jaren zestig.
Tot begin jaren zestig van de vorige eeuw werd vrij algemeen aangenomen dat de temperatuur van Venus niet veel kon afwijken van die van de Aarde. Schattingen die werden gedaan voor de invallende zonnestraling, warmtebalansen, albedo en dergelijke, gaven waarden die niet veel afweken van die van de Aarde. Gerenommeerde experts als Chamberlain en Kuiper berekenden een temperatuur van 285 K voor Venus, op grond van een analyse van de structuur van de 7820 en 8689 Ångström absorptiebanden van koolmonoxide.
Maar met de opkomst van de radioastronomie bleek Venus echter zeer hoge intensiteit microgolven (met een golflengte die iets groter is dan infrarood) uit te stralen. Deze ontdekking, van Mayer et al. werd in gepubliceerd in “The astrophysical journal” van januari 1958, met de weinig spectaculaire titel “Observations of Venus at 3,15-cm Wavelength”.
Het was deze ontdekking die er echter toe leidde dat de jonge onderzoeker Carl Sagan van de Universiteit van Chicago, met ondersteuning van NASA, zijn studie: “The Radiation Balance of Venus” (1960) kon opstellen. Sagan stelt in deze studie onder meer:
“De klassieke studies naar de stralingsbalans van de Aarde zijn van de hand van Sir George Simpson. In Simpson’s eerste artikel, werd de geïntegreerde absorptiviteit van waterdamp gebruikt, gebaseerd op toen fragmentarisch bekende experimentele data. De stralingsflux geëmitteerd door de oppervlakte werd opgeteld door de stralingsflux geëmitteerd door de atmosfeer; Simpson vond dat de som hiervan in dezelfde ordegrootte, maar wel 40% minder was, dan die van geabsorbeerde stralingsflux van de zon.
Een veel betere overeenkomst werd gevonden in het tweede artikel van Simpson, waarin rekening was gehouden met de verschillende doorzichtigheid van de atmosfeer voor de verschillende golflengten.
Voor golflengten waarvoor de Aardse atmosfeer transparant is, nam Simpson aan dat de uitgaande straling van de Aardoppervlakte zelf afkomstig was; voor golflengten waarvoor de atmosfeer ondoorzichtig is, van de tropopauze en voor de overige golflengte werd een arbitraire uitstralingshoogte genomen, halverwege tussen oppervlakte en tropopauze.
In dit onderzoekstadium is de totale waterhoeveelheid in de atmosfeer van Venus nog niet bekend, waardoor de golflengte intervallen van relatieve doorzichtigheid niet nauwkeurig kunnen worden voorspeld.
Er zijn dan twee mogelijkheden. Aangenomen kan worden dat de bovenste atmosfeer van Venus ondoorzichtig is voor golflengten, waarvoor de 1 km atmosfeer van kooldioxide ondoorzichtig is en dat alle andere golflengten van een dieper niveau, nog nader vast te stellen niveau komen. Anderzijds kan ook Simpson’s eerste methode worden gehanteerd, waarbij de verbeterde experimentele waarden van geïntegreerde absorptie en uitstraling worden gebruikt…
De stralingstemperatuur van een atmosfeer-loze planeet met de albedo van Venus met dezelfde afstand naar de zon zou 250 graden Celsius zijn… Het is evident dat een oppervlaktetemperatuur van 600 K een zeer efficiënt broeikaseffect vereist. Gezien vanuit de stralingsbalans , zal de effectieve absorptiviteit van de atmosfeer, geïntegreerd over alle golflengten ongeveer gelijk zijn aan 0,995 voor nonsynchronome rotatie; de equivalente atmosfeer zal ondoorzichtig zijn tussen de 1,5 en 40 micrometer. Water is het enige molecuul dat waarschijnlijk overvloedig aanwezig is op Venus en wat de straling groter dan 20 micrometer absorbeert…
Als er een 1 km-atm van kooldioxide boven de effectief reflecterende laag aanwezig is voor de 8000 A absorptiebanden, zal de totale kooldioxide hoeveelheid in een convectieve atmosfeer van Venus 18 km-atm bedragen. De totale atmosferische druk op Venus is ongeveer 4 atmosfeer…
Extrapolatie van de kooldioxide en waterdamp uitstraling bij verhoogde temperaturen laten zien dat ongeveer 10 g/cm2 waterdamp noodzakelijk is voor een non-synchrone roterende Venus en 1 g/cm2 voor een synchroon roterende Venus om het benodigde broeikas-effect te kunnen bereiken.
In het licht van het huidige bewijsmateriaal is Venus een hete, droge, zanderige, winderige, bewolkte en waarschijnlijk levenloze planeet.”
Runaway
In een nieuw artikel van Sagan, geschreven in 1962, is opnieuw flinke wetenschappelijke vooruitgang geboekt. Sagan komt nu tot een waarschijnlijke druk van 55 atmosfeer en laat berekenen dat wanneer Venus net zoveel koolstof heeft als de Aarde, maar liefst 16 atmosfeer van deze atmosfeer zou kunnen bestaan uit kooldioxide. Wanneer de atmosfeer bestaat uit 20% kooldioxide en 80% stikstof (N2) geeft dit een druk van 55 atmosfeer.
“De hoge oppervlaktedruk en temperaturen zullen resulteren in een hoge ondoorzichtigheid van het hele infrarode spectrum. Druk-verbreding van de absorptiebanden van kooldioxide kan ervoor zorgen dat de golflengten rondom de 3,5 en 10 micrometer ondoorzichtig worden, die op de Aarde nog transparant zijn. Vervluchtiging van het oppervlaktemateriaal kan leiden tot op dit moment nog onvermoede ‘infrarood absorbeerders’ in de lagere atmosfeer.”
Deze overwegingen leiden tot een aanname van het broeikas-model als oorzaak voor de microgolf-emissie. Maar het is duidelijk dat de situatie veel meer complex is dan bij de oorspronkelijke opzet van het broeikasmodel voor Venus (Sagan, 1960). Dankzij de ondoorzichtigheid van de wolken en nabije infrarood kooldioxide absorptie, zal er veel minder zonlicht de lagere Cytherean atmosfeer bereiken dan oorspronkelijk werd gedacht. Een andere poging om gedetailleerde berekeningen voor het broeikas-effect op Venus op te stellen, zal moeten wachten tot het moment dat een betere benadering van de compositie en doorzichtigheid van de zichtbare wolken en een betere kennis van de compositie van de lagere atmosfeer beschikbaar zijn.”
Dit wetenschappelijke vacuüm leidde al snel tot nieuwe theorieën over het helse klimaat van Venus. Zo leidde de constatering van de afwezigheid van het belangrijke broeikasgas waterdamp niet alleen tot een mathematisch probleem om het broeikas-effect voor Venus vast te stellen; het leidde ook tot speculaties over de oorzaak van deze onverwachte afwezigheid van water.
Het artikel van A.P. Ingersoll uit 1969: “The runaway Greenhouse: A History of Water on Venus”, trok hierbij het meest de aandacht:
“In het model dat we hebben bediscussieerd is een evenwicht onmogelijk wanneer de zonneconstante een bepaalde kritische waarde overschrijdt, onder de voorwaarde dat de ondoorzichtigheid voor infrarode straling wordt veroorzaakt door het gas waarvan de concentratie wordt gecontroleerd door verdamping en condensatie…
Wanneer een planeet superkritisch is ten aanzien van water, zullen de oceanen verdampen en al het water zou in de atmosfeer terecht komen…
Er is alle reden om aan te nemen dat dit mogelijk zou kunnen gebeuren op Venus, wanneer hiervoor voldoende water beschikbaar zou zijn.”
Vervolgens gaat Ingersoll in op de bezwaren die eerdere auteurs als Hoyle (1955), Sagan (1960) en Gold (1964) hadden tegen de “runaway-hypothese”, om te komen tot zijn conclusie:
“In dit artikel hebben we laten zien dat een “runaway greenhouse regime” mogelijk is voor een planeet met oceanen en een omloopbaan in de nabijheid van de zon, zoals Venus. We hebben laten zien dat waterdamp uniform gemengd zou worden in de atmosfeer en dat grote hoeveelheden water door fotodissociatie zouden worden ontleed in een relatief korte tijd. Het is buiten de scope van dit artikel om na te gaan wat er zou gebeuren met de waterstof in de atmosfeer, of met de vrije zuurstof en of deze zich zou verbinden met het ijzer van de oppervlakte, of met atmosferische koolwaterstoffen om uiteindelijk kooldioxide te vormen. De hoge temperaturen gedurende dit “runaway proces” zouden dit proces ongetwijfeld versneld hebben.
Er zijn vele onzekerheden bij deze verklaring, maar het heeft het voordeel dat een belangrijk verschil tussen Venus en Aarde kan worden verklaard als een noodzakelijk consequentie van hun relatieve posities binnen het zonnestelsel.”
Wikipedia verduidelijkt het “runaway greenhouse effect” als volgt:
“Deze term werd bedacht door Caltech wetenschapper Andrew Ingersoll (1969) in een document waarin een model van de atmosfeer van Venus is beschreven. Hij ging er vanuit dat de planeten Aarde en Venus veel gelijkenis met elkaar vertoonden, waarbij ook op Venus oceanen ontstonden. Maar omdat Venus veel meer zonnestraling ontving dan der Aarde, ontwikkelde zich ook veel meer waterdamp in de atmosfeer van Venus, die ook weer zorgde voor een veel grotere absorptie van de inkomende straling, wat weer de oorzaak was van hogere temperaturen op de planeet en dus ook weer nog hogere gehalten waterdamp. Kortom, de oceanen verdampten en alle waterdamp kwam in de atmosfeer terecht.
Door de hoge concentraties waterdamp in de atmosfeer ontstond, door de invallende ultraviolette licht, fotodissociatie van de waterdamp, waarbij het lichtere waterstofgas kon ontsnappen naar de ruimte en de ontstane zuurstof ging reageren met de opgeslagen koolstof aan het oppervlakte van de planeet.
Hierdoor ontstond het kooldioxide wat het broeikas-effect weer versterkte en ook nu nog 96% van de atmosfeer uitmaakt.”
De algemeen beschrijvende toon van het artikel laat echter zien dat het broeikas-raadsel van Venus nog steeds niet is opgelost. De aanname van IPPC (1990) dat de planeet Venus kan worden opgevoerd als bewijs voor de stelling dat het broeikas-effect bestaat:
“Omdat hun oppervlakte temperatuur in goede overeenstemming zijn met die welke we kunnen berekenen op basis van de broeikas-effect theorie”, is dan ook wellicht wat overmoedig te noemen.
Volgens het artikel heeft een dergelijke variatie “profound consequences” voor de temperatuur van “aardse planeten”. Maar heel bijzonder is dat er desondanks blijkbaar een redelijk constante temperatuur op Aarde heeft geheerst gedurende de gehele geschiedenis van de Aarde. In het artikel wordt dit als volgt uitgewerkt:
“Wij geloven dat het leven al vrij snel na de ontwikkeling van de Aarde begon, hierdoor moet er wel vloeibaar water zijn geweest gedurende de periode van 4,5 tot 3,5 miljard jaar geleden, maar uitgaande van een helderheid die zoveel procent lager is geweest zou de gemiddelde temperatuur op Aarde in de periode van 4 tot 4,5 miljard jaar geleden niet hoger zijn geweest dan 245 K, ofwel 28 graden beneden het vriespunt, dit terwijl fossiele data, afkomstig van de “Swaziland supergroup” laten zien dat er in ieder geval 3,2 miljard jaar geleden voldoende vloeibaar water op Aarde geweest moet zijn.”
Nadat in het artikel vervolgens wordt stilgestaan bij de mogelijkheid dat een verschillend albedo hiervoor verantwoordelijk zou kunnen zijn, welke ook weer mogelijkheid wordt verworpen, komen de auteurs vervolgens uit bij het broeikas-effect als mogelijke verantwoordelijke en oplossing voor deze ‘faint young sun paradox’:
“Hierdoor blijven veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer over als mogelijke verklaring. Grote veranderingen van het CO2 gehalte zouden echter slechts geringe invloed hebben omdat de sterkste banden al verzadigd zijn. Een verandering van het huidige CO2 gehalte zou slechts een verandering van 2 graden Celsius teweeg brengen. De CO2 hoeveelheid wordt bovendien sterk gecontroleerd door het silicaat-carbonaat evenwicht, door de buffering door het zeewater en door de ademhaling en fotosynthese feedback.
Ook door de negatieve feedback van waterdamp bij koudere temperaturen is het niet aannemelijk dat waterdamp verantwoordelijk kan zijn voor de hogere temperaturen dan kan worden verwacht…
Vervolgens werden een groot aantal kandidaat- moleculen getest als veroorzaker van dit enorme broeikas-effect 3,5 miljard jaar geleden. Velen vielen ook weer af, maar Sagan en Mullen kwamen uit bij ammoniak als zeer geschikte kandidaat.
De evolutie van de Aardse atmosfeer verliep volgens Sagan en Mullen dan ook, na een aanvankelijke afkoeling door het verlies van waterstof uit de atmosfeer, “naar een milder klimaat, ongeveer 3,5 miljard jaar geleden, waarin de temperatuur werd gedomineerd door een broeikas-effect veroorzaakt door ammoniak en waterdamp”.
De ‘faint young sun’ lastpost
In het artikel van Rosing et al. (2011) wordt aangetoond dat de mineralogie van de afzettingingen uit het Archaïcum, met name de alom aanwezige ijzeroxiode afzettingen met verschillende valentie (Fe (II-III)), niet consistent zijn met hoge concentraties broeikas-gassen in de atmosfeer van dat moment. Hierdoor getriggerd, alsmede door de afwezigheid van ander geologisch bewijs voor de aanwezigheid van zeer hoge gehalten broeikas-gassen, hebben de auteurs de oplossing voor de faint young sun paradox op een andere manier gezocht.
Door te wijzen op een hogere waterspiegel en dus minder landoppervlak, alsmede op de afwezigheid van regendruppel-nuclei (waardoor er minder wolkenvorming zou zijn), zou de albedo van de Aarde, gedurende het Archaïcum, ook veel lager kunnen zijn, dan nu het geval is. Hierdoor zouden er ook geen extreme hoeveelheden broeikasgassen nodig zijn om de temperatuur toch op een redelijk niveau te houden.
Deze hypothese werd onmiddellijk aangevallen door Goldblatt (2011) die in zijn artikel met de veelzeggende naam “Faint young Sun paradox remains” aantoonde dat de benodigde hoeveelheid opwarming, zelfs bij de meest extreme condities, nooit het niveau, wat hiervoor volgens het geologische bewijsmateriaal nodig zou zijn, zou behalen. Voor geïnteresseerden heb ik de hoofdlijnen van deze boeiende discussie in de bijgevoegde link weergegeven. (zie link)
Hoezeer ook terecht of onterecht. Het door Sagan gevonden broeikaseffect van Venus en ook het (opnieuw door Sagan) veronderstelde broeikaseffect wat noodzakelijk was voor de compensatie van een koele zon, waren belangrijke theorieën, voor de bewustwording van het belang van het broeikaseffect. En dan zeker voor de gevaren die het ‘huidige fragiele evenwicht’ van de broeikasgassen in de atmosfeer zouden kunnen aantasten.
Een ongemakkelijke theorie
Een studie over het broeikas-effect kan niet voorbijgaan aan datgene wat publicitair gezien de discussie tot een niet eerder gekend niveau heeft weten te brengen, de documentaire van Al Gore over het klimaat.
Toch is dit, zoals hierboven al gesteld, niet echt de juiste plaats om te zoeken naar de wetenschappelijke onderbouwing van het broeikas-effect. Om te begrijpen waardoor kooldioxide zo funest is voor het klimaat kan wellicht dan ook beter naar de wetenschappelijke onderbouwing, zoals gegeven door het IPCC, worden gekeken. In het IPCC-rapport uit 2001 (TAR); kan de volgende, blijkbaar voor leken geschreven, korte beschrijving van het broeikas-effect worden gevonden:
“De ultieme bron van energie die het klimaatsysteem drijft is de straling van de zon. Ongeveer de helft van de straling bestaat uit het zichtbare kortgolvige deel van het elektromagnetisch spectrum. De andere helft is meestal in het nabij-infrarode gedeelte, terwijl ook nog een gedeelte aanwezig is in het ultraviolette deel van het spectrum. Elke vierkante meter van de aarde boloppervlak buiten de atmosfeer krijgt gemiddeld gedurende het jaar 342 Watt zonnestraling, 31% hiervan wordt onmiddellijk naar de ruimte weerkaatst door de wolken, de atmosfeer en het aardoppervlak. De resterende 235 Wm-2 wordt gedeeltelijk geabsorbeerd door de atmosfeer, maar het meeste hiervan (168 Wm-2) verwarmt het aardoppervlak: het land en de oceanen.
Het aardoppervlak geeft die warmte terug aan de atmosfeer, gedeeltelijk als infrarode straling, deels als voelbare warmte en waterdamp, die zijn warmte afgeeft wanneer het hoger in de atmosfeer condenseert. Deze uitwisseling van energie tussen oppervlak en atmosfeer betekent dat onder de huidige omstandigheden een globale gemiddelde temperatuur nabij het oppervlak van 14° C wordt gehaald, maar deze temperatuur neemt snel af met hoogte en bereikt een gemiddelde temperatuur van -58 ° C aan de bovenkant van de troposfeer.
Voor een stabiel klimaat, is een evenwicht nodig tussen inkomende zonnestraling en de uitgaande straling van het klimaatsysteem. Daarom moet het klimaat systeem zelf ook weer gemiddeld 235 W/m2 terug de ruimte in stralen. Details van deze energiebalans zijn te zien in figuur 1.2, waaruit blijkt aan de linkerkant wat er met de inkomende zonnestraling gebeurt, en aan de rechterkant hoe de atmosfeer de uitgaande infrarode straling uitstraalt.
Elk fysiek object straalt een hoeveelheid energie uit op golflengten typisch zijn voor de temperatuur van het object: bij hogere temperaturen wordt meer energie uitgestraald met kortere golflengten. Voor de aarde geldt dat wanneer het 235 Wm-2, moet uitstralen, hiervoor een effectieve emissie temperatuur van ((235/5,67E-8)^1/4=) -19 °C aanwezig moet zijn met typische golflengten in het infrarode deel van het spectrum.
Maar dit is 33 °C lager dan de gemiddelde temperatuur van 14 °C aan het aardoppervlak!
Om te begrijpen waarom dit zo is, moet men rekening houden met de stralingseigenschappen van de atmosfeer in het infrarode deel van het spectrum. In de atmosfeer zijn meerdere gassen aanwezig die infrarode straling absorberen en uitzenden. Deze zogenaamde broeikasgassen absorberen infrarode straling, uitgezonden door het aardoppervlak, atmosfeer en wolken, behalve in een transparant deel van het spectrum, het zogenaamde “atmospheric window” […].
Deze broeikasgassen stralen op hun beurt de geabsorbeerde infrarode straling in alle richtingen uit, ook naar beneden, terug naar het aardoppervlak. Hierdoor houden de broeikasgassen de warmte binnen de atmosfeer.
Dit mechanisme heet het natuurlijke broeikaseffect. Het nettoresultaat is een opwaartse overdracht van infrarode straling uit het warmere niveau nabij het aardoppervlak, naar de hoger gelegen koudere niveaus. De infrarode straling wordt effectief terug de ruimte uitgestraald vanuit een hoogte met een temperatuur van gemiddeld -19 ° C. Hierdoor is er dus een evenwicht met de binnenkomende straling, terwijl het aardoppervlak op een veel hogere temperatuur van gemiddeld 14 ° C wordt gehouden. Deze effectieve emissie temperatuur van -19 ° C komt in gematigde breedten voor op een hoogte van ongeveer 5 km.
Merk op dat het essentieel is voor het broeikaseffect dat de temperatuur van de lagere atmosfeer niet constant (isotherm) is, maar afneemt met de hoogte. Het natuurlijke broeikaseffect maakt deel uit van de energiebalans van de aarde, zoals schematisch wordt weergegeven in figuur 1.2. “
Het zal duidelijk zijn; wanneer de terug-straling van de atmosfeer om, nog nader uit te werken oorzaken, verandert, dan zal dit ernstige consequenties hebben voor de huidige evenwichtssituatie.
Echter, om te weten wat er nu precies gebeurt wanneer het kooldioxidegehalte verdubbelt, is kennis van de natuurkunde achter het broeikaseffect onontbeerlijk.
Natuurkundige basis van de broeikas
De relatie met de temperatuur
Meer CO2 in de atmosfeer zou ons klimaat warmer doen worden. Maar hoe werkt dat dan en, niet onbelangrijk ook, om hoeveel opwarming gaat dat nu eigenlijk?
Allereerst dan een blik op de werking van broeikasgassen in zijn algemeenheid. Het is vaker verteld. Zonder broeikasgassen zou de temperatuur van de Aarde een gemiddelde waarde van -19 graden Celsius hebben. Door de aanwezigheid van broeikasgassen wordt deze temperatuur met 33 graden verhoogd, tot de veel aangenamere +14 graden Celsius. Maar hoe gaat dat dan in zijn werk?
Om deze theorie helder te krijgen wil ik ook hier worden teruggegrepen naar ‘klassiek werk’, in dit geval: “Fysische aspecten van het C02-probleem” (1982). De academische kwaliteiten van de van de auteurs; Cor Schuurmans, (winnaar van de Buys-Ballotmedaille 1995, destijds hoofd onderzoek van het KNMI hoogleraar klimaatdynamica in Utrecht en onderzoeksdirecteur van het KNMI, expert reviewer van het TAR), Hans Oerlemans (professor aan de meteorologie van de Universiteit van Utrecht en hoofdauteur van het IPCC in 1990, 1996 en 2001) en Robert Mureau (meteorologisch onderzoeker, verbonden aan het KNMI, later hoofd onderzoek bij MeteoGroup) zouden voldoende kredietwaardig moeten zijn om een betrouwbare beschrijving, in de lijn van het IPCC, te geven om het verband tussen toegenomen straling en temperatuur te geven.
Het betoog van de bovengenoemde auteurs kan als volgt worden samengevat:
“C02 Iaat zonnestraling vrijwel ongehinderd door, maar het absorbeert de langgolvige straling die door het aardoppervlak wordt uitgezonden. Het atmosferische C02 straalt echter ook weer uit, zowel naar boven, als terug naar het aardoppervlak. Het is deze terugstraling (meestal tegenstraling genoemd) die bet broeikaseffect veroorzaakt.”
De motor van het systeem is dus de zon. Die straalt ons haar energie toe in de vorm van zonlicht, een breed spectrum van elektromagnetische straling. Wanneer het zonlicht de aarde bereikt, wordt een gedeelte (iets minder dan een derde) onmiddellijk weerkaatst door de dampkring (de atmosfeer) en het aardoppervlak.
Het overige deel wordt echter door de aarde, de atmosfeer en de aardkorst opgenomen en zal deze opwarmen. De deeltjes die deze energie hebben opgenomen zullen deze ook weer uitstralen, maar nu met een energieniveau (wat veel lager zal zijn) wat hoort bij de temperatuur van deze deeljes. De uitgestraalde energie is vaak niet meer dan infraroodstraling, die wij als warmtestraling herkennen.
Een deel van deze uitgezonden straling verlaat onze dampkring zonder opgenomen te worden door de atmosfeer. Maar bepaalde gassen die van nature in de atmosfeer aanwezig zijn – de zogenaamde broeikasgassen – zullen deze infraroodstraling ook gedeeltelijk absorbeeren (en weer uitzenden). maar hierdoor ontstaat dus als het ware een tweede energiebron, die de atmosfeer opwarmt. het lijkt dan logisch; meer broeikasgassen in de atmosfeer zorgt ervoor dat de atmosfeer meer opwarmt, omdat deze de tegenstraling doet toenemen.
Schuurmans et al. stellen vervolgens: “De grootte van deze extra tegenstraling kan voor iedere hoogte boven het aardoppervlak worden bepaald door rekening te houden met de temperatuur- en drukafhankelijkheid van de absorptie en emissie. Met behulp van hoogte-afhankelijke numerieke stralingsmodellen is aangetoond dat de extra tegenstraling bij meer CO2 een maximum heeft op 20 km hoogte. Hieruit kan onmiddellijk worden afgeleid dat meer CO2 in de luchtlaag beneden 20 km tot verwarming leidt en, in de luchtlagen boven 20 km tot afkoeling. Immers, de temperatuurverandering (dT) in een laag is evenredig met de stralingsdivergentie (dF/dZ) volgens:
Hierin is CP = soortelijke warmte en ρ = dichtheid van lucht. Waar de netto tegenstraling -Fn met de hoogte z toeneemt treedt dus verwarming op en waar -F met de hoogte afneemt afkoeling.
Vijftien jaar geleden konden op grond van zulke stralingsberekeningen reeds goede benaderingen van de werkelijkheid worden gepubliceerd.
Kwalitatief is het beeld sindsdien ongewijzigd gebleven: met meer CO2 zal de stratosfeer in temperatuur afnemen en de troposfeer iets warmer worden. (Bij een lagere C02-concentratie zijn de temperatuureffecten juist omgekeerd). Het gaat er echter vooral om wat er kwantitatief gebeurt. Daarover is minder eenduidigheid en in feite draait daar de hele C02-klimaatdiscussie om…”
Boven onze atmosferische grenslaag (boudary layer) zien we dus eigenlijk vrijwel altijd een stabiele atmosfeer. Hier zien we een geleidelijke afname van de temperatuur, die vooral door geleiding en adiabatische afkoeling verklaard moet worden.
De oorspronkelijke energiestraling zal hierdoor steeds slechter door de bovenliggende lagen opgenomen kunnen worden en aan de bovenzijde van de troposfeer zien we dan ook een temperatuur van -56 graden Celsius. Deze geleidelijke afname is gemodelleerd als een gemiddelde uitstraling in het midden van de troposfeer, op ongeveer 5 kilometer hoogte, waar de temperatuur -19 graden bedraagt. het gehalte waterdamp wordt hier zo laag dat de aan de waterdamp gebonden straling niet meer kan worden opgenomen door hogere luchtlagen, iets dat bij kooldioxide aan de top van de troposfeer ook gebeurd. (zie onderstaand spectrum van de uitgestraalde energie van de aarde; in dit specifieke geval vindt de uitstraling van waterdamp al op geringe hoogte plaats (rond de 270 K, ofwel al direct boven de PBL), die van kooldioxide aan de top van de troposfeer. Op dat moment is er dus een evenwicht tussen de inkomende straling en uitgaande straling.
Er is een temperatuurgradiënt naar boven toe, waardoor, als er op een bepaalde hoogte geen deeltjes meer zijn die de straling kunnen absorberen (bijvoorbeeld kooldioxide boven de troposfeer, of waterdamp op een gemiddelde hoogte van 5 kilometer), dan zal deze straling worden uitgestraald naar het heelal. Het belangrijke punt binnen de broeikastheorie is nu dat de uitgestraalde energie in evenwicht moet zijn met de binnenkomende zonnestraling, om de temperatuur op aarde niet telkens te laten toenemen.
Schuurmans et al. gebruiken deze theorie om het stralingsevenwicht aan de bovenzijde van de atmosfeer als volgt te modelleren:
“De geabsorbeerde zonnestraling door de aarde (gegeven door de ontvangen zonnestraling (So) van 349 Wm-2 maal de fractie niet gereflecteerde hoeveelheid straling (1- albedo(A))) moet per tijdseenheid gelijk zijn aan de totale hoeveelheid uitgestraalde (infrarode) straling aan de bovenzijde van de atmosfeer (Io) volgens Stefan- Boltzmann (Io = σT4). Hierdoor geldt dus ook: Io = S0 *(1-A).
Maar de uitgestraalde hoeveelheid infrarood licht (Io) moet ook gelijk zijn aan het door de aarde uitgestraalde hoeveelheid infrarood licht (Is), minus de fractie van dit licht die door de atmosfeer wordt geabsorbeerd (y).
Wanneer deze geabsorbeerde fractie weer wordt uitgestraald, kan de straling in principe maar twee kanten op (omhoog of omlaag) wat statistisch verdeeld wordt. Er kan vanuit worden gegaan dat de helft omhoog gaat en de helft terug naar de aarde wordt gezonden, ofwel:
Io = Is – ½ y*Is, wat dan weer kan worden uitgeschreven als:
(1- A)So = (1- ½ y)Is = Io
Hierbij is A dus de albedo van de aarde (fractie teruggekaatst zonlicht); So = ontvangen zonnestraling (is ongeveer gelijk aan ¼ * zonneconstante); y = fractie van de infrarode straling die wordt geabsorbeerd door de atmosfeer; Is = uitstraling van het aardoppervlak (σT4 ) en Io = infrarode straling aan de rand van de atmosfeer (die dus in evenwichtsituatie gelijk moet zijn aan invallende zonnestraling). Een en ander is hieronder grafisch weergegeven:
Een gemakkelijker benadering?
Grazend op het internet is het gemakkelijk om ook andere uitleg te vinden voor het toch wat rare fenomeen van het broeikas-effect. Een van de meest begrijpelijke vond ik ‘Analyse van Energiesystemen‘ een collegedictaat van de TU Delft door G.P.J. Dijkema en E.J.L. Chappin (2014), vanaf pagina 95:
“Vanuit de zon gezien is de oppervlakte Az waarop de aarde netto zonnestraling ontvangt gelijk aan het oppervlak van een platte schijf met de straal van de aarde r. Dit oppervlak is constant, net als de intensiteit van de zonnestraling. Het oppervlakte Az = πr2. Omdat de aarde een bol is, is haar oppervlak gelijk aan A = 4πr2. Tenslotte heeft de aarde een albedo a = 0.3. Voor de gemiddelde geabsorbeerde inkomende zonnestraling S_in geldt dus:
Omdat S_in gelijk moet zijn aan S_uit, en we kunnen aannemen dat de emissiviteit van de Aarde nagenoeg gelijk is aan 1, kunnen we vrij gemakkelijk uitrekenen dat T gelijk met zijn aan 255 K, ofwel -18 graden Celsius. Gelukkig zien Dijkema en Chappin ook al gelijk de klassieke oplossing:
“Als de aarde geen atmosfeer zou hebben, net als de maan, dan zou de gemiddelde temperatuur op aarde ± 33 oC lager zijn dan de werkelijk gemiddelde temperatuur op het aardoppervlak, 15 oC . Dit verschil wordt veroorzaakt door de aardse atmosfeer – op kosmische schaal bezien een ± 100 km dunne laag ijl gas. Deze atmosfeer houdt kennelijk een deel van de door het aardoppervlak uitgaande warmtestraling tegen en kaatst deze als het ware terug naar de aarde.
Op de tijdschaal van millennia heeft zich vervolgens een evenwicht ingesteld waarbij door de gemiddelde temperatuur op aarde zoveel hoger is als nodig om dit broeikaseffect van de atmosfeer te compenseren. Dat is de afgelopen eeuwen een temperatuur van ± 15 oC . Laten we de atmosfeer beschouwen als een eenvoudige plaat die een deel van de uitgestraalde infraroodstraling terugkaatst naar het aardoppervlak, zoals schematisch weergegeven in figuur 8.4 (naar (Archer, 2007)).
Dan geldt:
Dit stelsel vergelijkingen is dan op te lossen voor Taardoppervlak en Tatmosfeer zodat de drie balansen kloppen.
Toename van kooldioxide
Maar wat gebeurt er nu als de hoeveelheid broeikasgassen verandert? In eerste instantie zou je misschien zeggen; weinig. Broeikasgassen zorgen ervoor dat de uitgestraalde energie wordt opgevangen en verdeeld over de luchtlagen. Binnen dertig meter is alle warmtestraling van de Aarde opgevangen en wordt deze energie gemengd in de onderste luchtlagen (PBL). Maakt het dan iets uit of die onderste dertig meter iets kleiner wordt?
Dit zou zo zijn als er met die verdubbeling van de hoeveelheid kooldioxide niet iets merkwaardigs gebeurt. Tijdens laboratorium-proeven is namelijk gebleken dat het absorptiespectrum van kooldioxide in de atmosfeer iets verandert wanneer de concentratie van kooldioxide in de lucht toeneemt (zie onderstaande spectra).
Nu zou dit op zich ook nog geen ramp zijn, maar het wordt natuurlijk anders wanneer deze spectrum-verbreding plaats vindt op een plek waar zich het atmosferische venster bevindt. Ter herinnering; er zijn maar twee “vensters” naar het heelal: het ‘optische venster’, van 4000 tot 8000 A en het venster als gevolg van de onvolledige doorlating van het infrarood, met een ‘gat’ tussen de 7,5 en de 13 um. Zoals hierboven te zien gaat die spectrumverbreding over het gedeelte heen waar bij een ‘normale’ hoeveelheid kooldioxide straling simpelweg direct naar het heelal zou verdwijnen.
Op basis hiervan heeft men kunnen berekenen dat de atmosfeer, over de vele luchtlagen heen tot de top van de troposfeer, een extra 3,39 W/m2 kan opvangen. En dat heeft een klimaateffect wat door Schuurmans et al. als volgt wordt uiteen gezet.
“Door verhoging van het kooldioxide gehalte wordt de fractie y groter (want meer straling van het aardoppervlak wordt onderschept) waardoor het evenwicht met de inkomende zonnestraling (1- a)So alleen kan worden hersteld door een toeneming van de uitstraling van het aardoppervlak Is. Dat gebeurt ook wanneer de temperatuur aan het aardoppervlak Ts hoger wordt. Het mooie van dit model is nu dat dit precies is wat kan worden verwacht wanneer de atmosfeer meer zonnestraling absorbeert.
Op grond van laboratorium proeven is gebleken dat door een toeneming van het C02-gehalte tot 2 keer de huidige concentratie, de fractie y zodanig toeneemt dat de uitstraling aan de rand van de atmosfeer ( Io ) met 4,2 W/m2 (latere berekeningen geven volgens Wikipedia een forcering van 3,39 W/m2), afneemt. “
Het broeikas-effect wordt dus veroorzaakt door het gegeven dat een (klein) deel van de straling van het atmosferische venster in plaats van met een stralingstemperatuur van gemiddeld 15 graden boven nul, nu wordt uitgestraald met een stralingstemperatuur van -56 graden Celcius. het verschil in energie wat normaal gesproken uit het systeem zou verdwijnen, blijft nu dus opgesloten zitten in de onderste luchtlagen en zal naar alle waarschijnlijkheid aan de energie-inhoud van de aardkorst ten goede komen.
De klimaatmodellen-bouwers, die deze opwarming vervolgens in hun klimaatmodellen stopten, kwamen er vervolgens op uit dat in de hogere luchtlagen dus ook de meeste opwarming moest plaatsvinden en vonden in de resultaten vervolgens met name in de tropen (waar de troposfeer met kooldioxide) het dikst is, een extreme opwarming, de zgn. ’tropische- Hot spot’.
Omdat deze ‘Hot spot’ in de praktijk niet kon worden teruggevonden werden deze modellen een mooi mikpunt voor gemakkelijke klimaatsceptici, wat vervolgens weer om een ingewikkelde verdediging van de broeikas-theorie vroeg (zie bijvoorbeeld: https://skepticalscience.com/tropospheric-hot-spot-advanced.htm).
Maar terug naar de theorie; als deze extra energie (3,39 W/m2) nu inderdaad terugkeert op de aardkorst zal dit een opwarming geven van 1 graad Celcius. maar daarbij blijft het natuurlijk niet. Schuurmans, Oerlemans en Mureau zetten uiteen waar het werkelijke gevaar van de stralingsforcering als gevolg van de toename van kooldioxide schuilt:
“De “stralingsforcering” van 4,2 W/m2 geeft vervolgens een opwarming van 1,23 graden Celsius. Deze extra warmte geeft echter ook een extra verdamping van (het broeikasgas) waterdamp. Dit zal vergelijkbare effecten oproepen als de verhoging van het CO2-gehalte en geeft een verhoging van nog eens 1,56 graden Celsius. Vervolgens moet dan nog worden gekeken naar de overige terugkoppelingseffecten die eigenlijk alleen aan de hand van satelliet-metingen kunnen worden afgeleid. Dit verband blijkt lineair te zijn en geeft een verhoging van de temperatuur door alle terugkoppelingsmechanismen samen met maar liefst 2,75 graden Celsius, ofwel een verdubbeling van de oorspronkelijke waarde.
Wanneer dan alle beschouwde effecten, samen met een extra verhoging van de absolute vochtigheid die dan nog niet gemoduleerd is, in beeld worden gebracht, blijkt dat de beste schatting voor de veranderende temperatuur, die wordt veroorzaakt door een verdubbeling van het kooldioxide-gehalte, moet liggen tussen de 2,8 en 4,7 graden Celsius.”
De temperatuur-geschiedenis
Tot zover (vooralsnog) de wetenschappelijke theorie. Maar hoe zit het dan met de praktijk van de opwarming?
Voor buitenstaanders in de klimaatdiscussie kwam het wellicht onverwacht. In 1998 publiceerde Science het onderzoek van Michael E. Mann, Raymond S. Bradley en Malcolm K. Hughes (MBH) waarin de CO2 -crisis een historisch perspectief werd geplaatst. De boodschap was niet mis te verstaan. Wanneer het kooldioxidegehalte stijgt, moet de hiermee samenhangende temperatuur van de atmosfeer ook stijgen.
De grafiek van Mann, hieronder weergegeven, werd volgens de auteur samengesteld met behulp van gegevens van jaarringen van bomen en ijskernen, en historische data. Deze gegevens werden vervolgens gebruikt om de temperaturen van de afgelopen 6 eeuwen te bepalen.
De grafiek werd dan ook direct toegevoegd aan het IPCC rapport van 2001. De gemiddelde temperatuur op aarde, die al sinds vele eeuwen redelijk constant was, werd in recente geschiedenis volgens Mann, als het blad aan een hockey-stick, omhoog geduwd.
Het resultaat mocht er zijn en dit onweerlegbare bewijs werd dan ook een van de belangrijkste elementen van Al Gore’s “Inconvenient Truth”.
Al snel kwam er stevige inhoudelijke kritiek op de deze ‘hockeystick theorie’ van Michael Mann. Met name de artikelen van Stephen McIntyre en Ross McKitrick (M&M) trokken hierbij de aandacht. Zij stelden immers dat zij dezelfde database als Michael Mann hebben gebruikt, en dezelfde soort van berekeningen hadden uitgevoerd, maar uitkomsten kregen die totaal anders waren dan wat door Mann werd gepubliceerd. Hiervoor was volgens hen maar een uitleg mogelijk; Mann en zijn medewerkers hadden de data gemanipuleerd. Wikipedia meldt hierover het volgende:
“Mann, Bradley en Hughes publiceerden vervolgens in Nature een correctie, waarin ze een aantal fouten dat in het materiaal dat online stond verbeterden, maar ze hielden vast aan hun oorspronkelijke resultaten.
Eugene Wahl en Caper Ammann toonden aan dat M&M de resultaten van MBH niet terugvonden omdat die de methode van MBH anders toepasten. De resultaten waren wel reproduceerbaar als de methode op dezelfde manier gebruikt werd. Volgens Mann hadden McIntyre en McKitrick verder 80% van de data uit de 15e eeuw weggelaten, waardoor de curve van M&M in die eeuw een opwarming vertoonde midden in de kleine ijstijd, wat overigens in geen enkele van de tientallen andere temperatuurreconstructies wordt waargenomen. Door weglating van die gegevens is de grafiek van M&M niet meer statistisch significant.
Echter, de geest was uit de fles; met de kritiek van M&M kwam de discussie over de hockeystickcurve op gang.
Hans von Storch, de ex-hoofdredacteur van Climate Research, vond die eerste kritiek van M&M weinig gefundeerd, en noemde zijn artikel uit 2004 de eerste serieuze kritiek. Von Storch beweerde dat Mann en zijn medeauteurs de natuurlijke variabiliteit met een factor twee onderschatten. Wahl et. al. hebben echter weer fouten in Von Storchs werk ontdekt.
In 2005 publiceerden McIntyre en McKitrick een nieuwe kritiek in het tijdschrift Geophysical Research Letters waarbij ze weer stelden dat de hockeystick vorm een artefact is van de statistische verwerking. Ze vonden met Manns methode in 99% van de gevallen een hockeystick, zelfs als ze rode ruis als gegevens gebruikten. Michael Mann werd verder aangevallen omdat hij de gebruikte gegevens niet volledig beschikbaar zou stellen.
Pas in dit stadium kwam uiteindelijk een groot deel van de brongegevens van Mann toch op zijn ftp-server te staan.
Het debat over de statistische verwerking ging verder over het gebruik van een gedecentreerde vorm van hoofdcomponentenanalyse, een methode waarbij normaal gecentreerd wordt rond de hele dataperiode. MBH wilden de componenten vergelijken met de temperaturen in de 20e eeuw, en hadden daarom gecentreerd op de periode 1900-1980 (het einde van de reconstructie), wat een weinig gebruikelijke manier van verwerken is. Latere studies toonden weer aan dat deze manier van standaardisering weinig invloed heeft op de uitkomst, en dat een eenvoudige middelingsmethode eveneens een hockeystick oplevert.
Het IPPC betrok de kritiek van McIntyre en McKitrick in het vierde assessment rapport, stelde dat de kritiek gegrond was, maar nauwelijks uitmaakte, zoals bleek uit het artikel van Wahl et al. (2006). Hierbij wordt echter voorbijgegaan aan het feit dat ook in dit artikel de conclusie luidde dat de grafiek van Mann niet wetenschappelijk robuust zou zijn geweest als hierbij niet zo nadrukkelijk de data van de befaamde Bristlecone pijnboom zouden zijn betrokken.
Ook de andere reconstructies die tegen die tijd bestonden, werden in de analyse betrokken.
Naast een aantal methodologische problemen in M&M’s kritiek bleek dat ze van hun 10.000 computerruns met ruis alleen de 100 lieten zien die het meest op een hockeystick leken, een vorm van cherry-picking.
Op verzoek van het Congres stelde de National Research Council een speciale “Committee on Surface Temperature Reconstructions for the Past 2,000 Years” samen. Deze bestond uit 12 onderzoekers uit verschillende vakgebieden met Gerald North als voorzitter.
De commissie concludeerde in 2006 dat de analyse van MBH inderdaad statistische tekortkomingen had, maar dat die weinig uitmaakten.
In 2006 publiceerde echter ook een team statistici onder leiding van Edward Wegman een rapport, dit op verzoek van de Republikeinse afgevaardigden in het Amerikaans Congres, Joe Barton en Ed Whitfield. De resultaten werden gepresenteerd op een hoorzitting in een commissie van het Congres onder leiding van Joe Barton.
Het rapport ging vooral in op de statistische analyse die in het MBH-rapport gebruikt werd, maar keek ook naar de persoonlijke en professionele banden tussen Mann en andere leden van de paleoklimatologische gemeenschap. De statistische verwerking in MBH98 en MBH99 zou onduidelijk en onvolledig zijn, zodat de kritiek van McIntyre en McKitrick gerechtvaardigd was. Het rapport bevestigde dat de gedecentreerde hoofdcomponentenanalyse, zelfs wanneer er random data wordt ingevoerd een hockeystick oplevert. Verder vond de commissie dat de eerste hoofdcomponent in de statistische analyse wordt gedomineerd door de Bristlecone pijnboom en de Vossenstaartpijnboom, maar dat er in de literatuur aanwijzingen zijn dat deze soorten misschien geen goede proxies vormen voor temperatuurverandering, omdat ze beter groeien als er meer CO2 voorhanden is.
Er zouden geen aanwijzingen zijn dat Mann en zijn co-auteurs contacten onderhielden met statistici. Tevens stelde het Wegman-rapport dat er een nauwe samenwerking bestaat tussen de paleoklimatologen en speculeerde dat daardoor onafhankelijk onderzoek mogelijk bemoeilijkt zou kunnen worden. Verschillende van de proxies worden hergebruikt in verschillende “onafhankelijke” studies zodat deze niet echt onafhankelijke verificaties zijn. Volgens de commissie bewijst de analyse van MBH niet dat de jaren 90 het warmste decennium was van het afgelopen millennium, en dat 1998 het warmste jaar van het millennium was.
Het Wegman-rapport heeft op zijn beurt behoorlijk wat kritiek gekregen. Zo werd het rapport volgens deze kritiek niet gecontroleerd door paleoklimatologen, hoewel Wegman tijdens de hoorzitting beweerde dat zes mensen informeel per e-mail het rapport hadden goedgekeurd.
Verder werd gesteld dat verbetering van de statistische fouten het resultaat van MBH’s grafiek niet significant verandert, ook niet voor de recente jaren. Verder leverden onderzoeken met andere statistische methodes gelijksoortige grafieken op.
De analyse van het sociale netwerk van Mann door de commissie-Wegman zou goede criteria missen. De analyse kon niet gelden voor 1998, omdat de reconstructie van MBH toen de eerste was. Een netwerk van co-auteurs is niet ongebruikelijk in wetenschappelijke subdisciplines.
Gedurende de hoorzitting definieerde Wegman het sociaal netwerk als reviewers die “actief met Michael Mann hebben meegewerkt aan het schrijven van wetenschappelijke artikelen” en antwoordde dat hijzelf met geen enkele van zijn reviewers iets heeft geschreven.
Gerald North, voorzitter van de commissie van de National Research Council die eerder de Hockeystick had bestudeerd (zie boven) stelde dat de politici op de hoorzitting waarop het Wegman-rapport werd voorgesteld “de wetenschappelijke informatie verdraaiden voor hun eigen propaganda-doeleinden. De hoorzitting diende niet om inlichtingen te verzamelen, maar reclame”.
Op de vraag of hij het oneens was met het Wegman-rapport antwoordde hij “Nee, we zijn het niet oneens met hun kritiek. In feite hebben we ongeveer hetzelfde gezegd in ons eigen rapport.”
Deze kritiek was dan wel niet erg duidelijk in de conclusie van het rapport van de commissie North terecht gekomen…
Michael Mann zelf gaf aan dat het rapport kritiekloos de beweringen van M&M napraatte, terwijl die al weerlegd waren in verschillende gecontroleerde artikelen. Maar die werden onverklaarbaar genegeerd werden door de commissie van Barton. De beweringen van M&M waren volgens Mann enkele weken tevoren verworpen door de National Academy.
De weblog Deep Climate stelde in december 2009 dat grote delen van het Wegman-rapport plagiaat zijn, waaronder de “sociaal netwerk”-analyse die woordelijk overeenkomt met Wikipedia.”
In oktober 2010 kondigde de George Manson Universiteit een formeel onderzoek aan naar de plagiaat-claims ten aanzien van hun beroemde medewerker, wat op februari 2012 werd afgerond.
Ten aanzien van het hoofdrapport vond de onderzoekscommissie echter dat er “no misconduct was involved”, while “extensive paraphrasing of another work did occur, in a background section… the work was repeatedly referenced and the committee found that the paraphrasing did not constitute misconduct”.
Een afzonderlijk onderzoek werd echter gedaan naar de publicatie van Said & Wegman, gebaseerd op het hoofdrapport, waar wel in een aantal onderdelen van het artikel plagiaat was gepleegd, waarvoor Professor Wegman als team-leider de verantwoordelijkheid droeg. Hiervoor kreeg hij dan ook een “official letter of reprimand”.
Inhoudelijk was er echter geen of nauwelijks kritiek op het rapport. Het kan dan ook merkwaardig worden gevonden dat het IPCC ondanks alles toch de kant van Mann bleef kiezen. Ook de andere reconstructies die tegen die tijd bestonden werden in de analyse betrokken om te komen tot een reconstructie die maar weinig afweek van de oorspronkelijke hockeystick.
In het vijfde rapport zijn opnieuw de analyses van Mann gebruikt voor een temperatuurreconstructie van het afgelopen millennium. Hieruit wordt ook duidelijk dat er inderdaad voor Europa mogelijk een moeilijk verklaarbare middeleeuwse warme periode was, maar dat dit een regionaal fenomeen geweest moet zijn omdat dit voor het Noordelijk halfrond in zijn totaliteit niet valt terug te vinden.
het zal duidelijk zijn dat dit koren op de molen was voor diverse ‘sceptici’. Alleen Mann was blijkbaar in staat om hockey-sticks te produceren! Het is voor mij ook onbegrijpelijk dat het IPCC hier kiest voor een confrontatie met de sceptici, op behoorlijk glad ijs, zoals uit de navolgende bladzijden nog duidelijk zal worden.
De klimaatmodellen
“Natuurlijke en antropogene stoffen en processen die het energiebudget van de aarde veranderen zijn aanjagers van klimaatverandering. Radiative forcing (RF) kwantificeert de verandering in energiefluxen veroorzaakt door veranderingen in deze aanjagers voor 2011 ten opzichte van 1750, tenzij anders aangegeven. Positieve RF leidt tot opwarming van het aardoppervlak, negatieve RF leidt tot afkoeling. RF is geschat op basis van in-situ en remote observations, eigenschappen van broeikasgassen en aërosolen, en berekeningen met behulp van numerieke modellen die waargenomen processen beschrijven.”
Aldus begint hoofdstuk C. van de IPCC samenvatting voor beleidsmakers van het “vijfde assessment cyclus”van Werkgroep I, die zich bezig houdt met de fysische principes van klimaatverandering. Voor de sceptici werd de nadruk op de “numerieke modellen die de waargenomen processen beschrijven” (de klimaatmodellen) gezien als een nieuwe focus voor het IPCC, nadat de hockeystick van Mann, door de vele kritiek, een te kwetsbaar icoon voor de klimaatverandering was geworden.
Eigenlijk lijkt het een logische volgorde; nadat de reconstructies zijn voltooid, kunnen de voorspellingen volgen.
De basis van het klimaat-modelleren is de bepaling van de effecten waartoe de vele terugkoppelingen (feedbacks) van de opwarming door broeikasgassen zouden leiden. Het doel is om te bepalen hoeveel de Aarde werkelijk zou opwarmen als gevolg van een verdubbeling van kooldioxide.
Het streven werd om een numerieke waarde te vinden voor de evenwichtsklimaatgevoeligheid (equilibrium climate sensitivity (ECS)). Wikipedia illustreert deze “climate sensitivity” als volgt:
Maar om te bepalen wat het klimaat gaat doen is niet alleen van belang hoe groot de ECS is. Van wellicht even groot belang is de waarde van de transient climate response (TCR). Dit is de hoeveelheid warmte die optreedt als het CO2 gehalte verdubbelt, maar daarbij slechts geleidelijk toeneemt (1% per jaar). Het wijkt af van de ECS waarde omdat hier nog geen sprake is van een evenwichtstoestand tussen atmosfeer en oceanen.
Aangenomen wordt dat de TCR lager is dan de ECS. Het IPPC geeft in haar vijfde assessment rapport (2014) aan dat de ECS 1,5-4,5 K moet bedragen, terwijl voor de TCR waarden worden gegeven die variëren van 1-2,5K. In de onderstaande figuur is te zien hoe de verschillende klimaatmodellen deze waarden in hun berekeningen hebben verwerkt.
Het onderzoek “An assessment of Earth’s climate sensitivity using multiple lines of evidence” (2020) door 25 vooraanstaande klimaatwetenschappers heeft de al vanaf 1990 bestaande onzekerheid van de (ECS) met een factor 2 verkleind.
Al vanaf 1990 (IPPC) werd hiervoor een range aangehouden van 1,5 tot 4,5 K, maar het team onder leiding van Sherwood wist deze range te verkleinen tot 2.6-3.9 K.
Toegankelijk is dit rapport, zelfs voor overtuigde “alarmisten”, overigens niet. Bijvoorbeeld H. Custers begint in zijn artikel over dit onderzoek op zijn site met de volgende opening: “Laat ik beginnen met een bekentenis. Ik heb het nog niet in zijn geheel gelezen. Dit stuk is mede gebaseerd op wat de auteurs er zelf over schrijven op Carbon Brief en RealClimate.”
Omdat ik graag wat meer wilde weten over de rol van bewolking bij de bepaling van de ECS, mede naar aanleiding van de onzekerheid die hierover door een van de auteurs (Z. Hausfather) werd uitgesproken op https://www.carbonbrief.org/explainer-how-scientists-estimate-climate-sensitivity, heb ik wat gerichter gezocht en kom dan eigenlijk bij een vrij ontnuchterende passage uit:
“Clouds are one component with reductions of low and middle-level clouds producing a positive radiative adjustment of ~0.4 W m–2 (Andrews et al., 2012b, Kamae et al., 2015, Sherwood et al., 2015, Smith et al., 2018).
Several mechanisms for these cloud reductions have been identified.
First, the increase in CO2 causes the vertical profile of radiative cooling to shift to higher levels. This results in less radiative cooling at low levels, a shoaling of the marine boundary layer, and a reduction of low clouds (Kamae and Watanabe 2013). LES also simulates boundary layer shoaling and low cloud reductions (Bretherton et al., 2013, Bretherton and Blossey, 2014, Blossey et al., 2016), lending credence to the GCM results.
Second, the increase in CO2 also causes a reduction in the vertically-integrated tropospheric radiative cooling, which reduces the strength of the overall hydrologic cycle and hence the overall amount of cloud produced (Dinh and Fueglistaler, 2020).
Finally, plant physiological processes cause the stomatal resistance to increase with increasing CO2 (Doutriaux-Boucher et al., 2009). The resulting reduction in surface evaporation and concomitant increase in sensible heat flux to the atmospheric boundary layer dries and warms the near surface air. This reduces the low-level relative humidity and clouds over land (Arellano et al., 2012, Andrews and Ringer, 2014).”
Deze weergave is op zijn minst teleurstellend omdat er naast de eerste reden met vooral verwijzingen naar artikelen achter een betaalmuur, een tweede reden wordt aangevoerd die pas in 2020 lijkt te zijn ontdekt, maar die bij nadere studie alleen betrekking had op een snelle achteruitgang van bewolking en neerslag 10 dagen nadat een er een abrupte toename van kooldioxide plaats vindt. De laatste oorzaak moet in ieder geval discutabel genoemd worden. Een toename van plantengroei (en dus toename van verdamping) wordt gezien als één van de positieve effecten van een toename van kooldioxide in de atmosfeer.
Geconcludeerd moet dan ook worden dat de rol van bewolking ook na het rapport van Sherwoord et al. één van de grootste bronnen van onzekerheden in klimaatsimulaties blijft.
Zoals Hausfather (juni 2018) op Carbonbrief.org aangeeft, is het erg onzeker hoe veranderingen in de graad van bewolking de ECS zullen beïnvloeden:
“An increase in low-altitude clouds would tend to offset some warming by reflecting more sunlight back to space, whereas an increase in the height of high-altitude clouds would trap extra heat. Meanwhile a shift in sun-blocking clouds from the tropics towards the poles, where the incoming sunlight is less intense, would decrease their power to block sunlight.
Changes in the composition of clouds also matter: clouds that contain more water droplets are “optically thicker” and more effective at blocking sunlight than those composed mainly of ice crystals. All this means the global net effect of cloud feedbacks is complex and hard for scientists to model precisely.”
Hausfather is overigens wellicht nog wel bekender door zijn artikel uit 2019 (Evaluating the Performance of Past Climate Model Projections), waarin hij aannemelijk maakt dat zelfs 50 jaar oude klimaatmodellen het veelal bij het rechte eind hadden. Een studie die al snel door de sceptische molen ging. De Vos concludeert: “de paper van Hausfather et al heeft betrekking op 11 oude modellen van voor 1993. Veel van die oude modellen deden het eigenlijk helemaal niet goed. Het bekendste van die modellen, dat van Hansen, deed het zelfs bijzonder slecht.” (zie: https://klimaatgek.nl/wordpress/2020/01/19/modellen-versus-waarnemingen/).”
De klaarblijkelijk nogal gemakkelijk te weerleggen conclusies uit de studie van Hausfather, waren voor Middleton een leuke aanleiding om een algehele kritiek op de klimaatmodellen te verpakken: https://wattsupwiththat.com/2019/12/06/climate-models-have-not-improved-in-50-years. Maar ook in de studie van McKitrick & Christy (2018): A test of the tropical 200- to 300-hPa warming rate in climate models, komen de modellen er niet best vanaf. Hieronder zal wat uitgebreider ingegaan worden op deze kritiek.
97% Consensus
Op de website https://klimaatveranda.nl/2016/04/13/consensus-over-consensus-brede-overeenstemming-in-de-wetenschap-over-de-menselijke-invloed-op-het-klimaat/ gaat klimaatwetenschapper Bart Verheggen in op de continue kritiek die door diverse sceptici wordt geuit ten aanzien van de basis-consensus die er in de klimaatwetenschap bestaat over menselijke invloed op het klimaat:
“De meeste wetenschappers zijn het er over eens dat de huidige klimaatverandering voornamelijk door menselijk handelen wordt veroorzaakt. Dat is keer op keer aangetoond op basis van enquêtes en literatuuranalyses. In het artikel “Consensus on consensus: a synthesis of consensus estimates on human-caused global warming”, door J. Cook, et al. wordt een overzicht gegeven van deze verschillende studies, die op basis van verschillende methoden tot een zeer vergelijkbare conclusie komen. Hieruit blijkt de robuustheid van de wetenschappelijke consensus over klimaatverandering.
Uit deze meta-studie blijkt ook dat de mate van overeenstemming dat de huidige opwarming door mensen is veroorzaakt het grootst is onder onderzoekers met de meeste expertise en/of de meeste publicaties in de klimaatwetenschap. Dat verklaart tegelijkertijd waarom literatuuranalyses, waarbij abstracts van wetenschappelijke artikelen worden beoordeeld op een eventueel standpunt over de oorzaak van klimaatverandering, over het algemeen een hogere mate van consensus vinden dan enquêtes. Immers, ervaren wetenschappers die veel hebben gepubliceerd over klimaatverandering hebben in het algemeen een goed begrip van de oorzaken van de opwarming, en zij hebben vaak meer artikelen gepubliceerd dan hun ‘sceptische’ collega’s(…)
Uit de vele –ongefundeerde- kritieken op consensus studies blijkt dat dit nog steeds een hot issue is in het publieke debat, ondanks het feit dat studie na studie het beeld bevestigt dat er brede overeenstemming is onder wetenschappers over het grote plaatje: het warmt op en dat komt (grotendeels) door de mens. Een substantieel deel van het brede publiek is er dan ook nog steeds over in verwarring, en ook in de politiek, scholen en media wordt klimaatverandering vaak niet conform de wetenschappelijke inzichten weergegeven – al is dat in Nederland niet zo extreem als in bijvoorbeeld de VS.”
Eigenlijk opende Barack Obama verrassend genoeg de discussie over de concensus.
Door zijn tweet op 16 mei 2016, maakte bij in een klap een tot dan toe redelijk onbekende Australische wetenschapper, John Cook, wereldberoemd. In het artikel waarnaar Obama verwees, had Cook naar eigen zeggen: “the evolution of the scientific consensus on anthropogenic global warming (AGW) in the peer-reviewed scientific literature” geanalyseerd, door 11 944 “climate abstracts” van onderzoeken, uit de periode van 1991–2011, die op internet konden worden gevonden met de zoektermen ‘global climate change’ of ‘global warming’ te analyseren en classificeren.
De onderzoeken werden in de volgende categorieën ingedeeld.
Het resultaat van het onderzoek was vervolgens spectaculair. Wanneer de onderzoeken werden weggelaten waarin geen duidelijke mening werd uitgesproken over klimaatverandering bleek dat: “Among self-rated papers expressing a position on AGW, 97.2% endorsed the consensus.”
De onderzoeken bleken als volgt te kunnen worden ingedeeld:
Uiteraard volgde kritiek van de sceptici. Bijvoorbeeld De Vos concludeert aan de hand van het onderzoek van Cook:
“32,6% steunt AGW, 66,7% van de samenvattingen toont geen standpunt met betrekking tot AGW en 0,3% wijst AGW af. Hoe komt men dan toch aan die 97% consensus? Dat is het gevolg van wat Cook et al vervolgens met deze uitslag doen. Ze schuiven het grootste deel (66,7%) van de uitslag opzij ( ‘no position’ en ‘uncertain’) en bekijken van de overgebleven categorieën hoe groot het percentage is dat “endorsed the consensus position that humans are causing global warming” : 97,1%. Dat is dus de bron van de bekende uitspraak “97% van de wetenschappers….” (…)
Kortom, een onderzoek met nogal wat tekortkomingen en onduidelijkheden. Conclusie kan in ieder geval zijn dat de uitslag van het onderzoek van Cook de ‘97% consensus’ betreffende AGW volstrekt niet steunt. Dat misverstand is door Cook et al zelf in het leven geroepen door de grote groep die geen standpunt ten aanzien van AGW inneemt weg te strepen.” (https://klimaatgek.nl/wordpress/2016/10/19/die-97-consensus/)
PVV-leider Geert Wilders bleek het het onderzoek van Cook ook in deze context te hebben gelezen. In een debat gaf hij aan dat ’tweederde van de klimaatwetenschappers geen standpunt heeft over schadelijkheid van CO2′. NRC Handelsblad deed een factcheck naar deze uitspraak van Wilders. Maar de NRC schrijft: “Volgens Wilders concludeert Cook dat een derde (32,6 procent) van alle wetenschappers de invloed van de mens op het klimaat onderschrijft en dat twee derde geen standpunt inneemt. Maar dat is helemaal niet wat Cook en de zijnen schrijven. Zij onderzochten of ze zo’n standpunt konden halen uit de samenvatting.” (ik moet eerlijk toegeven dat ik deze conclusie niet helemaal begrijp)
En: “Een wetenschapper die bijvoorbeeld onderzoek doet naar wat de temperatuurstijging in het Arctisch gebied betekent voor ijsberen, kan heel goed overtuigd zijn van de menselijke invloed op het klimaat, zonder dat te benoemen. Dat is helemaal niet vreemd”, schrijft Cook in een reactie per e-mail: “Je verwacht toch ook niet van moderne astronomen dat ze in hun artikelen telkens uitleggen dat de aarde om de zon draait.”
Toch is de onduidelijkheid hiermee niet helemaal verdwenen. In een artikel in de Washington Times van 16 april 2016 wordt bijvoorbeeld opgemerkt:
“The 97 percent of scientists frequently cited by President Obama who agree on climate change? Some of them are actually climate “deniers.”
Take David Legates, University of Delaware professor of climatology. He’s known as a leading “denier” for his skeptical take on the catastrophic climate change narrative, but he does agree that the climate is changing — which, by Mr. Obama’s standard, puts him in the 97 percent.
In fact, Mr. Legates says the figure is probably closer to 100 percent, because few reputable scientists would disagree that the climate changes, or even that humans have an impact on climate. Where he and other scientists part company with the “consensus” is on the narrower issues of whether human activity is the primary driver of global warming or whether it signals imminent climate disaster.”
Dit is met de ‘methode Cook’ een inderdaad lastiger te nemen klip. In een streven naar een zo hoog mogelijke consensus, verliest het onderzoek eigenlijk ook zijn wetenschappelijke relevantie. Weinig onderzoekers zullen ontkennen dat er klimaatverandering is en dat de mens hieraan een bijdrage levert. Maar in hoeverre is kooldioxide dan de hoofdoorzaak volgens deze 97%?
Dit betekent natuurlijk wel dat een blinde verwijzing naar een 97% consensus met grote voorzichtigheid moeten worden gedaan en erkend moet worden dat inderdaad niet helemaal duidelijk is wat deze consensus nu eigenlijk betekent. Zeker wanneer dit onderzoek wordt afgezet tegen een veel specifieker onderzoek zoals door ruimte ingenieur Willie Soon en vooraanstaand astronoom Sallie Baliunas in 2003 naar de consensus ten aanzien van de klimaatontwikkelingen is gedaan. (zie pagina lauw-warm)