Wanneer het verklarend vermogen van een theorie bepalend is voor de acceptatie van een theorie, zoals uiteengezet in mijn vorige blog, dan moet dit dus ook opgaan voor andere wetenschapsterreinen dan de stikstof-problematiek.
Omdat ik op dit moment, om 0:15 uur ’s nachts, bij een buitentemperatuur van 24 graden Celsius aan het typen ben, is een keuze niet heel moeilijk. Hoe zit het nu eigenlijk met de hittegolven de laatste tijd?
Op een website die oorspronkelijk volledig gericht was op de klimaatperikelen zijn hittegolven en hun verklaring al veel vaker voorbijgekomen (zie bijvoorbeeld link en link en link), maar hoe verhouden zich deze theorieën tot met de klassieke ‘klimaatverandering’-verklaring?
Ik was nu al twee weken geleden in Duitsland (het schrijven van deze blog was best lastig) en bij het zien van de ARD-tagesschau van 30 juni jl. sloeg de schrik mij (net zoals blijkbaar gebeurde bij de presentatrice) toch om het hart. De uitzending is terug te kijken op de ARD mediatheek, erg de moeite waard.
Datgene wat in de vorige IPCC rapporten (tot AR 5) nog als fabeltje werd aangezien blijkt nu op grond van de zgn. ‘attributie studies’ als hoeksteen voor de klimaatverandering te gelden. Ik heb er al eerder mijn verbazing over uitgesproken (zie link), maar de toename van duur en temperatuur van de hittegolven in Duitsland (fraai geïllustreerd door de ARD tagesschau) is werkelijk indrukwekkend.
Sinds duidelijk is geworden dat de klimaat -modellen nog steeds nadrukkelijk falen, Trump de sloophamer hanteert en er nu al veel meer dan 30 indicaties zijn dat de klimaathype implodeert (zie link), worden de extreme temperaturen nu, als zo ongeveer de reddingboei voor de theorie klimaatverandering omarmd. Maar hoe zit dat nu eigenlijk?
Uiteraard is de oorzaak van de steeds maar toenemende hittegolven onderwerp van nogal wat studies en heeft aanleiding gegeven tot een veelheid van hypotheses, zoals daar, opgesomd door Efi Rousi et al (2022) zijn:
“grootschalige atmosferische circulatie en straalstroomtoestanden, een tekort aan bodemvocht en de bijbehorende terugkoppelingen van de landatmosfeer, [verandering van] oceaancirculatie en zeeoppervlaktemperaturen. [En uiteraard] antropogene opwarming van de aarde, voornamelijk als gevolg van de toename van broeikasgassen, [dit] verhoogt de intensiteit en frequentie van hittegolven door directe opwarming, maar kan ook deze factoren van de natuurlijke variabiliteit [dus: de atmosferische circulatie én het tekort aan bodemvocht] beïnvloeden.”
De grote verandering
Het KNMI kiest, in navolging van de bovengenoemde studie van Efi Rousi, voor de veranderde straalstromen als hoofdoorzaak:
“Extreme hitte komt in Europa de laatste jaren vaker voor en is intenser. Denk aan de hete en droge zomers van 2018, 2019 en 2020 in Europa. De verwachting is dat dit alleen maar erger wordt”, zegt Efi Rousi van het Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (PIK) “Ons onderzoek laat zien dat deze hitte-extremen in Europa samenhangen met een dubbele straalstroom boven het Euraziatische gebied en dat zulke periodes langer worden.”
De straalstromen boven Eurazië – grote luchtstromen op 5 tot 10 kilometer hoogte – zijn aan het veranderen. Periodes waarin de straalstroom zich in tweeën splitst en zo een dubbele straalstroom vormt, worden langer. (…)
“Ons onderzoek toont aan dat dubbele straalstromen nu langer duren en dat dit ongeveer 30 procent van de hittegolftrends in heel Europa verklaart. Als we echter alleen naar het westelijke deel van Europa kijken, verklaart het bijna 100 procent,” zegt Efi Rousi. “In deze regio komen de weersystemen meestal vanaf de Atlantische Oceaan en hebben daarom een verkoelend effect. Maar tijdens een dubbele straalstroom verandert de koers van de weersystemen richting het noorden, waardoor langdurige hittegolven kunnen ontstaan boven West-Europa.”
De verandering van de straalstroom, onder invloed van de opwarming door broeikasgassen is een integraal onderdeel van de klassieke broeikastheorie en kan eigenlijk altijd ingezet worden om veranderingen van het weer te verklaren. Maar hoe zit dat nu eigenlijk?
De straalstroom
Het bestaan van de straalstroom werd ontdekt door de Japanse meteoroloog Wasaburo Oishi in de jaren 1920, die weerballonnen gebruikte om de wind op grote hoogte te volgen. Hoewel zijn werk belangrijk was, was het aanvankelijk niet algemeen bekend binnen de ‘wetenschappelijke gemeenschap’. Naast zijn taken als meteoroloog was Oishi namelijk toevallig ook adjunct-directeur van de Japanse Esperantovereniging, en communiceerde zijn ontdekking dan ook in die taal. Maar juist hierdoor werd Oishi’s baanbrekende ontdekking nauwelijks bekend bij degenen die deze taal niet machtig waren (en dat was een grote meerderheid van de klimaatdeskundigen).
Later, tijdens de Tweede Wereldoorlog, merkten piloten, die tussen Europa en Noord-Amerika vlogen, dat sterke winden hun vluchten beïnvloedden, wat bijdroeg aan de kennis van dit, door de Duitse meteoroloog H. Seilkopf in 1939 als “straalstroom” gedoopte, weerfenomeen.
Verondersteld werd nu dat de oorsprong van de straalstroom moet worden gezocht door temperatuurverschillen tussen de poolgebieden en de evenaar, waardoor warme lucht opstijgt en koude lucht daalt, en de rotatie van de aarde de luchtstromingen naar rechts afbuigt.
Grote bekendheid verkreeg de straalstroom door het theoretische werk, direct na de tweede wereldoorlog, van Carl-Gustaf Rossby en zijn vriend de Berlijnse Professor Hans Ertel. De grote golven van de straalstroom werden volgens hen veroorzaakt door het Corioliseffect, een effect waarvan de sterkte afhankelijk is van de breedtegraad.
In de atmosfeer zijn Rossby-golven gemakkelijk te herkennen als grootschalige meanders van de straalstroom. Als de cirkelingen erg duidelijk worden, zorgen ze voor het scheiden van koude en warme luchtmassa’s, waaruit volgens de huidige meteorologische inzichten, cyclonen en anticyclonen (lage- en hogedrukgebieden) ontstaan.
De snelheid van een Rossby-golf is vervolgens gegeven door:
c = u – (β/(k^2))
Hier is c de golfsnelheid, u de gemiddelde westwaarts gerichte stroming, β de Rossby-parameter en k het aantal golven.
Op youtube is een aantal filmpje (zie o.a. link) te zien hoe de hoge- en lagedrukgebieden ontstaan als gevolg van de Rossby-golven van de straalstroom.
Duidelijk is dat wanneer de straalstroom van plaats verandert, dit grote gevolgen zal hebben voor de verdeling van de hoge- en lagedrukgebieden, kortom, het klimaat. En het mooie hierbij is, dat zou je ook nog kunnen berekenen, omdat de relatief grotere opwarming van de polen er –binnen dit theoretische raamwerk- voor zal zorgen dát de straalstroom inderdaad minder actief zal zijn (het verschil in temperatuur vermindert), waardoor de kans op ‘blokkerende hogedrukgebieden’ (en dus hittegolven) groter zal worden.
In de studie van Efi Rousi et al. (2022) werd de steeds vaker voorkomende ‘dubbele straalstroom’ (waarbij de straalstroom zich splitst boven Eurasië) dus verantwoordelijk gehouden voor maar liefst 100% van de hittegolven die zich de afgelopen jaren (vanaf 1994) in West Europa hebben voorgedaan.
De opwarming van de Aarde zorgt dus voor een verschuiving van de Straalstroom en daarmee zijn de hiermee samenhangende klimaatveranderingen dus het indirecte gevolg van de opwarming van de Aarde door broeikasgassen. Hoe mooi kan wetenschap zijn?
Of is het toch anders?
De straalstroom bevindt zich in de bovenste regionen van onze troposfeer. De atmosferische laag waar het weer plaatsvindt.
Hierboven is schematisch aangegeven waar we de straalstroom kunnen vinden (op ongeveer 9.000 meter hoogte, dus ongeveer 250 hPa)
Op papier klopt het dus allemaal best mooi, maar sinds enkele jaren kunnen we die straalstroom ook kosteloos en ‘live’ in actie zien. Op de website https://earth.nullschool.net/ kun je (even klikken op de zwarte earth-knop) de luchtbewegingen op verschillende hoogtes (uitgedrukt in hPa) aanklikken. Even wat hulp:
0 meter (zeeniveau):ongeveer 1013 hPa
1000 meter: ongeveer 898,6 hPa
2000 meter: ongeveer 795 hPa
3000 meter: ongeveer 701,1 hPa
5000 meter: ongeveer 540,2 hPa
9000 meter: ongeveer 250 hPa
En dan is dit is het ‘plaatje’ van de straalstroom vanavond (17/7/25) om 19:44 uur op 250 hPa:
Om niet de noodzakelijke detail te verliezen zoom ik even in op het gebied tussen Groenland en de Karazee in Rusland.
Nu weet ik niet hoe het u vergaat als u zo’n plaatje ziet, maar volgens mij zijn er best een hoop hoge- en lagedrukgebieden die zich bijzonder weinig aantrekken van de straalstroom.
Op 3 kilometer hoogte (700 hPa), ver onder de straalstroom, net boven de ‘boundary-layer’ zien we dit plaatje:
Het waait wat minder hard, er zijn wat drukgebieden ‘verdwenen’, maar het lijkt best nog wel op het straalstroom-plaatje.
En op de begane grond, in de Boudary-layer, zien we dit:
Van de drukgebieden als gevolg van de ‘voorspelbare’ Rossby-golven is eigenlijk nog maar weinig te zien.
Daarnaast lijken het plaatje van de windrichtingen, als gevolg van de drukgebieden op de aardkorst zelf, dus binnen de atmosferische menglaag, wat mij betreft wel heel erg op het verloop van de drukgebieden in de top van de troposfeer. De straalstroom meandert tussen de hoge- en lagedrukgebieden, net zoals de wind op de aardkorst zelf dat doet. Het gebrek aan wrijving maakt echter dat de snelheid van de wind hier wel flink toeneemt.
Maar wat veroorzaakt dan wat?