Wij (in Nederland) hebben te maken met steeds meer zonneschijn en dus steeds warmere zomers. Dat dit samen hangt weten we zeker dankzij GISS/NASA die heeft berekend dat het netto effect van wolken op de temperatuur van het aardoppervlak een afkoeling van maar liefst 5 oC oplevert.
En dat was bijzonder duidelijk dit jaar. RTL nieuws meldde het al vroeg:
“De eerste zes maanden van het jaar 2022 waren het zonnigste eerste half jaar ooit gemeten in Nederland. Met liefst 1162 zonuren in De Bilt waren het geweldige maanden voor zonliefhebbers en zonnepanelen.
De nu getelde 1162 zonuren zijn er veel meer dan het langjarig gemiddelde van 909. Met de 253 extra uren zon, kregen we er zogezegd een extra juni-maand aan zon bij.”
Maar ook daarna leverde de zon. Weeronline.nl geeft op 14 oktober al te kennen:
“De zon heeft op 7 oktober al gemiddeld over het land 1956 uur geschenen. Daarmee is een top-5-notering een feit. Inmiddels is een week later de grens van 2000 zonuren gepasseerd. De kans is zeer aannemelijk dat het hele jaar recordzonnig de boeken ingaat. Geen enkel jaar, sinds de metingen in 1906 begonnen, telde van 1 januari tot en met 14 oktober zoveel zonuren als 2022. De voorsprong op 2003 is tot nu toe nog altijd meer dan 100 uur. (…)
Een aantal van meer dan 2000 zonuren is inmiddels bereikt. In het verleden is het slechts vier keer eerder voorkomen dat een jaar gemiddeld over het land meer dan 2000 zonuren noteerde. Opvallend is dat deze jaren allemaal in deze eeuw voorkwamen. Naast recordjaar 2003 werden ook in 2018 en 2020 meer dan 2000 zonuren genoteerd. Het jaar 2022 voegt zich zeer waarschijnlijk bij dit rijtje.”
Het aantal uren zonneschijn is een directe oorzaak van warmere klimaatomstandigheden, zoals we de laatste jaren hebben meegemaakt. En dat is, ondanks alle klimaatscepsis vrij gemakkelijk te bewijzen. Volgens weer.nl bijvoorbeeld:
“De zomer van 2022 was de heetste zomer ooit gemeten op het Europese continent, [dit] blijkt uit metingen van de Europese klimaatverandering dienst Copernicus. De oppervlaktetemperatuur was bijna 0,4 graden hoger dan tijdens de vorige zomer, die toen ook al de warmste ooit gemeten was. Ook de afgelopen augustusmaand was recordwarm op het Europese continent, het oude record werd met maar liefst 0,8 graden verbroken (…)
Augustus 2022 was veruit de heetste augustusmaand in Europa sinds het begin van de metingen. De gemiddelde temperatuur lag 1,72 graden boven het langjarig gemiddelde van 1991-2020 en zelfs 2,24 graden boven het langjarig gemiddelde van 1981-2010. De augustusmaand was 0,8 graden warmer dan de volgende warmste augustusmaand (2018) en 0,9 graden warmer dan die van 2010, 2003 en 2015 die op een gezamenlijke 3e plek staan. (…)
Het is niet verrassend dat we steeds minder koude maanden en seizoenen zien, terwijl warmterecords steeds vaker voorkomen. De aarde warmt namelijk gestaag op, waardoor hittegolven op het Europese continent steeds vaker voor zullen komen.”
Hoezo geen klimaatsverandering?
Broeikaseffect
Maar is het ‘broeikaseffect’ dan ook de oorzaak, de ‘condicio sine qua non’ (Voorwaarde zonder welke het gevolg niet zou zijn ingetreden) die deze extreme zonneschijn heeft mogelijk gemaakt?
De ‘condicio sine qua non’ is een Latijnse uitdrukking die in de juridische wereld wordt gebruikt om het causaal verband aan te duiden. Wikipedia heeft hiervan een mooi artikel gemaakt:
“een causaal verband is een basaal, filosofisch concept, dat stelt dat gebeurtenissen plaatsvinden als gevolg van bepaalde, eerdere gebeurtenissen. Een waargenomen gebeurtenis is altijd het gevolg van een oorzaak die eraan voorafgaat.(…)
Bij het toetsen van een verklarende hypothese is het belangrijk dat de oorzaak en het gevolg daadwerkelijk samenhangen. Een bekend voorbeeld is het volgende: In de periode 1960-1980 nam het aantal geboorten in Duitsland af. In dezelfde periode nam ook het aantal ooievaars in Duitsland af, terwijl de teelt van rodekool gelijk bleef. Hypothese: de ooievaarsstand neemt af, daardoor kunnen ze minder kinderen langs brengen.
Er is hier wel sprake van een statistisch verband: het aantal geboorten daalt en het aantal ooievaars daalt. Maar aangezien kinderen niet door de ooievaar gebracht worden is er geen causaal verband. De hypothese moet dan ook verworpen worden.
Een betere hypothese zou zijn dat de pil in die periode geïntroduceerd werd zodat een betere anticonceptie mogelijk werd. Er is tenslotte wel een causaal verband tussen anticonceptie en geboorten.”
Maar is dat dan de oorzaak? Een andere verklaring zou kunnen zijn dat de sociaal-economische en/of ideologische omstandigheden gedurende deze jaren ook ingrijpend zijn veranderd, waardoor de kinderwens afnam. De pil is daarin dan wel een middel, maar niet de oorzaak zelf.
Causaliteit is lastig onderwerp en de beheptheid van degenen die onze samenleving moeten inrichten om “álles te weten” en ook grondig afgebrand te worden wanneer dit niet het geval blijkt te zijn (arme Lizz Truss), maakt dat een eenmaal ingenomen standpunt slechts zelden wordt heroverwogen.
En dan zeker niet wanneer het gaat over en lastig wetenschappelijk onderwerp waarover onder deskundigen blijkbaar een ‘consensus heerst’ zoals Richard Linzen onlangs in een interview met Benoît Ritttaud verduidelijkte.
Attributie
In de klimaatwetenschap is er echter een nieuwe vorm van causaliteits-denken ontstaan. De prominente KNMI’er Geert Jan van Oldenborgh is een jaar geleden overleden. Ter gelegenheid hiervan publiceerde het KNMI een tweetal artikelen over het belangrijkste “geesteskind” van Oldenborgh; klimaatattributie. Het KNMI schrijft:
“Met waarnemingen kan tegenwoordig vaak een trend aangetoond worden, maar kan niet worden achterhaald wat de oorzaak is van die trend. Om de waargenomen trend te linken aan klimaatverandering (of niet) gebruiken we klimaatmodellen. Daarbij gebruiken we alleen de klimaatmodellen die het extreme weer op realistische wijze narekenen. Resultaten van minstens twee maar liefst meer modellen leiden samen met de berekeningen op basis van de observaties tot een gezamenlijke conclusie over hoe klimaatverandering een rol speelt in de kans op en de sterkte van een specifieke weersextreem.”
Dit oogt als het leggen van een causaal verband, maar is dat natuurlijk niet echt.
Wanneer de klimaatmodellen blijkbaar niet deugen, dan kan op basis hiervan gevonden verbanden, ook wanneer het nu gaat om meerdere (meer dan 2!) modellen, uiteraard ook geen causaal verband worden gelegd tussen het optreden van een bepaald “weersextreem” en het gegeven dat een of meerdere klimaatmodellen vergelijkbare data leveren. Hoeveel modellen gebruikt het KNMI voor dit vergelijk? (Roy Spencer gebruikte er in 2012 maar liefst 73 modellen voor een (teleurstellend) vergelijk met de werkelijk gemeten temperaturen) Hoeveel modellen zijn er nu eigenlijk anno 2022?
Gelukkig heeft William Briggs al fundamentele kritiek op deze wijze van ‘bewijsvoering’ geleverd (zie link), zodat ik me met andere zaken kan bezighouden.
Maar wat is dan wel een causaal verband wat de toegenomen temperaturen in met name Europa kan verklaren? Weeronline heeft daar een mooi antwoord op gevonden:
“Dat dit jaar zo ongekend zonnig verloopt komt doordat bijna alle maanden zeer zonnig verliepen. Alleen januari was iets somberder dan gebruikelijk. De maanden maart tot en met augustus telden gemiddeld over het land zelfs allemaal meer dan 200 zonuren.”
Hoe moeilijk kan het zijn?
Ik kan me voorstellen dat dit voor sommigen een wat teleurstellend antwoord is op de vraag waarom Europa zozeer opwarmt, terwijl dat in de rest van de wereld (voor klimaatalarmisten) eigenlijk nog steeds wat tegenvalt. Wanneer het broeikaseffect inderdaad een mondiaal fenomeen is, zoals ons is geleerd, zou dat toch eigenlijk niet moeten kunnen?
Wolken
Te veel zon dus te weinig wolken. Dat is een causale vatstelling. De zon is er altijd, dus wanneer er veel meer zonnestraling is dan in andere jaren, moeten er, op de een of andere manier, minder wolken zijn dan in andere jaren. De zon kan niet worden beïnvloed door onze klimaat veranderende activiteiten, wolkenvorming uiteraard wel, dus daar moet een relatie te vinden zijn tussen ons gedrag en het klimaat in Europa. Wanneer klimaatverandering inderdaad aan ons handelen te wijten is.
Waarom warmt Europa zo snel op? Dat er met de rest van de wereld eigenlijk niet zoveel aan de hand is, blijkt immers uit de onderstaande figuur over de wereldtemperatuur zoals gemeten per satelliet.
Een wereldgemiddelde temperatuur van +0,28 graad Celsius in augustus 2022, maar Europa gaat hier naar 2,24 graden boven het langjarig gemiddelde van 1981-2010. Europa is uniek, maar waarom? Welke natuurkundig fenomeen, anders dan een ‘klimaatmodel’ zou hiervoor verantwoordelijk kunnen zijn?
Oorzaken, oorzaken
Als verklaring voor de hogere temperaturen gebruikt de broeikastheorie een vrij simpele benadering. Meer kooldioxide in de atmosfeer zorgt ervoor dat er meer ‘tegenstraling’ ontstaat. De zonnestraling op Aarde wordt geabsorbeerd en aangezien de Aarde bij benadering een zgn. ‘zwarte straler’ is, zal de energie worden opgenomen door de aardkorst en ook weer worden uitgestraald. Meer kooldioxide in de atmosfeer zorgt ervoor dat deze uitgestraalde energie min of meer wordt ‘gevangen’ door kooldioxide en andere broeikasgassen, waardoor globaal de temperatuur stijgt. Maar al eerder heb ik laten zien dat dit een vrij magere bewijsvoering is voor de nu optredende temperaturen in Europa.
Een onder de ‘ontkenners’ populaire verklaring voor het warme weer is door te wijzen naar de activiteit van de zon. In het verleden zijn er immers ook veel klimatologische veranderingen geweest. Zeker sinds ontdekking van Milankovic dat de stand van de Aarde ten opzichte van de zon in belangrijke mate verantwoordelijk zijn voor de (lange-termijn) variaties in het klimaat, zijn sceptische onderzoekers op zoek geweest naar variaties in de activiteit van de zon die de huidige veranderingen kunnen verklaren.
Weer een andere verklaringswijze is door te wijzen naar veranderingen in de grote zeestromen, waarbij de situatie rondom de eilandvorming van Antarctica en het ontstaan van de westenwinddrift een mooi voorbeeld is.
Maar bieden deze verklaringen ook enig inzicht in wat er gebeurt in Europa? Eigenlijk niet dus. Maar is het dan toeval? Een hypothese die in Nederland aan populariteit heeft gewonnen dankzij het onderzoek van vader en zoon Hoogeveen.
Ik ben natuurlijk geen statisticus, maar de opeenvolging van warmere jaren in Europa lijkt me wel heel erg toevallig.
Op een van mijn website pagina’s ben ik al eerder ingegaan op een wat minder populaire zienswijze. Er is ook een andere manier om hogere temperaturen te ‘verklaren’.
Wanneer je er van uit gaat dat de emissiviteit van het aardoppervlak op de een of andere wijze zou kunnen veranderen, dan zou dit ook een flink temperatuurs-effect bewerkstelligen.
De emissiviteit of de emissiegraad van een oppervlak is de mate van effectiviteit in het uitstralen van energie als warmtestraling. Warmtestraling is elektromagnetische straling; voorwerpen van hoge temperaturen zenden zichtbaar licht uit, terwijl voorwerpen op kamertemperatuur infrarood licht uitzenden. Kwantitatief is de emissiviteit gelijk aan de ratio van thermische straling van een oppervlakte over de straling van een oppervlak van een zwart lichaam op dezelfde temperatuur. De ratio varieert tussen de 0 en de 1. Een glad metalen oppervlak of gepolijst object heeft een lage emissiviteit. Dit maakt dat deze voorwerpen in de zomer veel heter worden dan de omgevingstemperatuur.
Sommige materialen zijn dus veel beter in het absorberen van zonnestraling dan andere. Oppervlakken met een hoge absorptie, maar lage emissiviteit zorgen dat zonlicht wel opgevangen kan worden, maar niet meteen verloren gaat. Simpele zwarte oppervlakken hebben dan wel een hoge absorptie, maar ook een hoge emissiviteit en zijn daarom niet geschikt voor de productie van bijvoorbeeld zonnecollectoren. De hiervoor gebruikte techniek maakt gebruik van het gegeven dat de emissiviteit afhankelijk is van de golflengte van de elektromagnetische straling.
De Aarde wordt door de klimaatdeskundigen gemodelleerd als een ‘zwarte straler’. Er wordt vanuit gegaan dat de door de Aarde opgenomen zonnestraling in zijn geheel weer wordt uitgestraald als infrarode straling. Maar dit betekent ook dat wanneer bijvoorbeeld het zeewater niet als een ‘zwarte straler’ gemodelleerd zou worden, maar als een object wat de ingestraalde zonnestraling slechts gedeeltelijk zou reflecteren (met een emissiviteit die kleiner is dan 1), dan zou de stralingsbalans van de Aarde er ineens heel anders uitzien.
Hartwig Volz heeft hiervoor wat berekeningen op papier gezet en komt tot de conclusie dat bij een emissiviteit van 0,96 een gemiddelde uitstraling wordt verkregen die niet 390 W/m2, maar slechts 374,1 W/m2 bedraagt, terwijl een emissiviteit van 0,93 ‘slechts’ een uitstraling van 363,0 W/m2 geeft. Er blijft dan dus meer energie op aarde.
Het effect levert al een verschil op van 11,1 W/m2, ofwel bij een evenwichts-straling een temperatuurverschil van meer dan 2 graden Kelvin (dit is fors meer dan de ongeveer 3,4 W/m2 die een verdubbeling van het kooldioxide gehalte met zich meebrengt).
De golfstroom
Wat het klimaat in Europa vrij uniek maakt, is dat de weersomstandigheden voor een belangrijk deel wordt bepaald door de ligging en sterkte van de NoordAtlantische Oscillatie (NAO). Wikipedia vat dit als volgt samen:
“De Noord-Atlantische Oscillatie (NAO) is een meteorologisch fenomeen boven de noordelijke Atlantische Oceaan. Het betreft het wisselende luchtdrukverschil (op zeeniveau) tussen een lagedrukgebied met het centrum in de buurt van IJsland en een hogedrukgebied met het centrum in de buurt van de Azoren (het Azorenhoog). Het verschil in luchtdruk tussen deze twee drukgebieden beïnvloedt in een belangrijke mate de windkracht en -richting vanaf de oceaan richting Europa. De NAO heeft daarmee een bepalende invloed op het weer in West-Europa, waarbij de effecten het grootst zijn in de winter.”
Ik ben hier al in een eerdere blog op ingegaan. Hier heb ik ook aandacht gevraagd voor het wat mij betreft baanbrekende onderzoek van Wang et al 2004 die over NAO het volgende opmerkt:
“De NAO is sterk gecorreleerd met grootschalige veranderingen in zee-oppervlaktetemperaturen (SST’s) in de Noord-Atlantische regio (Bjerknes 1964). De rol die lucht-zee-interacties spelen in de dynamiek van de NAO wordt echter niet volledig begrepen.”
In dit onderzoek werden Granger causaliteit-tests uitgevoerd naar de NAO en de SST van het Atlantische water. Granger-causaliteitstests kunnen worden uitgevoerd om in een gekoppeld systeem, met twee op elkaar inwerkende velden, te bepalen of eerdere waarden van één veld (X) statistisch helpen om de huidige waarden van het andere veld (Y) beter voorspellen dan alleen het gebruik van waarden van Y uit het verleden.
Wang toonde hierin statistisch overtuigend aan dat de NAO afhankelijk is met de SST van de warme golfstroom:
“It is found that only the [Gulf Stream] GS SST index shows significant lead correlations with the winter NAO. In addition, the GS index is also the only one that ‘‘Granger causes’’ anomalies in the winter NAO. These results suggest that the anomalous Gulf Stream SSTs are important in initiating disturbances of the atmospheric circulation over the wintertime North Atlantic.”
Een veranderende temperatuur van de golfstroom (zie link) zorgt dus voor een verandering van NAO en dat zorgt weer voor een andere luchtcirculatie boven Europa, die ook door de familie Hoogeveen is opgepikt.
Uit het bovenstaande figuur 3 van dit onderzoek van Wang valt echter op te maken dat het niet zozeer de warme golfstroom zelf is, die zorgde voor de veranderde SST, maar het gebied wat we kennen als de Sargasso zee, die een statistisch relevante relatie met de NAO had. En juist daarover had ik vorige maand al geschreven (zie link).
Zou Sargassum, het wier wat dit gebied aan zijn naam heeft geholpen, hiervoor op de een of andere manier verantwoordelijk kunnen zijn? Eerder al (zie link) heb ik stilgestaan bij een relatie tussen algenbloei en emissiviteit. Maar geldt dat ook voor het Sargassum wier?
Uit een redelijk onverwachte hoek kan worden geconcludeerd dat dit inderdaad het geval blijkt te zijn.
Het onderzoek van Mansfield et al.(2014) naar zee schildpadden (zie link) geeft aan dat de aanwezigheid van het Sargassum wier actief werd gezocht door de schildpadden met een duidelijke warmte behoefte. Daar was volgens de onderzoekers ook een duidelijke reden voor:
“floating Sargassum mat structure impedes lateral water flow, thereby inhibiting convective transport of absorbed solar energy (heat) into the surrounding water. Under these conditions, energy retention can raise local water temperatures up to 6 oC above that of surrounding water, as observed by ambient tag sensor data and as our bucket experiments demonstrated. The thermal benefits that small sea turtles gain from remaining at the sea surface or associating with Sargassumcommunities probably differs somewhat from basking—a common thermoregulatory behaviour used by reptiles.”
De aanwezigheid van Sargassum zorgt voor een temperatuurverschil van 6 oC met het water waar Sargassum niet groeit. Maar dit is dus een verschil wat alleen maar aan het emissiviteit-verschil van oceaanwater met of zonder Sargassum kan liggen.
Wanneer Mansfield en haar mede onderzoekers dit goed hebben gemeten, dan betekent dit dat het oceaanwater wat bedekt is met Sargassum maar liefst 33 W/m2 moet hebben geabsorbeerd, wat dus is gebruikt voor de opwarming van het water. Een emissiviteit van 90%.
Nu is een emissiviteit van 90% voor het Sargassum wier niet eens zo uitzonderlijk. Van Alstyne en Olsum hebben in 2014 een onderzoek gedaan naar de emissiviteit van wateren bedekt met microalgen en zagen dat de soorten Desmaresta viridis (vezelige zure kelp) en Chondracanthus exasperatus (de Turkse handdoek) zorgden nog voor een nog lagere emissiviteit van resp. 82% en 70% (zie link).
Maar het verschil met deze soorten is wel dat Sargassum de laatste jaren (sinds 2011) is uitgegroeid tot een ware plaag, ik verwijs hiervoor graag naar mijn vorige blog over het Sargassum wier (zie link), die zijn favoriete groeiplaatsen juist heeft liggen op de weg van de warme golfstroom naar Europa.
Dit betekent dan ook (causaal) dat de toegenomen warmte van de golfstroom (en dus de toenemende positieve NAO index) niet kan worden losgezien van het alsmaar toenemende voorkomen van Sargassum In de Atlantische oceaan.
Iets waar we de afgelopen zomers wellicht het nodige van hebben gemerkt in West Europa…