Temperatuurstijging in Nederland en mondiaal


Bron: KNMI
Jaargemiddelde temperatuur (afwijking van 1951-1980) in Nederland (rode lijn) en wereldgemiddeld (blauwe en roze lijn).
Overige bronnen: CRU/Hadley Centre2, NASA/GISS. CNT, CRU/Hadley Centre, NASA/GISS


Nederland warmt veel sneller op dan de rest van de wereld. Dit is te zien in de grafiek. Je kunt je afvragen hoe dit komt, maar het is ook aardig om de grafieklijnen, waarvan je weet dat ze met elkaar in verband moeten staan, simpelweg te vergelijken zonder enige kennis van oorzaken en gevolgen. Hoe verhouden bijvoorbeeld de maxima en minima in de mondiale temperaturen zich tot die van Nederland? Wat zegt een hoge gemiddelde jaartemperatuur in Nederland over de wereldgemiddelde temperatuur in datzelfde jaar? Bestaat er wel een duidelijk verband?

We kunnen de vraag beantwoorden met allerlei statistieken. Maar het oog ziet ook al veel. Even uitvergroten.




GISS (lila) en CRU (blauw) zijn twee mondiale temperatuurreeksen. Er zijn relatief kleine onderlinge verschillen tussen GISS en CRU. Over de hele linie ontlopen de twee elkaar niet veel. Maar merk op dat de GISS, vooral in warme jaren, soms vrij hoog uitkomt ten opzichte van CRU. Ook is opvallend dat de verschillen tussen GISS en CRU vanaf 2005 vrij groot zijn. Zo op het oog lijkt de GISS niet eerder zo hoog ten opzichte van CRU te hebben gelegen als juist in de laatste jaren. Een interessant gegeven, maar hoe moet je het duiden?

De rode lijn stelt het temperatuurverloop in Nederland voor. Meteen valt op hoe groot en wispelturig de afwijkingen zijn ten opzichte van de mondiale reeksen. Bij nader inzien is dit niet verrassend: de mondiale gegevens neigen immers sterker naar een stabiel gemiddelde. Je weet bijna zeker (maar het is niet noodzakelijk) dat als het ergens op aarde koud is, het elders juist warm moet zijn vanwege de behoudswetten. Zodra we een oorzaak toevoegen, vallen sommige opvallende eigenschappen van de grafieklijnen te verklaren.

Kijken we naar de laatste drie jaar, dan zien we dat ons land in 2006 en 2007 recordwarm was. Dit geldt niet voor de wereldtemperatuur. Mondiaal was 2005 juist zeer warm, recordwarm volgens GISS. In dat jaar was er in Nederland niet veel bijzonders aan de hand. Er zijn veel meer globaal-lokale verschillen te vinden in de grafiek. Kijkend naar het plaatje luidt mijn gevoelsmatige conclusie: er bestaat op jaarbasis slechts een zwak verband tussen de temperaturen van Nederland en de mondiale temperatuur. Dat wil zeggen: een koud jaar of een warm jaar in Nederland zegt weinig over een koud of warm mondiaal jaar, en andersom. Toen ik dit plaatje voor het eerst zag, was dit het eerste dat mij opviel. Misschien omdat ik een sterker verband had verwacht. Je ziet immers wat afwijkt van je verwachting.

(Ook het omgekeerde is waar. Soms zie je juist niet wat je ook niet verwacht. Je kunt ergens decennialang aan voorbijlopen zonder het op te merken. En als anderen dat eens voor jou doen, om je te helpen, dan denk je alleen maar: "Wat pruttelt die toch! Daar komt nou nooit eens iets zinnigs uit." Todat je veel later gaat inzien dat jijzelf al die tijd onoplettend bent gebleven. Dat voorspelt niet veel goeds voor de toekomst. Je talent om iets op te merken, is beperkt. Anderen waren je voor. Nu pas beginnen de nieuwe data, die er altijd al waren, tot je door te dringen. Het nieuwe inzicht kan echter zowel goed als slecht nieuws bevatten en is dus niet a priori hoopgevend. Vandaar dat velen, zodra zij vermoeden dat er slecht nieuws op komst is, liever niet eens beginnen aan een herziening van hun systeem.)

De grafiek toont duidelijk de algehele stijging van de temperatuur in alledrie de reeksen. Iemand die nooit eerder naar deze temperatuurgrafiekjes keek, zal deze overeenkomst misschien als eerste opmerken. Klimaatonderzoek gaat natuurlijk vooral over zulke verbanden op langere termijn. De 13 warmste jaren sinds 1880 traden op na 1990. Dat zal toch wel geen toeval zijn? Als de jaartemperatuur puur toevallig zou zijn, dan is de kans op 13 topjaren na 1990 niet groter dan 1:10.000 (maar zie ook verderop). Je mag er dus wel van uitgaan dat de opwarming van de laatste decennia een duidelijke oorzaak moet hebben, ook al kun je aan de grafiek niet aflezen wat die oorzaak is.

Wat is koud, wat is warm? Warme jaren kun je op verschillende manieren definiëren. Bijvoorbeeld: een warm jaar is een jaar dat uitstijgt boven de gemiddelde waarde van alle jaren in een reeks. Met deze 'zwakke' definitie vind je een sterk verband tussen Nederland en de wereldgemiddelde temperatuur op jaarbasis. Er is een zeer sterk verband vanaf 1988: daarna vallen alle warme jaren in de wereld samen met warme jaren in Nederland met uitzondering van 1996. Dit is nog wel een beetje triviaal. Dit zag je met het blote oog meteen. Maar het gegeven is daarom niet minder belangrijk, integendeel. Het specifieke jaartal 1988 is hier een concrete toevoeging, evenals de uitzondering 1996. Interessante 'anomalie'. Bij nader inzien was 1988 trouwens wel erg koud, en ook de twee jaren daaraan voorafgaand. Hoe zou dat komen? Mondiaal gezien leek er niet veel aan de hand te zijn.

We kunnen de definitie van een warm jaar wat aanscherpen. Je zou de temperatuurdata kunnen ophalen op internet (zie de links helemaal bovenaan) en daarna de trendlijnen laten berekenen. Een sterkere definitie van een warm jaar zou kunnen zijn: een jaar dat boven de trendlijn ligt. Hiermee wordt het verband tussen warme jaren in Nederland en die in de wereld meteen minder duidelijk. Er waren vrij veel jaren dat de temperatuur in de wereld boven de trendlijn lag, maar die in Nederland eronder, en omgekeerd.

Nog een andere definitie van een warm jaar zou kunnen zijn: een relatief warm jaar in een subperiode uit de hele reeks, een decennium bijvoorbeeld. Dus: warm ten opzichte van andere jaren in diezelfde subperiode. Met deze definitie is 2004 een koud jaar (van het laatste decennium), en 1998, ongeacht de keuze van de lengte van de subperiode, mondiaal zeer warm. Maar voor Nederlandse begrippen was 1998 weer niet bijzonder. Al naar gelang de definities van warm en koud, vind je steeds nieuwe feitjes. En de vraag is steeds: wat kun je daaruit concluderen? Wat betekent het?

Je kunt talloze definitorische verfijningen aanbrengen. Je kunt bijvoorbeeld letten op 'extreem warm', 'een groot temperatuurverschil met het voorafgaande jaar', 'stijgend ten opzichte van het voorafgaande jaar', 'meerjarig stijgend (een trappetje)', 'de lengte van een trappetje', 'de hellingshoek van het trappetje', enzovoort. Maar het aardige is, dat wie naar het plaatje kijkt, allerlei indrukken over het temperatuurverloop in een enkele oogopslag opdoet. Eén enkele visule indruk kan een enorme complexiteit aan data en samenhangen bevatten. Rare hobbels en kronkels springen meteen in het oog. Je krijgt een bepaald beeld dat je dan achteraf, met de keuze van de juiste definities, probeert te rechtvaardigen. Zit er bijvoorbeeld een lichte knik in de grafieken? Dit is al een lastiger vraag. We hebben geen statistiek nodig om meteen te kunnen zien dat zowel de wereld als Nederland is opgewarmd sinds 1950. En ook niet om te 'concluderen' (om de indruk te krijgen) dat het verband tussen warme jaren (nog even ongedefineerd) in Nederland en wereldwijd niet bijzonder sterk lijkt te zijn. Dit betekent al wel dat je uit een enkel extreem jaar in Nederland niets kunt concluderen omtrent de opwarming van de aarde. Zeg dus nooit meer dat de aarde opwarmt omdat we zo'n warme herfst hadden. Of dat de aarde afkoelt omdat de afgelopen zomer in Zeeland zo koud was. Een lezer in de Telegraaf schrijft vanaf een vakantielocatie: "We zitten hier met z'n allen te bibberen en het KNMI maar raaskallen over gemiddelde temperatuurstijgingen." Ja, dat is dus mogelijk. En het is zelfs niet bijzonder. Expert op het gebied van klimaatmodellen, Gavin Schmidt, wordt nogal eens gebeld om commentaar op de actualiteit: "When I get called by CNN to comment on a big summer storm or a drought or something, I give the same answer I give a guy who asks about a blizzard. It's all in the long-term trends. Weather isn't going to go away because of climate change. There is this desire to explain everything that we see in terms of something you think you understand, whether that's the next ice age coming or global warming." Hoewel de aarde opwarmt, hoeven we de hoop op een Elfstedentocht voorlopig niet op te geven. Je zou, kijkend naar de grafiek, wel veronderstellen dat de kans op een Elfstedentocht is afgenomen. Lastiger is de vraag hoeveel kleiner die kans is geworden. Dit haal je niet zomaar uit de grafiek. Je kunt aan de Nederlandse temperatuurreeks niet eens zien wanneer de Elfstedentocht werd verreden. Maar laat ik de proef eens op de som nemen, 'uitsluitend' met informatie uit de grafiek en wat gokwerk. Ik denk dat er in 1956, 1962, 1963, 1979, 1985 en 1996 geschaatst werd. En nu controleren. Wel verhip. De Elfstedentocht werd verreden in 1954, 1956, 1963, 1985, 1986, 1997. Toch drie goed. Het aantal Elstedentochten had ik ook goed: 6. In een ander opzicht zat ik er dus naast: er lijkt wel degelijk een redelijk sterk verband te bestaan tussen koude jaren en Elfstedentochten. Maar misschien had ik beginnersgeluk. Zoiets lukt me vast niet nog een keer. Hoe het zij, dit houd ik overeind: als er weer een Elfstedentocht komt, dan mag je daaruit niet concluderen dat de aarde niet meer opwarmt, terwijl het omgekeerd zeer waarschijnlijk is dat er (lokale) temperatuurrecords zullen blijven sneuvelen zolang de aarde warmer wordt. Maar dat is triviaal, nietwaar?

Ondertussen is het niet ondenkbaar dat de temperaturen op aarde de komende jaren of decennia weer iets gaan dalen. Puur statistisch, dus zonder kennis van de oorzaken die het klimaat beïnvloeden, is dat sowieso een reële mogelijkheid. Maar ook mét kennis van oorzaken die de temperatuur op aarde bepalen, is dit zeker niet uitgesloten. Echter, ook indien de temperatuur weer iets naar beneden zou gaan, kun je niet weten of er spoedig weer een Elstedentocht aankomt. Die kans was zelfs in de barre jaren van Reinier Paping, toen Nederland 'klimatologisch' zo'n 1,5 °C kouder was dan nu, helemaal niet zo groot.

Iedereen heeft in de krant kunnen lezen dat de Noordpool snel opwarmt. Recent (januari 2009) bleek dat ook de temperatuur van Antarctica (De Zuidpool) in de periode 1957 - 2006 is gestegen met 0,1 °C per decennium (Steig et al. 2009). Het nieuws kwam als een verrassing, daar men eerder had gevonden dat Antarctica met 0,1 °C per decennium kouder was geworden in de periode 1969 - 2000. Los van de specifieke verklaring die men voor de verschillen tussen de twee reeksen naar voren brengt (het herstel van de ozonlaag), moet je constateren dat als de periode 1969 - 2000 kennelijk een incompleet of onnauwkeurig beeld gaf van een onderliggend signaal (broeikasgassen bijvoorbeeld), dit nu ook weer kan gelden voor de nieuwste reeks. Hoeveel is er aan zekerheid gewonnen door een reeks van 32 jaar te verlengen met 18 jaar? Toegegeven, de nieuwste reeks kwam ook tot stand met behulp van een nieuwe technologie, waardoor er meer gegevens konden worden gebruikt. Maar toch, kennelijk kan een kleine toevoeging een nieuw beeld opleveren. En omdat de gegevens van min naar plus zijn veranderd, van dalend naar stijgend, gaat daarvan een belangrijk psychologisch effect uit. Om die reden heeft het artikel vermoedelijk veel aandacht gekregen. Echter, een verandering van -0,1 naar +0,1 is net zo betekenisvol als een verandering van +0,1 naar +0,3. Als we het over de opwarming van de aarde hebben, dan zou je, zonder kennis van oorzaken, verwachten dat de temperatuurstijging van Antarctica nog veel hoger moet liggen. De gemiddelde stijging van Antarctica ligt onder het mondiaal gemiddelde. (Mét kennis van oorzaken wordt het een heel ander verhaal. Een complex verhaal.) Het nieuwe beeld van Antarctica als resultaat van de nieuwe feiten zegt iets over het wispelturige karakter van beide reeksen. Achteraf weet je dat de klimaatsceptici er naast zaten toen ze enkele jaren geleden de afkoeling van Antarctica aanvoerden als argument tegen de opwarming van de aarde en de rol van antropogene broeikasgassen. Maar ook weet je dat de 'voorspelling' uit klimaatmodellen dat Antarctica niet zou opwarmen, onjuist was. Feitelijk lag het net even anders: dat Antarctica niet zou opwarmen was alleen maar niet in strijd met de modellen. De modellen zijn dus niet 'weerlegd'. Maar als de uitkomsten van de modellen zo immuun zijn voor nieuwe feiten, dan zijn ze niet erg nauwkeurig. Het is van beide één: de nieuwste gegevens bewijzen vrijwel niets, of de modellen bewijzen vrijwel niets. Voer voor klimaatsceptici. Er is een nog langere reeks denkbaar (en nodig) die toch weer een andere trend kan opleveren. Zo'n langere reeks geeft, om het nog ingewikkelder te maken, echter niet noodzakelijk een beter beeld. Met een op en neer golvend signaal doet het er toe waar je het begin- en eindpunt kiest. Als je de gemiddelde etmaaltemperatuur wilt weten, dan is het geen goed idee om 's middags om 12:00 uur met meten te beginnen en anderhalve dag later om 0:00 uur te stoppen. Je moet één of twee cycli helemaal doormeten, dus 24 of 48 uur. Maar voor het bepalen van een geschikt beginpunt van de Antarctica-reeks, of een andere temperatuurreeks, ligt de keuze moeilijk. Er is geen cyclus. Niet zelden worden de beginpunten zo gekozen dat ze een bepaalde ontwikkeling het duidelijkst tonen. Wat niet altijd een juist of compleet beeld oplevert en in sommige gevallen ronduit misleidend is. Zo lieten de makers van de documentaire The great global warming swindle hun grafiek, waarin de zonne-activiteit (zonnevlekken) en de temperatuur werden uitgezet en vergeleken, in het jaar 1975 ophouden, precies op een moment dat de zonne-activiteit licht begon te dalen en de wereldtemperatuur juist sterk omhoog ging. Anderzijds, de temperatuur op aarde stijgt al sinds 1600. Maar in de grafieken die moeten illustreren dat er een extra broeikaswerking aan het werk is, wordt meestal alleen het temperatuurverloop van de 20e eeuw getoond, of het stuk sinds 1880. Ook wordt dikwijls de nogal grote temperatuurstijging vanaf de jaren zeventig uitgelicht. Dat geeft een eenzijdig beeld.



Als je de temperatuurreeks (NASA) laat beginnen in 1880...
zoals ook hier2 gebeurt ...


... dan zie je niet hoe de aarde vanaf 1600 opwarmde (Wikipedia).


In de periode 1940 - 1956, net voorafgaand aan de nieuwe Antarctica-reeks, daalde de wereldgemiddelde temperatuur. Daarna, ergens in de jaren zeventig ging het steeds sneller omhoog. Je kunt niet weten waar een 'neutraal' beginpunt ligt. Sterker, er is geen duidelijk beginpunt. Pas vanaf halverwege de negentiende eeuw zijn de wereldgemiddelde temperatuurgegevens zoals die direct door thermometers werden gemeten, voldoende betrouwbaar. Om een geschikt beginpunt te kunnen kiezen zou het klimaatsignaal reeds perfect geanalyseerd moeten zijn, zodat precies bekend is welke oorzaken in welke mate de temperatuur op aarde bepalen. In dat geval hadden we ook geen nieuwe gegevens meer nodig! Dan wisten we: antropogene broeikasgassen hebben de aarde met X °C opgewarmd sinds beginpunt B. Helaas, X is een onbekende, op zijn best een vage bekende. En ook met B zijn er problemen: was de temepratuur op aarde tijdens B in evenwicht? Het is zelfs nog moeilijker. Met die term 'evenwicht' moet je oppassen. Deze overweging geldt natuurlijk ook voor het bepalen van een eindpunt van een reeks. In de praktijk is dat gewoon de laatste valide meting: het bovenste laagje sneeuw of het buitenste boomringetje. Het CO2-gehalte in de atmosfeer is zeer nauwkeurig bijgehouden sinds de jaren vijftig. Het signaal is zeer duidelijk en voor de meeste doeleinden voldoende precies. Hoewel je daar toch nog moeilijk over kunt doen, zitten in die hoek toch niet veel interpretatieproblemen. En ook als je het zonne-signaal op 'korte termijn' wilt weten, is het niet zo moeilijk om een goed beginpunt te kiezen voor je reeks. Het kan elk minimum zijn uit de vrij regelmatige zonnecyclus van ongeveer 11 jaar. Sterker nog, omdat we de zonnecyclus vrij goed kennen, is opeens elk beginpunt goed genoeg. Je kunt compenseren voor de fase waarin de zon zit. Maar op langere termijn is het gedrag van de zon toch ook niet voorspelbaar meer en ook niet nauwkeurig bekend. En zelfs de 11-jarige cyclus kan wel degelijk van streek raken, zoals blijkt uit het uitblijven van de zonnevlekken op dit moment. We zijn ruim een jaar over tijd. En hoewel het klimatologisch nog niet bijzonder is, beginnen sommigen toch al te vrezen voor een nieuwe koude periode, zoals ten tijde van het Maunder Minimum (1645 - 1715). Nog vervelender is het dat er zelfs problemen zijn met klimaatfactoren die een zeer regelmatig gedrag vertonen. Denk aan wisselingen van de baan van de aarde ten opzichte van de zon en variaties van de aardas (Milankovitsch-cycli). Hun periode is zo lang dat we het signaal wel precies kunnen uitrekenen en voorspellen, maar de invloed daarvan op de aardtemperatuur niet nauwkeurig kunnen controleren met empirische gegevens. De vraag hoe warm het 50.000 jaar geleden op aarde was, is slechts bij benadering bekend. Of dat nu terecht is of niet, niet iedereen onderschrijft dat de Milankovitsch-cycli de primaire oorzaak vormen voor het ontstaan van de ijstijden of kleinere koude en warme periodes van de aarde.

Terug naar de nieuwe Antarctica-reeks. Met alle onzekerheden, is het toch niet zo dat de meest recente gegevens over de opwarming van Antarctica geen enkele waarde hebben. Integendeel, we hebben onze kennis weer een beetje uitgebreid. Mooi werk. Maar is het genoeg? Soms denk je dat de klimaatwetenschap echt op een doorbraak zit te wachten. In de jaren zeventig dachten ze dat computermodellen de klimaatwetenschap een grote stap vooruit zouden helpen. Dit is ook zo. Maar het is niet genoeg. De aarde blijft te ingewikkeld, zelfs voor de krachtigste computers en de meest verfijnde klimaatmodellen. Je kunt het klimaatsysteem uitschrijven in een Y aantal vergelijkingen. Maar we blijven steeds zitten met Y + 1 onbekenden (of meer). Zomaar een voorbeeldzin uit een artikel van Richard Schwartz (2007) waarin een aantal klimaatvergelijkingen is uitgeschreven:

"Although the energy balance model provides a framework for interpretation of the equilibrium sensitivity of Earth's climate system, the key quantities, λ-1 , τ, and C are not known a priori but must be determined. Within this model the three quantities are related by Eq (7) so that determination of any two of these quantities leads to knowledge of the third."

Een nieuw onderzoek of artikel voegt niet alleen een nieuwe vergelijking toe, maar ook weer nieuwe onbekenden, nieuwe onjuistheden en nieuwe onzekerheden. Het formaat van de zinnen is "ALS a DAN b". In praktijk gelden de nieuw gevonden resultaten onder bepaalde aannames. Dat is niet genoeg. De klimaatwetenschap heeft haast. Dat klimaatprobleem moet een keer worden opgelost 'beyond any reasonable doubt'. We kunnen toch niet tot in het oneindige blijven meten, onderzoeken en debatteren. En als je van mening bent dat de zaak nu reeds rond is, dan kunnen we ook de dure expedities naar Antarctica wel stilleggen en stoppen met het bouwen van satellietinstrumenten. We hebben de aarde als een zieke patiënt aan de hartslagmeters en de bloeddrukmeters gelegd. Er komen aan de lopende band nieuwe meetsystemen bij. Het zijn hele netwerken van boeien en oceaangliders en radartechnologieën. En als het aan de geo-engineers ligt, dan gaat de aarde straks aan het infuus omdat de patiënt niet meer spontaan zal genezen. Je zou kunnen spreken van een 'medicalisering' van de aardwetenschap. We kunnen nog slechts dromen van de tijd dat klimaatwetenschap een leuke hobby voor was nieuwsgierige geesten, mensen uit de achttiende en de negentiende eeuw die mineralen en fossielen verzamelden of speculeerden over de samenstelling van het binnenste van de aarde. Er waren toen geen handtekeningenacties om te protesteren tegen de stellingen van het IPCC, dat eveneens nog niet bestond, of de Royal Acadamy (die al wel bestond). En wat gaf het ook eigenljk als een 'philosopher' er eens helemaal naast zat? Hij werd geprezen om zijn verbeeldingskracht en ingenieuze vondsten. De ontdekkingen waren eigenlijk nog interessanter dan de boeken van Jules Verne. Het verhaal over de ontdekking van het bestaan van ijstijden bijvoorbeeld, is prachtig. Als je de berichten uit de kosmologie volgt, dan valt op dat we zowat elke maand een nieuwe kosmos krijgen voorgeschoteld. Er is weer eens een nieuwe ontdekking gedaan, of er is weer eens een nieuwe theorie. Het publiek weet steeds meer van donkere materie en zwarte gaten en we proberen ons voor te stellen wat er gebeurt als je daar in valt. Het zijn echt ongehoorde theorieën, die alleen bedacht kunnen worden door genieën. Een ding weten we inmiddels zeker: de hemel en de aarde werden niet in zeven dagen geschapen. Het ging echt veel sneller, in één grote klap. Daarbij moet je wel bedenken dat in den beginne de tijd zelf ook nog aan het ontstaan was. (Ik snap dit nooit.) Maar eigenlijk weten we geen klap van deze hele materie. Toch vindt niemand dat een probleem. Er bstaan geen 'kosmossceptici', want iedereen doet zijn zegje en er wordt veel gelachen. Een klimaatscepticus hoor je nooit twijfelen aan het broeikaseffect op Venus dat goed is voor een temperatuurverhoging van vele honderden graden. Ja, u hoort het goed: enkele honderden graden! Maar zodra het over onze eigen aarde gaat en de rol die wij spelen, dan komen we terecht in de politieke shit. Dan zijn er bijna geen wetenschappers meer aan het woord, maar advocaten. Zij hebben een andere manier van denken. Een partijdige! "Make no mistake, climate science is a contact sport", klaagt een klimatoloog. Maar hij had dan ook ongelijk, riposteert een ander: "If you are happy putting your name on clearly incorrect work, go right ahead."

Klimaatwetenschap werkt met elementaire fysische begrippen. En toch is deze wetenschap ontzaglijk complex. We weten van alles te weinig, ook van Antarctica.1, Laten we nog eens teruggaan naar de nieuwste reeks. Wat te denken van de bizarre omstandigheden waaronder een deel van de meetgegevens werden verzameld? Een ander deel is afkomstig van satellieten, die weer andere onnauwkeurigheden kunnen bevatten: "only being valid on clear days".1 Er zitten metingen bij uit onbemande stations uit onbegaanbare delen van Antarctica. Banaler kan het bijna niet, maar je leest dat sommige meetpaaltjes ondergesneeuwd raakten. Zo'n mededeling prikkelt de verbeelding. Je stelt je voor dat een crew per militair vliegtuig op Antarctica werd afgezet om van daaruit met gemotoriseerde bobsleeën door gevaarlijk terrein met bloeddorstige ijsberen2 op weg te gaan naar een hut een paar honderd mijl verderop, een hut die in geen jaren werd bezocht. Eenmaal aangekomen blijkt de thermometer nergens te vinden. Eerste gedachte: hebben de Russen hem soms meegenomen? Of de Argentijnen? Maar na lang zoeken (wat moet je anders?) vinden ze het paaltje meters onder de sneeuw. Gegevens waardeloos natuurlijk. Je kunt je de teleurstelling van de bemanning voorstellen. Het is nu niet gemakkelijk om moed te verzamelen voor de volgende trip naar een hut 300 mijl verderop in de witte vlakte. Als alles meezit ben je pas over drie maanden thuis. Maar dan toch niet met lege handen! Voor mij zijn de bobsleemannen echte helden en ik ga helemaal op in hun avontuur. Toen ik zojuist langs de spiegel liep hingen er ijspegels aan mijn baard. Ondanks de ernst van de zaak is het verhaal over de ondergeneeuwde meetpaaltjes toch ook komisch. We maken onszelf wijs dat de wereld nog te redden is. Maar dan hebben we dus wel die thermometerstanden uit Antarctica nodig. Laten die gegevens nu ondergeneeuwd zijn. Er was, zo las ik, zelfs een typfoutje gemaakt bij het invullen van een formulier. Ter geruststeling, de onderzoekers hebben bij het verwerken van hun data heus niet zitten knoeien en hun onderzoek is robuust. Ikzelf zou vreselijk in de verleiding zijn gekomen om het paaltje omhoog te trekken en de sneeuw op het glaasje met mijn hete adem weg te blazen en schoon te vegen met de rug van mijn handschoen. Als het voor een goed doel is, mag je af en toe toch wel een beetje smokkelen? Zoveel grondgegevens hebben we toch al niet van Antarctica.

Terug naar de grafiek van Nederland en de wereld. Soms kun je een vraag stellen aan de grafiek die met het blote oog niet goed meer te beantwoorden is. Moeilijk is de vraag welke temperatuurreeks sinds de jaren vijftig eerder begon te stijgen, de mondiale temperatuur of de Nederlandse? Twijfel hierover wijst erop dat je ook in het geval van een cijfermatige analyse waarschijnlijk geen duidelijke verschillen zult vinden. In dat geval mag je aannemen: ongeveer gelijktijdig. Je kunt je natuurlijk best vergissen met het blote oog. Maar meestal gaat het toch wel goed. Wat je duidelijk in de grafiek ziet, is ook wat je er hard uit krijgt als je het materiaal cijfermatig analyseert. Natuurlijk, iedereen weet hoe riskant het is om alleen maar af te gaan op wat je ziet. Er bestaan optische illusies. Hier is een moeilijke vraag, en een zeer 'actuele' bovendien. Klimaatsceptici voeren aan dat de aarde de laatste tien jaar niet warmer is geworden. Het jaar 1998 was zeer warm. Daarna stopte de opwarming van de aarde, zeggen zij. Er zou zelfs sprake zijn van een lichte temperatuurdaling. Klopt dit wel? Wat zegt het blote oog? Nog maar eens goed kijken naar de grafiek...




Hmmm... Moeilijk te zeggen... Het is tijd om de cijfers2 erbij halen.



De aarde warmt nog op. De trendlijnen (volgens de kleinste kwadraten) van GISS en CRU gaan omhoog, ook als we het warme jaar 1998 meerekenen. Gebruiken sceptici soms andere temperatuurreeksen, of andere typen trendlijnen? Een derde mondiale temperatuurreeks is NCDC2. Maar die wijkt nauwelijks af van GISS. Zie deze discussie. Wel zijn er vrij grote verschillen tussen GISS en CRU, resp. 0,178 en 0,047 °C per decennium. En de verschillen zijn duidelijk opgelopen, vooral in warme jaren (zie de rode lijn):


In de vorige grafiek (hierboven) was de GISS-trend 0,1782, hier 0,209. Ik heb de GISS opnieuw opgehaald en de oude data vind ik niet terug. Er wordt weleens een correctie doorgevoerd. Of heb ik een fout gemaakt? Ik houd het even op het laatste. De verschillen tussen GISS en CRU zijn nogal groot, zoals blijkt uit de oplopende rode lijn: het verschil tussen GISS en CRU. Dat verschil is voor 2007 bijna zo groot als de hele opwarming volgens CRU. Dit lijkt onacceptabel. Het is net alsof er twee producten bestaan: de GISS voor de alarmisten en de CRU voor klimaatontkenners. Het is zelfs nog erger. Je kunt best redeneren dat er 'ergens' een reeks kan bestaan die nog hoger ligt dan de GISS, of een reeks die nog lager uitomt dan de CRU. Waarom zouden deze twee grafiekijnen de uiterste grenzen bepalen? Dat maakt de onzekerheid van de temperatuurgegevens erg groot. Zelfs het nauwkeurig meten van de temperatuur op aarde is dus al een probleem. Hoewel we inmiddels niet meer in holen leven, zijn we als beschaving toch nog niet zo ver gevorderd als we soms menen. Het hele idee dat 'de wetenschap' zoveel kan, moet worden gerelativeerd.


De verschillen tussen de twee reeksen worden verklaard doordat de twee satellieten waaraan ze gekoppeld zijn, niet de gehele aarde in kaart brengen. En met name de polen niet. Daarbij tasten ze ook niet precies dezelfde delen van het aardoppervlak af. De ontbrekende gegevens worden ook niet op dezelfde manier gecompenseerd (zie opnieuw bovengenoemde discussie, of deze).

Toch geven de GISS en CRU al een zekere indicatie, een zeker 'gevoel'. Er zit toch wel enige weifeling in de grafiek. Waarschijnlijk dat de zeer koude winter van 2008 de grafieklijnen straks nog verder laat zakken. Om dat te weten moeten we nog drie maanden wachten. (Toegevoegd: op 16 december wist de Guardian het al: "Coolest year since 2000 but trend still shows global warming". Zelfs nog eerder, op 5 december was bekend dat "2008 will be coolest year of the decade". In februari 2009 waren de gegevens van 2008 compleet: de GISS is nog steeds positief, maar de trend is 30% gezakt van 0,0178 in de periode 1998-2007 °C/j naar 0,0124 °C/j in 1998-2008.) Men vreest ondertussen precies waartegen nu juist met zoveel klem moet worden gewaarschuwd, namelijk dat "climate sceptics would overinterpret the figure".1

Volgens welk criterium kun je eigenlijk zeggen dat de aarde niet meer opwarmt? Ik denk niet dat er een eenduidig criterium bestaat. Op zijn best kun je hierover een afspraak maken. En met zo'n afspraak kun je er - heel Amerikaans - om wedden2 wat de temperatuur gaat doen. Maar eigenlijk leent het onderwerp zich daar niet voor. Degenen die de weddenschap winnen, hebben niets bewezen. Maar het idee achter een weddenschap is wel dat je de afspraken over het al of niet meer oplopen van de globale temperatuur van tevoren eenduidig moet vastleggen zodat er later niet meer over kan worden geruzied. De definitorische vrijheden doen ondertussen niets af aan de individuele temperatuurfeiten. Die staan gewoon in onze grafiek. Gelukkig kan iedereen met het oog zien of de temperatuur stijgt of daalt. Dit is hard. En meer is er eigenlijk ook niet.

Iedere eerstejaarsstudent leert dat je een wetenschappelijke theorie zodanig moet formuleren dat hij een weerlegbare voorspelling bevat. Bijvoorbeeld: "Morgen komt de zon 2:06 minuten eerder op dan vandaag." Komt de voorspelling uit, dan is de theorie voorlopig 'bevestigd'. Je kunt nu een nieuwe, liefst een zwaardere test bedenken: wat doet de zon gedurende het hele jaar? Als je alle dagen goed hebt, dan heb je iets van waarde. Komt de voorspelling toch niet uit, dan is de theorie 'weerlegd'. De theorie moet worden opgegeven of bijgesteld. In de praktijk geeft men een aantrekkelijk idee niet zomaar op als er zich een onwelgevallig feitje voordoet, zoals die ene dubbelster die maar niet hard genoeg wil draaien. Het uitzonderlijke gedrag van dubbelster zal de natuurkunde van Einstein niet 1,2,3 ongedaan maken. Men houdt het er dan voorlopig op dat de ster (onze observatie) niet 'deugt' en de natuurkunde toch maar wel. Het feit dat CO2 een broeikasgas is, maakt het nogal waarschijnlijk dat de aardtemperatuur zal oplopen bij als de CO2-concentraties in de atmsofeer toenemen. Men heeft zelfs een idee hoeveel graden ongeveer. Een paar koelere jaren zal aan die verwachting niets afdoen. Toch is het idee van (voorlopige) bevestiging en weerlegging een nuttig schema. Een voorspelling mag je ook van de klimaatwetenschap verwachten. Een probleem is wel dat de voorspellingen van nu pas op zijn vroegst over enkele decennia zwakjes kunnen worden bevestigd of weerlegd. Een weddenschap is ook een soort voorspelling. Maar een weddenschap kan puur gokken zijn. Je hoeft geen verklarende theorie te hebben om toch een beredeneerd gokje te wagen. De ene partij gokt op dalende temperaturen, de andere op stijgende temperaturen. Het is net zoiets als wedden op de paarden. Echt voorspellen is in de klimaatwetenschap een probleem. Je kunt het gedrag van de aarde niet testen onder laboratoriumomstandigheden. En de periode waarover een succesvolle voorspelling kan worden gedaan, is nogal lang. Waar men zich af en toe toch aan een voorspelling waagt, domweg omdat er vraag naar is uit het publiek, zie je het soms hopeloos fout gaan. Je moet in zulke gevallen concluderen: men wist nog niet genoeg. De seizoensverwachtingen voor tropische stormen, waar sinds de ramp met Katrina erg veel vraag naar was, waren niet bijzonder trefzeker. Je moet niet te veel willen. Hier is een wetenschapper aan het woord:

"The global mean temperature in 2008 was the lowest since about 2000 ... Given that there is continual heating of the planet, referred to as radiative forcing, by accelerating increases of carbon dioxide and other greenhouses due to human activities, why isn’t the temperature continuing to go up? The stock answer is that natural variability plays a key role and there was a major La Niña event early in 2008 that led to the month of January having the lowest anomaly in global temperature since 2000. While this is true, it is an incomplete explanation. In particular, what are the physical processes? From an energy standpoint, there should be an explanation that accounts for where the radiative forcing has gone. Was it compensated for temporarily by changes in clouds or aerosols, or other changes in atmospheric circulation that allowed more radiation to escape to space? Was it because a lot of heat went into melting Arctic sea ice or parts of Greenland and Antarctica, and other glaciers? Was it because the heat was buried in the ocean and sequestered, perhaps well below the surface? Was it because the La Niña led to a change in tropical ocean currents and rearranged the configuration of ocean heat? Perhaps all of these things are going on? But surely we have an adequate system to track whether this is the case or not, don’t we? Well, it seems that the answer is no, we do not."
- Kevin Trenberth, An imperative for climate change planning: tracking Earth’s global energy, 2009.


Surfen op de golven van de actualiteit
Het is bijzonder verleidelijk om bepaalde feiten uit de mondiale temperatuurreeks weg te denken. Zo was het jaar 1998 wereldwijd extreem warm. Men zegt dat een uitzonderlijk krachtige El Niño2 daar mede1,2 de oorzaak van was. Als je 1998 weglaat, zie je de mondiale temperatuur gestaag blijven stijgen. Je mag onwelgevallige feiten natuurlijk niet wegmoffelen, al is het goed te weten waarom 1998 zo exceptioneel was. We moeten bedenken dat het zeer warme jaar 1998 alle gemiddelden, waarin dit jaar zit, flink omhoogstuwt, terwijl het de trends vanaf dat jaar afvlakt of zelfs doet dalen. Kennis van de oorzaak, samen met andere oorzaken van temperatuurschommelingen, is nodig om het aandeel van de broeikasgassen beter te kunnen scheiden van andere signalen. Hoe schreef men vlak na 1998 over de opwarmende aarde? Hier en daar deed men het netjes. Zelfs is opgemerkt dat 1998 wel een tijdlang een recordjaar zou blijven. Maar heeft men (de pers, persvoorlichters, wetenschappers) het warmste jaar van de eeuw ook aangegrepen als bewijs voor een versnelde opwarming? Er is in de berichtgeving onmiskenbaar een bepaalde 'vooringenomenheid' ten aanzien van de broeikastheorie en feiten die de opwarming van de aarde bevestigen. Daarin zit zelfs enige logica. (Vergelijk deze uitspraak van Daniel Kirk-Davidoff: "Heat waves and increased lake effect snows seem like very reasonable expectations for a warmer world. Of course, attribution of any individual such event to presently observed global temperature change can only be fractional, but it's completely reasonable to say that events like the heat wave of 2003 will be more likely when the mean annual temperature of Europe is a few degrees warmer.") Of men het er nu mee eens is of niet, de broeikastheorie ligt er nu eenmaal. Men is geneigd om over bepaalde temperatuurmaxima te rapporteren omdat ze iets illustreren. Maar het gevaar van een verkeerde interpretatie is groot. In het voorjaar en de zomer van 2008 waren er alarmerende berichten en voorspellingen over het verdwijnend zeeijs op de Noordpool te lezen. "I think we're going to beat last year's record melt", zei klimatoloog Julienne Stroeve. "North Pole could be ice free in 2008", luidde de titel van een nieuwsartikel. Alles wees er toen op dat er opnieuw een record kon gaan sneuvelen. En dat terwijl de hoeveelheid zeeijs in 2007 ook al een extreem lage waarde had opgeleverd die het vorige record ronduit had verpletterd. Je kon dus wel zeggen dat het slecht gaat met het zeeijs op de Noordpool, terwijl anderzijds Antarctica juist meer zeeijs had, iets waaraan in de pers beduidend minder aandacht werd besteed. Dagelijks kon men de zeeijsgrafiek van NSIDC op internet volgen en werden er persberichten uitgedaan. Maar op een gegeven moment droogde de nieuwsbron op. Er waren nog enkele weken te gaan maar het ijs wilde maar niet dooien. Aan het einde van de zomer bleek een nieuw record er niet in te zitten. Precies op dit moment zag je dat men overging op nieuwe zeeijsdefinities: niet langer stond de zeeijsoppervlakte in de belangstelling, maar bijvoorbeeld het ijsvolume, de ijsdikte ("Arctic sea ice thinning at record rate"2) of de hoeveelheid verdwijnend 'eeuwig' en 'langjarig' zeeijs en de snelheid van het terugtrekkend zeeijs in één enkele maand; gegevens die wél records opleverden. Op zich ook belangwekkende gegevens. Er kwam ook een verklaring waarom 2007 zo uitzonderlijk was geweest. Bijzondere atmosferische en oceanische omstandigheden, die in 2008 geen rol hadden gespeeld, hadden 2007 zo extreem gemaakt. De situatie in dat jaar was dus eigenlijk vergelijkbaar met het extreme El Niño-jaar 1998. Goed, maar waarom heeft men in 2007 dan geen sterk voorbehoud gemaakt? De nieuwsartikelen surfen mee op de golven van de actualiteit. Achteraf bleek dat men de situatie van 2007 inderdaad niet goed begrepen had. Een extreme schommeling roept dikwijls een extreme tegenreactie op. Vlak voordat een tsunami aan land spoelt, trekt het water zich terug.

Na de mislukte recordpoging van 2008 telde 2007 niet meer helemaal mee. Dat jaar was een uitzondering. En zo werden de nieuwe zeeijsfeiten van 2008 opgewaardeerd. Maar menig lezer die goed had opgelet, spuide zijn gram in de commentaren. In 2009 bleef het opmerkelijk stil rondom het zeeijs. Was er in 2009 soms opnieuw meer ijs dan in 2007 en 2008? Ja. Er wordt in de hierboven genoemde nieuwsberichten niets verzwegen. Maar het gaat om subtiele verschuivingen. In een bericht over de extreme temperaturen van 1998 wordt en passant en een beetje buiten beeld vermeld dat 1998 een El Niño-jaar was. Maar er staat niet bij dat El Niño, of de tegenhanger El Niña, de mondiale temperatuur zeer sterk kan beïnvloeden. Veel lezers weten dat eenvoudig niet. Maar ze zijn niet dom en vergeten de berichten niet, in elk geval de toon van de berichten niet of de suggesties die zijn gewekt. Ondertussen - en daarin zit hem het schadelijke - is er geen enkele reden om je geen grote zorgen te maken over de snelheid waarmee het zeeijs op de Noordpool verdwijnt. Het gaat werkelijk zeer snel bergwafwaarts2 de laatste decennia. De verontrustende langertermijngegevens raken op de achtergrond als men in de actualiteit te veel een bewijs wil zien voor het alsmaar sneller opwarmende klimaat, alsof het om de jaar- en kwartaalcijfers van een grote onderneming gaat en men bang is dat de aandeelhouders gaan morren als de winsten even niet willen stijgen. We weten allemaal waar dat toe kan leiden. Inflatie. Mensen worden klimaatmoe. Het is allemaal onderzocht. Mopperende burgers, sceptische commentaren en of nog erger: totale onverschilligheid en apathie. Ironisch genoeg zetten zulke reacties de berichtgevers onder druk om met nog sterkere bewijzen2 te komen. Er is altijd wel een geschikte definitie te vinden waar een nieuw record in zit. "Nooit eerder werden zoveel ..." Vul maar in. Kies een definitie. En soms, wanneer de actualiteit niet wil meewerken, grijpt men terug - nu wel - op de langjarige gemiddelden, zoals het eigenlijk altijd hoort. "Dit op dertien na warmste jaar maakt deel uit van het warmste decennium sinds het begin van de metingen." Of, als dat ook niets oplevert, maar dan zijn we reeds ver afgegleden, iets als: "Steeds meer mensen zijn van mening dat de temperatuur in de 21e eeuw met meer dan 2 °C kan stijgen." Er bestaat ook een vernuftige variant van dit type opiniërend onderzoek waarin de mening van klimaatwetenschappers object van onderzoek zijn. Het resultaat is een kaart van subjectieve kansen, zoals in Kriegler et al. 20082 (Imprecise probability assessment of tipping points in the climate system) of in Annan & Hargreaves 20062 (Can we believe in high climate sensitivity?), waarin wordt uigegegaan van "the standard Bayesian paradigm of probability as the subjective degree of belief of the researcher in a proposition". Wat is het nut hiervan? "The main (perhaps sole) reason for interest in such estimates is in order to support decision making, such as mitigation and adaptation strategies." De uitkomsten lijken tijdsgebonden. Wat doe je als de ondervraagde wetenschappers aangeven onzeker te zijn en zeggen de kansen niet goed te kunnen inschatten?

Zorita et al. 2008
We hebben het over waarschijnlijkheid, toeval en onzekerheid. Over zulke begrippen kan verwarring ontstaan. Neem bijvoorbeeld de journalistieke berichtgeving over een statistisch onderzoek van Zorita et al. 2008 (voortaan afgekort als Zo8). Het artikel werd besproken in Sciencedaily van 10 jan 2009 (voortaan Sd) en door Newscientist op 18 dec 2008 (voortaan Ns). Zo8 vonden dat de kans dat de 13 warmste jaren uit de temperatuurreeks sinds 1880 vallen in de periode 1990-2006 - wat feitelijk het geval is - kleiner is dan 1:10.000, aldus Sd. Om te beginnen, het artikel zelf noemt een kans van 1:1000. Een factor 10 verschil. Maar goed, nog steeds een kleine kans. Het lijkt dus praktisch uitgesloten dat de opwarming van de laatste decennia puur toevallig is?

Ns citeert hoofdonderzoeker Zorita: "We cannot ascribe the anomaly to any particular physical factor, like anthropogenic greenhouse gases." Logisch, zou je denken, want men heeft de temperatuurgegevens 'puur statistisch' onderzocht. Echter, Zorita vervolgt: "But our conclusions are consistent with those of the fourth IPCC report ..." Dit is al licht tendentieus, maar niet onjuist. Ns voegt er de volgende uitleg aan toe: "... which states there is a very high probability that human emissions are causing global warming." Deze toevoeging, hoewel bedoeld als een nadere uitleg voor de leek, kan verwarring veroorzaken. De focus van de aandacht verschuift. Een 'puur statistisch' resultaat wordt in verband gebracht met antropogene broeikasgassen. Was het voor een goed begrip van Zo8 niet veel beter geweest om eerst uit te leggen dat elke oorzaak waardoor het klimaat opwarmt, verenigbaar ('consistent') is met de conclusie van Zo8? Door uitsluitend de hoofdconclusie van het IPCC te noemen die zelf ook weer een uitspraak over waarschijnlijkheid is, ontstaat mogelijk een tweede vorm van verwarring. Het lijkt nu net alsof de gevonden kans van 1:10.000 (feitelijk 1:1000) een verbetering is van de 90% kans uit de IPCC-conclusie waarin de mens voor een belangrijk deel verantwoordelijk wordt gehouden voor het opwarmend klimaat. Deze twee kansen zijn echter onvergelijkbare grootheden. Maar de leek, voor wie deze informatie bedoeld is, weet dat misschien niet.

De tekst van Ns roept nog meer vragen op. Is de conclusie van Zo8 bijvoorbeeld niet een beetje triviaal? Wat beweren de auteurs nu anders dan dat 'iets' een 'oorzaak' moet hebben? Dat de temperatuur oploopt, dat wisten we immers? Misschien is er een mooi bevredigend antwoord op deze vraag, maar Newscientist en Sciencedaily gaan er niet op in.

Een andere voor de hand liggende vraag is waarom uitgerekend de kans werd onderzocht op de dertien warmste jaren in de periode 1990-2006, als subperiode van de grotere reeks sinds 1880? Waarom niet alle kansen op n warmste jaren in de subperiode P, of in alle subperiodes P1, P2, P3 ...? Worden van de taart alleen de kersen afgesnoept (cherry picking)? Opnieuw, misschien is dit niet zo, maar de besprekingen leggen niets uit. Hoe groot is eigenlijk de kans dat zich in een temperatuurreeks ergens een grote toevalligheid voordoet? Toevalligheden kun je op allerlei manieren definiëren. In elk rijtje getallen zit wel iets toevalligs. Je kunt namelijk talloze 'toevallige' cijfercombinaties bedenken waarvan je kunt onderzoeken of ze voorkomen in zo'n rijtje. Toeval kan bijvoorbeeld zijn een bepaalde (langere) subperiode in de reeks met een trend van 0,15 °C per decennium of meer. Omdat er zeer veel soorten toevalligheden bestaan, is de kans op het voorkomen van één zo'n toevalligheid in de reeks groot. In bijna elk telefoonnummer zit wel een opmerkelijke cijfercombinatie. Hoe groot is de kans dat in de eerste duizend cijfers van het getal π de cijfercombinatie 999999 zit? 1:1000? Dit probleem doet zich ook voor bij de redacties van wetenschappelijke tijdschriften. Stel dat er jaarlijks duizend artikelen worden ingestuurd, elk met 95% zekere conclusies. Dan zitten er al gauw tientallen artikelen bij waarvan de conclusie onjuist is. Het wordt nog erger als nieuwe artikelen voortbouwen op de onjuiste resultaten. De keuze van Zo8 voor de 13 warmste jaren in een subperiode van de laatste 17 jaar als onderdeel van een reeks die begint in 1880, lijkt een nogal willekeurig gekozen eigenschap. Wat is er zo bijzonder aan de laatste 17 jaar of aan het getal 13? In elk geval niet dat de wereld pas 17 jaar geleden begon op te warmen als gevolg van antropogene broeikasgassen. Dat proces moet in de negentiende eeuw zijn begonnen met de komst van de industriële revolutie. En je zou dat gegeven duidelijk willen kunnen ontdekken in de temperatuurreeks vanaf die datum en bij voorkeur ook nog eens willen vergelijken met een langere daaraan voorafgaande temperatuurreeks, bijvoorbeeld van de laatste 2000 jaar. Antropogene broeikasgassen zijn vanaf het begin van de 19e eeuw steeds verder opgelopen. Je zou verwachten dat dit singaal is terug te vinden, niet alleen in de laatste 17 jaar van de reeks, maar in de hele reeks. Als je van de GISS een lineaire trendlijn laat maken, dan vind je dat in de periode 1880-2008 de temperatuur op aarde met gemiddeld 0,0059 °C per jaar steeg. Hoe groot is nu de kans op een dergelijke stijging als de temperatuurontwikkeling puur toevallig zou zijn en er dus geen externe invloed (bijvoorbeeld broeikasgassen) aan het werk was geweest? En wat als die kans niet erg groot blijkt te zijn?

Sd geeft zijn bespreking van Zo8 een spectaculaire titel mee: 'Scientists Refute Argument Of Climate Skeptics'. Als lezer denk je meteen: dit is groot nieuws. Echter, de weerlegde sceptici worden niet met name genoemd en de argumenten van deze anonieme sceptici komen ook niet ter sprake. Sterker nog, in het artikel van Sd komt het woord 'sceptici' niet voor, noch een synomiem hiervan. De titel dekt de lading van het artikel dus niet. Veel klimaatsceptici wijzen juist steeds nieuwe oorzaken aan voor het opwarmen van de aarde. Daar zijn ze bijzonder vindingrijk2 in. Zolang het maar geen antropogene broeikasgassen zijn! Dus wie zijn de weerlegde sceptici? Wat beweren zij en wat zijn hun argumenten? En wat wordt daarvan door Zo8 weerlegd?

Zo8 gaat over 'toeval'. Een moeilijk begrip. Wat is 'toeval'? Heeft niet alles in het klimaat een bepaalde oorzaak, ook al kennen wij die oorzaak misschien niet? Kan het veranderend klimaat toevallig zijn? Kan het weer 'toevallig' zijn? Is het 'toeval' dat het ene jaar warmer is dan een ander? Je zou denken van niet. Alles heeft immers een oorzaak. Als je geen volkomen leek bent, dan zou je kunnen vermoeden dat onder 'toeval' een 'interne' klimaatschommeling wordt verstaan. Dat ontdek je ook wel als je de nieuwsartikelen leest. De hoofdvraag van het originele artikel van Zo8 luidt: "Is it an accident that the warmest 13 years were observed after 1990, or does this increased frequency indicate an external influence?" Er wordt dus een onderscheid gemaakt tussen 'interne' en 'externe' oorzaken die het klimaat bepalen. Goed, maar nu duiken er nieuwe vragen op. Iedereen die naar de mondiale temperatuurreeks kijkt, ziet een stijgende lijn. Je eerste gedachte is: dat zal wel geen toeval wezen. Er moet dus een oorzaak zijn. Maar laten we eens aannemen dat het klimaat van 'nature' schommelt met een complexe periodiciteit van jaren, decennia, eeuwen en langer. Dan zal vrijwel elke uitsnede uit een reeks van tientallen, honderden of duizenden jaren een opmerkelijke curve laten zien waarvan je je kunt afvragen wat de achterliggende oorzaak is. Of kan een interne schommeling soms geen sterke, langjarige trend vertonen en dus onmogelijk de oorzaak zijn van opvallende temperatuurclusters?

Een andere vraag is hoe je uitsluitend door gebruik te maken van 'puur statistische' middelen, zoals de nieuwsartikelen schrijven, een onderscheid kunt maken tussen interne en externe oorzaken voor geclusterde hoge temperaturen. Een temperatuurgrafiek zegt niets over de oorzaken van dalende of stijgende grafieklijnen. Hoe kom je er, gebruik makend van alle beschikbare middelen, achter wat de oorzaak is? Elk signaal, bijvoorbeeld de oceanische oscillaties, is complex en onvoorspelbaar, soms quasi-cyclisch. Zijn dit nu de 'interne' schommelingen met een 'toevallig' karakter? Hoewel we dit signaal niet perfect kennen, gaat het wel om krachtige oorzaken die het klimaat, ook op de lange termijn, bepalen, zoals de oceanische schommelingen (ENSO2, PDO en IPO, AMO, NAO2 o.a.). Het patroon is chaotisch, soms gesynchroniseerd chaotisch. Horen bij de interne klimaatschommelingen ook de effecten van vulkaanuitbarstingen, of wijzigingen in de zonne-activiteit vanaf 1880? Dat lijkt me niet. Of hoe zit het dan met schommelingen in de reeks die ontstaan zijn als gevolg van nieuwere meetmethoden, correcties achteraf ('hutverplaatsing') of meetfouten? Het is nog niet zo lang geleden dat men de zeewatertemperatuur met emmertjes moest meten, of in de waterinlaat van scheepsmotoren. Pas zeer recent is voor dit emmerprobleem een correctie doorgevoerd in de data van na WOII. Is het nu de bedoeling van Zo8 dat alle 'interne' schommelingen worden weggefilterd alsof het 'ruis' is, toeval? Zodat daaronder een tweede signaal zichtbaar wordt, waarvan je kunt zeggen: "Dat kan geen toeval meer zijn"? Mag je dan zomaar veronderstellen dat de weggefilderde ruis - dus het toevallig schommelen van het klimaat - weliswaar een sterke tijdelijke invloed heeft, maar op de langere termijn van 127 jaar (1880 - 2006) uitmiddelt? Dit lijkt mij op zijn minst niet aangetoond. Bestaat er soms een methode om een eventuele 'toevallige' trend in het ruissignaal weg te werken? Wat weten we eigenlijk over de amplitude en de periodiciteit van de klimaatruis? Het kan best zijn dat Zo8 op al zulke vragen bevredigende antwoorden geven. Maar in de nieuwsartikelen komt deze problematiek nergens ter sprake. Een aandachtige lezer blijft met veel lastige vragen zitten. Een goede bespreking hoort ook aan te geven waar de zwakste schakel zit en wat de nadelen van gemaakte keuzes zijn.

De afgelopen 2000 jaar heeft het klimaat voortdurend geschommeld in kortere en langere fases van enkele eeuwen. Denk aan de Kleine IJstijd of de Middeleeuwse Warme Periode. De grafiek op wikipedia laat de schommelingen mooi zien.



Zo op het oog zitten er aardig wat clusters van extreem hoge of lage temperaturen in de grafiek. Maar hiermee moeten we oppassen. Misschien zijn deze grafieklijnen gefilterd (smoothed) en bestaan ze in werkelijkheid uit hevige schommelingen met pieken van jaar op jaar die af en toe uitkomen boven de gemiddeld hogere temperaturen in de 20e eeuw.

Maar laten we, puur om een punt te maken, eens aannemen dat de grafiek clusters aangeeft die vergelijkbaar kunnen zijn met die van de laatste twee decennia. Volg bijvoorbeeld eens de rode grafieklijn met minima rond 550, 1300, 1590 en maxima rond 300, 900, 1000 en 1100. Zijn deze minima onwaarschijnlijke temperatuurclusters in de betekenis van, en volgens de methode van Zo8? We kunnen dit niet weten. Want de statistische analyse van Zo8 begint pas in het jaar 1880. Je kunt het huidige cluster van 1990-2006 (voortaan afgekort CL2006) dus niet vergelijken met clusters uit het verleden. Waarom hebben Zo8 deze vergelijking niet gemaakt? Als de oudere clusters eveneens zeer onwaarschijnlijk zouden zijn, klopt de conclusie van Zo8 dan nog wel? Opnieuw een reële vraag voor een geïnteresseerde leek die een nieuwsartikel probeert te begrijpen met als spectaculaire titel: Scientists Refute Argument Of Climate Skeptics.

Het kan best zijn dat de clusters van voor 1880 inderdaad minder onwaarschijnlijk zijn dan CL2006. In dat geval zouden Zo8 iets bijzonders hebben gevonden. Maar om dat te kunnen ontdekken, moeten we terug in de tijd. Het probleem daarbij is vermoedelijk - maar dat moet je 'toevallig' weten - dat de wereldgemiddelde temperatuurgegevens van voor 1880 minder nauwkeurig zijn en op een andere manier werden gemeten en verwerkt. De auteurs hebben zich daarom moeten beperken tot de relatief homogene temperatuurreeks vanaf 1880 (ondanks het emmerprobleem, waarvoor je een correctie2 kunt doorvoeren).

Een begrijpelijke keus. Maar deze beperking geeft onmiddellijk een probleem bij de volgende, zeer voor de hand liggende vraag. Waren de sterk stijgende temperaturen in de periode 1910-1945 (afgekort CL1945) dan misschien niet eveneens zeer onwaarschijnlijk? Zie nogmaals de grafiek van de NASA.



Zie de aanloop die begint in 1910 en eindigt met een cluster rond 1945. Het probleem dat nu ontstaat is subtiel. Ik vat samen uit een discussie bij 'Tain't Likely op de weblog Open Mind van 'Tamino' (pseudoniem van een statisticus die anoniem wil blijven, maar veel aanzien geniet). Tamino is de enige op internet die uitgebreid aandacht besteedt aan Zo8. Kennelijk heeft het artikel elders weinig aandacht getrokken. Opmerkelijk voor een artikel dat een argument van sceptici weerlegt. Hoe het zij, op een aantal manieren zit je volgens Tamino fout met een zeer voor de hand liggende redenering. Met die redenering komt een lezer van Tamino's blog, John Finn. Finn merkt op dat het cluster CL1945 sterk lijkt op CL2006:

"In January 1948 a very similar claim could have been made. The hottest 10 years on record all occurred in the previous 11 years - the exception being 1946 which was 14th hottest. (...) It was even more lop-sided in the 1930s and 1940s. Seventeen of the hottest years all occurred between 1930 and 1947 - the exception being 1926. And - we could have added a couple more to the list, i.e. 1948 and 1949, which would have made it 19 out of 20."

Dit lijkt zeer overtuigend. Echter, Tamino is niet overtuigd en antwoordt:

"In 1940, we'd seen n warmest years near the end of a span of 60 (in the record since 1880); today it's nearly 130. Statistically, that's a helluva lot different. Yes, clustering of warm years is bound to happen by accident, but not at the level we've seen over the last 2 decades. (...) I surely don't buy into your 'it seems just as unlikely to me' line of reasoning."

Dus, CL2006 is onwaarschijnlijker (of minder significant?) in een meetreeks van 130 meetpunten dan CL1945 in een reeks van 60 meetpunten. Er zijn voorafgaand aan 1945 eenvoudig te weinig meetpunten om te kunnen zeggen dat de CL1945 net zo 'toevallig' is als CL2000. Echter, als ik het goed begrijp tenminste, ligt dit niet niet aan het cluster CL1945, maar aan de gebrekkige beschikbaarheid van betrouwbare temperatuurdata van voor 1880. Reden te meer dus om toch eens te proberen om oudere gegevens erbij te halen. Dit is precies wat John Finn antwoordt aan Tamino: "True - unless you also consider proxy reconstructions in which case it's at least 600 years." Het antwoord van Tamino luidt nu, nogal fel: "So now you want to use proxy reconstructions?" En hier stopt de discussie helaas. Even verderop adviseert de statisticus dat de nieuwsgierige vragensteller (John Finn) een en ander dan zelf maar moet narekenen en daarna nog eens kan terugkomen met zijn kritische vragen. Inderdaad zijn de proxymetingen (indirecte temperatuurmetingen aan boomringen, sedimentenlaagjes enz. waaruit de temperatuur moet worden afgeleid) niet te vergelijken met de directe thermometergegevens en je kunt de verschillende typen data niet zomaar achter elkaar plakken. Echter, ondanks deze (methodologische) verschillen, zou het toch best eens kunnen zijn dat in de gehele 19e eeuw, waaruit we meer data nodig hebben om John Finn te helpen met zijn redenering, het waarschijnlijk nooit - of bijna nooit - warmer was dan in CL1945. Je mag hopen dat die oudere gegevens voor dit doel tenminste nauwkeurig genoeg zijn. Het voorstel van John Finn lijkt dus constructief. En mocht het alsnog niet lukken om langs die weg meer te weten te komen, dan zijn die proxies ook niet veel waard. In dat geval kun je bijvoorbeeld ook niet beweren dat de 20e eeuw warmer was dan de 19e eeuw, bijvoorbeeld. En dan beschik je ook niet over de middelen om het empirisch karakter van de klimaatruis op langere termijn vast te stellen. Of hebben Zo8 die oudere gegevens niet nodig om de (on)waarschijnlijkheid van CL2006 te kunnen berekenen?

Trouwens, een deel van de oudere gegevens van voor 1880, komt nog uit de CRU. Die reeks gaat terug tot 1850. Dit geeft alweer dertig jaar tijdwinst. Omdat Tamino het voor ons niet doet, laten we de proxy-gegevens van voor 1880 er toch eens bij halen. Om te beginnen door ze simpelweg met het blote oog bekijken. Kijk nogmaals naar deze, niet erg nauwkeurige grafiek (of vergelijk zo nodig ook andere temperatuurreconstructies2):



Als het lukt om de temperatuurgegevens van voor 1880 althans gedeeltelijk te 'harmoniëren' met die van na 1880 en we teruggaan tot het jaar 1800 (of nog eerder), dan hebben we voor CL1945 minimaal 145 meetpunten (145 jaar). Het zou dan kunnen blijken dat CL1945 toch zeer onwaarschijnlijk is geworden volgens de methode en aannames van Zo8.

Als je van de door het IPCC gebruikte gegevensreeksen de ongefilterde waarden neemt en van elk jaar uit elke reeks in de periode 1700-1946 het gemiddelde neemt, dan liggen maar liefst alle 20 hoogste waarden in het laatste stukje: de periode 1921-1946. Dit wijst op een krachtig temperatuurcluster. Als we afzien van de problemen die ontstaan door het gebruik van verschillen typen temperatuurgegevens en de daarmee verbonden onnauwkeurigheden, hoe groot is dan de kans op dit cluster volgens de methodiek van Zo8?


De paarse bolletjes zijn de twintig hoogste waarden in de reeks 1700 - 1946. De reeksen uit fig. Figure 6.10 uit het IPPC-rapport van 2007, zijn: Unfiltered HadCRUT2v, CRUTEM2v, 4 European stations, MBH1999, MJ2003, BOS..2001, B2000, JBB..1998, ECS2002, RMO..2005, MSH..2005, DWJ2006, HCA..2006, O2005, PS2004, Instrumental (HadCRUT2v). Van elk individueel jaar werd het gemiddelde van alle reeksen bepaald. Je mag toch hopen dat deze gemiddelde jaarwaarden een nauwkeuriger benadering zijn van de wereldgemiddelde temperaturen, dan de jaarwaarden uit de individuele reeksen.
De rode trendlijn is een vijftigjarig gemiddelde, ingevoegd ter vergelijking. Zou je een kleiner gemiddelde kiezen, bijvoorbeeld van 20 jaar, dan zou het cluster er nog duidelijker uitspringen.


Dus was de situatie rond 1945 niet toch vergelijkbaar met die van het huidige cluster aan het begin van de 21e eeuw? Het blijft onbevredigend dat je CL1945 niet 'mag' vergelijken met CL2006 omdat de oudere data onvoldoende nauwkeurig of anderssoortig zijn.

Overigens, sommige van de gebruikte gegevensreeksen lopen tot 2000 jaar terug. De hele grafiek vanaf het jaar nul ziet er als volgt uit:


De rode lijn is een 50-jarig gemiddelde. In dit langjarig gemiddelde valt CL1946 bijna helemaal weg als een zelfstandige gebeurtenis. Wat des te meer opvalt is een de zeer sterk stijgende lijn vanaf 1850 tot heden. Een dergelijke sterke en steile stijging kwam in de afgelopen 20 eeuwen niet eerder voor. Het lijkt alsof er vanaf het midden van de 19e eeuw een krachtige oorzaak aan het werk is...


Duidelijk is dat de hockeystick2 van Michael Mann et al 1998, waarop klimaatsceptici zoveel kritiek leverderen, onder deze gegevens (zijn de gebruikte reeksen onafhankelijk van elkaar?), nog recht overeind staat:


De grafiek is nu een honderdjarig gemiddelde. Met gemiddelden van 50 of 30 jaar, wordt de krul in de hockeystick nog duidelijker en groter. Maar de flinke hobbel ten tijde van de Warme Middeleeuwse Periode, valt niet weg te poetsen. Ook interessant is dat de steel licht daalt. Je kunt je voorstellen dat de steel de hellingshoek aangeeft waarmee we afstevenen op de volgende ijstijd. Het tempo bedraagt ongeveer 0,1 °C per 2000 jaar, ofwel 5 °C per 100.000 jaar, wat ongeveer de cyclus van een ijstijd is (maar er bestaan meer cycli), en 5 °C het temperatuurverschil tussen ijstijd en interglaciaal (globaal gemiddeld). Zouden er geen andere factoren actief zijn, dan zou je verwachten dat de steel steeds sneller gaat dalen, als in een sinusfuntie.


Het artikel van Mann ea was nu juist bedoeld om de proxygegevens te combineren met de moderne metingen om op die manier de temperaturen van de laatste 600 jaar in een enkele grafiek te kunnen tonen. Er zit hier een ogenschijnlijke tegenstrijdigheid. Toen Mann ea met hun hockeystick kwamen, was de kritiek van de sceptici onder meer dat de oudere proxygegevens niet goed te vergelijken zijn met de thermometerstanden van na 1880 (1850). Nu is het precies andersom. Als een kritische lezer van Zo8 (John Finn) opmerkt dat je de proxygegevens kunt gebruiken om de kans op een cluster rond 1945 te bepalen, dan zegt de klimaatwetenschap (Tamino) hetzelfde als de sceptici destijds door op te merken dat de proxygegevens niet te harmoniëren zijn met de thermometerstanden.

De mogelijkheden tot een zinvol vergelijk met de oudere data staan of vallen met de betrouwbaarheid en de onzekerheidsmarges van de proxygegevens (het grijsgebied in deze grafiek). Maar ondanks de kritiek is de hockeystick niet omgevallen.

Het is niet mijn bedoeling geweest om Zo8 of Tamino te bekritiseren. Ik heb wel willen laten zien hoe moeilijk het is om als buitenstaander de nieuwsartikelen uit Sciencedaily en Newscientist op hun waarde te schatten en dat de schrijvers ervan toch niet genoeg hebben gedaan om misverstanden bij de lezers te voorkomen. De materie is bijzonder lastig en eigenlijk kom je er als leek zelfstandig niet uit. Ik ben heus de enige niet, zoals blijkt uit de discussies op de weblog van Tamino.

Ik heb nog geprobeerd om Zo8 zelfstandig te lezen. Het artikel begint makkelijk. Als je aanneemt dat de temperatuur van een bepaald jaar in de reeks vanaf 1880 puur toevallig en volledig onafhankelijk is van die van andere jaren, en als je daarbij aanneemt dat het klimaat stabiel is (dus wel fluctueert, maar niet structureel opwarmt), dan is de kans dat de 13 warmste jaren in de periode 1990-2006 vallen, absurd klein, nl. 1 : 1,25 × 1014. Deze conclusie is het resultaat van elementaire kansrekening. Echter, dit begin is slechts bedoeld als illustratie van hoe het niet moet. Want de temperatuur van een jaar is niet volledig onafhankelijk van die van voorafgaande jaren. De natuur gooit niet elk jaar op 1 januari een dobbelsteen op om te bepalen wat het komend jaar de globaal gemiddeldde temperatuur zal zijn. Warmte heeft de neiging om zich over meerdere jaren te clusteren. Daar is een logische verklaring voor: de warmte verdwijnt niet zomaar uit het klimaatsysteem en blijft hangen, met name in het oceaanwater. De auteurs maken daarom een volgende stap: het klimaat heeft een 'geheugen', waardoor een jaar dat volgt op een warm jaar, een hoeveelheid warmte erft uit dat warme jaar. Deze toevoeging bevat een aanname over de empirische werkelijkheid. Je wilt nu natuurlijk weten hoe sterk dat geheugen is. We hebben met die vraag het terrein van de 'pure statistiek' verlaten. Dit lijkt in strijd met wat de nieuwsartikelen van Ns en Sd schrijven over het puur statistisch karakter van Zo8. Met pure wiskunde alleen is nog nooit iets over de werkelijkheid ontdekt. (Als je langs natuurkundige weg zou berekenen hoe groot het warmtevasthoudend vermogen van de aarde is, daarbij gebruik makend van de klimaatgevoeligheid van de aarde en de tijd die nodig is voor het bereiken van een evenwichtstemperatuur (bij een bepaalde forcering), dan kom je er vermoedelijk ook niet uit. De waarden van zulke empirische grootheden zijn niet erg nauwkeurig bekend. Vergelijk ook het Trenberth-citaat hierboven. Je zult er een argument van sceptici wel niet hard mee weerleggen.)

Het klimaatgeheugen wordt in Zo8 op twee manieren uitgewerkt. De eerste manier, waartoe we ons zullen beperken, heet 'short term memory' (maar die term moet je niet al te letterlijk nemen). De tweede manier heet 'long term memory'. Deze twee vormen van klimaatgeheugen zijn een soort 'modellen', 'aannames' over het karakter van temperatuurbehoud in het klimaatsysteem (die 'getest' worden in Bunde et al 2005, een literatuurreferentie in Zo8). Na een analyse van het kortetermijngeheugen van het klimaat is de kans op Cluster2006 alweer met een factor 1011 toegenomen, dus gestegen van 10-14 naar 10-3 (onze kans van 1:1000). Niet zo verbazingwekkend, dit heeft alles te maken met de temperatuuroverdracht van jaar op jaar. Er is nu een ordenend principe aan het werk dat clustervorming in de hand werkt, terwijl het toeval er nog steeds niet helemaal uit verdwenen is. Vergeleken met de absurd kleine beginkans is de kans op een cluster nog slechts 1:1000. Een precaire vraag van nieuwsgierige lezers wordt nu: als je de som van Zo8 net even anders opzet, de gebruikte formules net even anders aankleedt, kan die kans dan misschien nog verder toenemen?

Om het idee van een klimaatgeheugen zelf eens te onderzoeken liet ik een aantal grafiekjes genereren met een eenvoudige functie die voldoet aan de definitie van een autoregressief model. Zo'n model, maar dan anders aangekleed, werd ook door Zo8 gebruikt voor het korte termijngeheugen van het klimaat. Hier is mijn eenvoudige functie:

f(-1) = 0
f(x) = f(x-1) × BEHOUD + ASELECT( ) - 0,5

De plaatjes hieronder zien er meteen uit als echte klimaatgrafiekjes. Het deel ASELECT( ) genereert een evenwichtig toevalsgetal tussen 0 en 1. Dus ASELECT( ) - 0,5 varieert tussen -0,5 en 0,5 en is gemiddeld gelijk aan 0. Het klimaat is daarmee 'statistisch' stabiel. In het model heet deze term witte ruis. Dit is het 'toeval' waarmee we begripsmatig zo'n grote moeite hadden. De parameter BEHOUD stelt het percentage voor waarmee een waarde uit een vorig grafiekpunt (het directe verleden) behouden blijft in de huidige waarde. In de grafiekjes zijn de waarden voor BEHOUD op resp. 100%, 25%, 10%, 5% en 2% ingesteld. De grafiekjes, die willekeurig werden gegenereerd en dus niet werden geselecteerd op bijzondere trendeigenschappen, hebben allemaal eenzelfde realistische 'look'. Je kunt met één druk op de knop zo 20 nieuwe plaatjes laten genereren. Je kijkt als het ware naar de structuur van de formule. De plaatjes lijken op de bekende klimaatgrafieken van temperatuur, zeeijsoppervlakte, isotopenonderzoek enz. Als je niet beter wist, dan heb je echt de neiging om je af te vragen waarom een bepaalde bobbel in een grafiek zit, en of er niet een bepaalde regelmaat zit in de schommelingen, alsof de punten door een 'oorzaak' zijn ontstaan. Hoewel het klimaat volledig in evenwicht is gebracht en er dus geen trend naar boven of naar beneden in voorgeprogrammeerd is, hebben de grafieken van steeds 500 punten (dus meer dan het aantal jaartemperaturen van 1880 tot 2006 in Zo8), een vrij duidelijke, maar strikt toevallige trend die nu eens positief, dan weer negatief uitvalt, nu eens sterker is en dan weer iets minder sterk. Hoe sterker de trend, en hoe groter de waarde van BEHOUD, hoe kleiner de bandbreedte, en hoe groter de kans dat er op rechts (of elders) veel extreme waarden geclusterd zijn. Voor de hier gebruikte functie lijkt de kans op een cluster echter wel groter dan 1:1000.

Met BEHOUD groter dan 10% lijkt de kans op clustering vrij groot. Met een BEHOUD van 5% of 2% is de kans kleiner, hoewel de grafiekjes nog steeds een duidelijke, maar strikt 'toevallige' trend vertonen.


Natuurlijk weerleggen mijn simpele grafiekjes de conclusie van Zo8 nog lang niet. Ik heb geprobeerd om mijn formule verder te verfijnen. Er zijn oneindig veel manieren waarop dat kan. Mijn functie werd steeds complexer en onoverzichtelijker. Op deze manier knutselend aan de formule, probeerde ik om althans een indruk te krijgen van de manier waarop kansen uitwerken in de reeks. Als ik mijn formule helemaal op orde heb, dan kan ik misschien eens zeggen dat ik het artikel van Zo8 begrepen heb. Dan krijg ik hopelijk ook dezelfde uitkomst. Maar op grond van welke informatie weet ik nu hoe het klimaatgeheugen er uitziet? Hoe groot moet de factor BEHOUD zijn? En hoe groot het deel ASELECT( ) en hoe moeten de kansen tussen -0,5 en 0,5 gespreid zijn? Hoe moet ik mijn formule realistisch uitwerken? In een poging om nog iets verder te komen met 'puur statistische' middelen, heb ik nog handmatig een 'enkelvoudige' Gausscurve weten te destilleren uit de temperatuurdata vanaf 1880.


Uitgezet is het aantal jaren tegen het temperatuurverschil van opeenvolgende jaren in de GISS-temperatuurreeks 1880-2007.
De parameters van een Gausscurve (de rode lijn) op de manier van wikipedia werden geschat:
f(x) = (2/(σV2))exp-½((x-μ)/σ)2, met σ=0,15 en μ=0,03 (de x-waarde van de symmetrie-as).


Met deze geschatte, maar tenminste 'empirisch' verkregen kennis van de klimaatruis in de periode 1880-2007, kan ik de witte ruis en de factor BEHOUD in mijn formule gaan proberen aan te passen. Maar hoe het nu verder moet, weet ik eerlijk gezegd niet. Het wordt te moeilijk. Mijn 'onderzoekje' maakt duidelijk hoe weinig houvast je nog hebt zodra je in de wereld van de kansen bent terechtgekomen. Het lijkt mij bijzonder moeilijk of zelfs onmogelijk om uit deze data, die soms ver boven en onder de rode lijn liggen, iets nauwkeurigs te weten te komen over de natuurlijke klimaatschommelingen en de klimaatruis, zeker als het gaat om schommelingen op de langere termijn, dus vele decennia, eeuwen of meer. Wanneer de 'klimaatsceptici' erop wijzen dat het klimaat van nature schommelt hebben zij het nu juist over deze langere termijn. Zij wijzen dan bijvoorbeeld op Middeleeuwse Warme Periode, en de Kleine IJstijd rond 1600-1700 als voorbeelden van zulke schommelingen. En men veronderstelt dat de huidige temperatuurstijging voor een deel verklaard kan worden als een natuurlijk herstel uit die laatste periode. Een natuurlijke schommeling dus. Met deze opmerkingen is niet gezegd dat de sceptici gelijk hebben wanneer zij claimen dat ook de huidige opwarming van de aarde door zo'n natuurlijk schommeling veroorzaakt wordt. Het valt alleen niet goed in te zien hoe de bevindingen van Zo8 deze argumenten weerleggen.

Er blijft iets knagen. Op een of andere manier houd je het gevoel dat Zo8 weinig toevoegen aan onze kennis van het klimaat. De auteurs claimen dan ook vrijwel niets. Ze doen statistiek. Deze werkwijze staat ver af van een positief begrip van de oorzaken van het opwarmend klimaat. Dit lijkt mij een zwaktebod. Een simpel en klassiek voorbeeld is het volgende. Je kunt statistisch laten onderzoeken of het klopt dat steeds wanneer iemand op een lichtknopje aan de muur drukt, het licht aan gaat, of uit. Maar wie zou zoiets willen onderzoeken? Buitenaardse wezens misschien? Verhouden wij ons tot het klimaat dus als buitenaardse wezens? De statistiek is van belang als je niet in de gelegenheid zijn om de werking van het lichtknopsysteem van naderbij te bekijken: met een simpele schroevendraaier kom je al heel ver. Dus als je eenmaal weet hoe electricteit werkt en de functionaliteit van het lichtknopje doorgrondt, is het niet interessant meer om het verband tussen 'op een knopje drukken' en 'licht aan/uit' statistisch te onderzoeken. Met een goede theorie over de broeikaswerking van CO2 heb je de conclusie van Zo8 evenmin nodig.

Hier is nog een voorbeeld. Stel eens dat men zou ontdekken dat temperatuurveranderingen uit het verleden een andere waarde hadden. De conclusies in Zo8 zouden onmiddellijk andere waarden aannemen, hoger of lager. Maar geldt dit ook voor de belangrijkste bevindingen van de klimaatwetenschap? Raymond Pierrehumbert (geen scepticus) verwoordt mijn gevoel en beweert van niet: "Pick your favorite time period – Little ice age, Medieval Warm Period, Last Glacial Maximum or Cretaceous – the issues are the same. In considering this question, it is important to keep in mind that the predictions summarized in the IPCC reports are not the result of some kind of statistical fit to past data. Thus, a revision in our picture of past climate variability does not translate in any direct way into a change in the IPCC forecasts. These forecasts are based on comprehensive simulations incorporating the best available representations of basic physical processes." Wat we nodig hebben is een duidelijke oorzaak-gevolg relatie die je op onderdelen kunt testen. Als je zo'n theorie hebt, dan laat je je ook niet van de kook brengen, zelfs niet als de feiten even niet meewerken door 'toevallige' schommelingen in het klimaat.

Stel, je hebt een sterk vermoeden dat er ergens op de bodem van een rivier een scheepswrak ligt. Soms zie je op die plek vreemde rimpelingen in het water, en bij een bepaalde lichtval en waterstand zie je het water soms verkleuren. Ook komen er af en toe belletjes naar boven. Misschien zijn er nog meer aanwijzingen. Kan een statisticus licht werpen op de situatie? Stel eens dat iemand uitrekent - op algemene gronden - dat de kans dat er daadwerkelijk een scheepswrak ligt, kleiner is dan 1:1000. Geef je je vermoeden dan op? Ik denk het niet. En stel eens dat er jaren voorbijgaan zonder dat er vreemde verschijnselen worden waargenomen. Is het vermoeden nu weerlegd? Het wrak - als het een wrak was - zal er nog steeds liggen. Maar misschien is het stroomafwaarts verplaatst en in dieper water terechtgekomen. Misschien is het wrak gedraaid of weggezakt in de bodem. Misschien is alle lucht uit het wrak verdwenen. Misschien is het wrak begroeid met waterplanten. Allemaal mogelijkheden. Er zijn er nog veel meer.

Als de broeikastheorie (de stelling dat de aarde opwarmt als gevolg van antropogene broeikasgassen) een sterke theorie is, heb je dan de statistiek van Zo8 nog nodig? Als je een verband gevonden hebt, dan zijn er toch zeker betere argumenten voorhanden dan een kansberekening? Wat hebben Zo8 nu aangetoond anders dan dat 'iets' (geclusterde hoge temperaturen) zeer waarschijnlijk een 'oorzaak' moet hebben? Dat wisten we toch al? Misschien is het recente artikel van Kaufman et al. 20092 daarom van groter waarde, ook in statistisch opzicht, omdat daarin juist wel de lange termijn is onderzocht. De conclusie over de gehele periode van de afgelopen 2000 jaar luidt hier: "The cooling trend (gedurende de afgelopen 2 millenia - JV) was reversed during the 20th century, with four of the five warmest decades of our 2000-year-long reconstruction occurring between 1950 and 2000." Het resultaat is des te opmerkelijker omdat de aarde de afgelopen 8000 jaar steeds iets kouder is geworden, zoals je ook zou verwachten op grond van de steeds grotere afstand van de aarde tot de zon op het moment dat het zomer is op de Noordelijk Halfrond. De kans op een recordwarm decennium in de late 20e eeuw lijkt dus zeker klein.

Mijn RANDOM-grafiekjes, die gemaakt werden met een eenvoudige formule, hebben helemaal niets te maken met de werkelijke, empirische temperatuurreeksen, ook al "lijken" de grafiekjes op echte klimaatreeksen. "Climate doesn't change all by itself. There's always a reason, though it may be hard to ferret out", zegt Pierrehumbert. Je bent geneigd om, wanneer de temperatuur van het ene jaar op het andere steigt of daalt, daarin toch al een 'teken' te zien en naar een 'oorzaak' te zoeken, misschien zelfs naar het begin van een trend. Het is héél moeilijk om niet voor de grote verleiding te bezwijken ook al weten we dat het niet mag. De Elfstedentocht kunnen we nog steeds niet uitsluiten. Op een klimaatblog bespot een lezer de geringe voorspellende kracht van het Britse KNMI: "UK Met Office have released the Winter forecast: there is a 20% chance of a colder winter, a 30% chance of an average winter and a 50% chance of a milder winter." En de neerslagverwachting MET Office ziet er als volgt uit: "Signals for precipitation are weak, with near equal chances for each of the three categories. There is a 30% chance of a drier winter, a 35% chance of an average winter and a 35% chance of a wetter winter." Waar niet is, verliest de keizer zijn recht.

Zo8 werkt, zoals de auteurs zelf schrijven, volgens 'een simpel en intuïtief idee', 'toegankelijk voor de leek' (non-expert). Toch kan een leek de gemaakte stappen in het artikel denk ik niet volgen. Met behulp van een aantal methoden, slechts omschreven in de referenties, worden temperatuurgegevens geanalyseerd en parameters geschat. Voor de details wordt in een noot verwezen naar analyse- en hulpmateriaal door middel van doi:10.1029/2008GL036228. Als ik die doi opvraag krijg ik een foutmelding van het DOI System. Dus ook een expert kan de gemaakte stappen nu niet meer volgen. De leek, waarop het artikel zich expliciet richt, is inmiddels allang afgehaakt.

De auteurs van Zo8 hebben natuurlijk veel kennis van hun vak. Maar mogen we daarom aan hun conclusie niet twijfelen? Daarin staat dat het gevonden resultaat sterk afhankelijk is van 'the assumption about the character of the memory'. Maar dit is precies wat ik al die tijd vermoedde! De conclusie geeft verder: "Th[e] significance can change by orders of magnitude." En: "[T]he clustering of warm years at the 148 end of the observed record would appear to be as an extremely rare event under either of the two assumptions about the memory that considered here" (mijn cursief). De onderzochte eigenschappen van de klimaatruis zijn dus niet veel meer dan 'aannames'? Hoe realistisch zijn ze?

Zo8 verwijst onder meer naar Cohn & Lins 2005 en Bunde et al. 2005. De links naar deze artikelen werken niet meer, maar ze waren ooit online. C&L05 schrijven: "[Statistical] significance depends critically on the null hypothesis which in turn reflects subjective notions about what one expects to see. (...) From a practical standpoint, however, it may be preferable to acknowledge that the concept of statistical significance is meaningless when discussing poorly understood systems" (mijn cursief). En uit de conclusie: "[W]ith respect to temperature data there is overwhelming evidence that the planet has warmed during the past century. But could this warming be due to natural dynamics? Given what we know about the complexity, long-term persistence, and non-linearity of the climate system, it seems the answer might be yes. Finally, that reported trends are real yet insignificant indicates a worrisome possibility: natural climatic excursions may be much larger than we imagine. So large, perhaps, that they render insignificant the changes, human-induced or otherwise, observed during the past century" (mijn cursief). Helaas blijven de natuurlijke schommelingen van het - niet zo goed begrepen - klimaatsysteem dus wel degelijk een alternatieve verklaring voor onwaarschijnlijk uitziende clusters van hoge of lage temperaturen. De geïnteresseerde leek zal nu verder de statistiek in moeten duiken als hij wil aantonen of weerleggen dat dit ook (of juist niet) geldt voor de temperatuurreeks die Zo8 onderzochten. Bewijzen kan ik het niet, maar mijn gevoel zegt dat het artikel van Zo8 geen spectaculair nieuwe inzichten bracht. Wat we nodig hebben is een theorie die de empirische oorzaken van temperatuurstijging van de 20e eeuw verklaart. Broeikasgassen?

KNMI
Het KNMI legt beter uit dan Ns en Sd en claimt minder. De toestand van het klimaat in Nederland 2008 onderzoekt de kans op de temperatuurstijging in Nederland. De grafiek waarmee we dit artikel begonnen is uit dit rapport overgenomen. In hoofdstuk 2 wordt de vraag gesteld of "de snellere opwarming in Nederland en omgeving het gevolg van [een] toevallige rij warmere jaren kan zijn?" (Ook deze links werken niet meer. Het KNMI heeft de gewoonte om artikelen op haar website te wijzigen en te verplaatsen.) Er wordt iets gezegd over de grootte en significantie van de gevonden kansen: "Als we aannemen dat het karakter van de schommelingen niet is veranderd, kan met een statistische techniek geschat worden wat de kans is dat de opwarming in Nederland eigenlijk hetzelfde was als de wereldgemiddelde opwarming, maar dat een toevallige reeks van warmere periodes de opwarming in Nederland sneller doet lijken. Die kans blijkt in deze berekening kleiner dan 1 op 1000. Dat kan dus bijna geen toeval zijn: Nederland warmt sinds 1950 duidelijk sneller op dan het wereldgemiddelde. Jaargemiddeld ongeveer 2,2 keer zo snel." Maar de lezer wordt niet op het verkeerde been gezet. Merk op dat het citaat begint met een aanname: Als we aannemen dat het karakter van de schommelingen niet is veranderd... Zo is het duidelijk en expliciet. Bij deze aanname kun je impliciet ook het volgende nog meelezen, lijkt me: "... en als we aannemen dat er geen stijgende langetermijnschommeling onder het signaal ligt die mogelijk ook pas weer op lange termijn een dalende trend zal vertonen". In dat geval zou het karakter van de schommelingen (op iets kortere termijn, en specifiek voor Nederland) immers meeveranderen. Je kunt je moeilijk voorstellen dat ons land blijvend sneller opwarmt dan de rest van de wereld. Er zouden op langere termijn zeer grote warmteverschillen ontstaan met de rest van de wereld. Ook andere landen in West-Europa en overige noordelijke delen van het continent warmen sneller op dan gemiddeld. Afgezien van de kansrekening is het een interessante vraag hoe dit komt.

Ontkenners
De berichtgeving over het statistisch onderzoek van Zorita ea was te spectaculair. Maar de klimaatsceptici maken het nog veel bonter2. Het triomfantalisme over de niet meer opwarmende aarde sinds 1998 is niet van de lucht. Kan dat, als het waar zou zou zijn, niet ook op 'toeval' berusten? Een recent voorbeeld is de column van de 'conservatieve' George Will in de Washington Post van 15 februari 2009, Dark Green Doomsayers. Hier, en in zijn andere columns, wordt de feiten geweld aangedaan. Er ontstond een storm van protest. Will schrijft:
- "As global levels of sea ice declined last year, many experts said this was evidence of man-made global warming." Onjuist. Dit werd gezegd van het zeeijs op de Noordpool.
- "[A]ccording to the U.N. World Meteorological Organization, there has been no recorded global warming for more than a decade, or one-third of the span since the global cooling scare." Ook onjuist. De WMO heeft dit niet beweerd.
Deze en andere onjuistheden2 van de heer Will werden weerlegd door Brad Johnson en anderen.2,3,4,5,6
George Monbiot maakte in de Guardian een Toptien van klimaatsceptici. Over een collegacolumnist Christopher Booker schrijft Monbiot: "His most famous contention was made in a column in February 2008. The previous September, he noted, 'sea ice cover had shrunk to the lowest level ever recorded. But for some reason the warmists are less keen on the latest satellite findings, reported by the US National Oceanic and Atmospheric Administration. Its graph of northern hemisphere sea ice area, which shows the ice shrinking from 13,000m sq km to just 4m from the start of 2007 to October, also shows it now almost back to 13m sq km.' To reinforce this point, he helpfully republished the graph, showing that the ice had indeed expanded between September and January. The Sunday Telegraph continues to employ a man who cannot tell the difference between summer and winter..."

Genoeg! De nieuwsbladen veroorzaken onduidelijkheden en onjuistheden en creëren zo hun eigen nieuws. Het sop is de kool niet waard. Klimaatverandering gaat ook door als er eens geen nieuw record wordt geboekt. We zijn toch niet bezig met het Wereldkampioenschap Temperatuurverhogen. Nieuwstitel: Arctic Sea Ice Narrowly Missed Record Low In Winter 2007. Dit begint wel erg op schaatsverslaggeving te lijken. Geen record, maar wel een baanrecord. Artikel: Wereldrecord ijssmelten gebroken! Misschien zijn de media te veel met zichzelf bezig. De kwaliteit van journalisten2 laat soms ook te wensen over. En uitgevers - die hoe langer hoe meer zakelijke belangen (moeten) nastreven in plaats van 'informatieve' - vrezen vooral de saaiheid van het degelijke klimaatnieuws. De redacties van kranten worden gereduceerd. Er is concurrentie met internet. De nieuwsmachine moet blijven draaien. Het maakt niet uit welke kant op. Elk nieuws is nieuws. Een markante klimaatscepticus krijgt een plaats in de krant maar ook een aansprekend verhaal over de teloorgang van de Noordpool. Stel, er verschijnt een degelijk en niet al te spectaculair wetenschappelijk artikel waar aandacht aan moet worden besteed. Ik stel mij voor dat een verslaggever een van de auteurs opbelt om een 'quote' te ontlokken die niet in de tekst van de samenvatting te vinden is. Men wil nu bijvoorbeeld weten "what it could mean". De quote maakt het artikeltje exclusief. De quote, en what it could mean, wordt een nieuwskop. Dit is geen poging om kwaad te spreken. Men doet zijn best. Het is echter niet gemakkelijk het klimaatprobleem te communiceren aan een groot publiek. (Toegevoegd: zie ook deze klacht.) Veel mooier zijn beelden van een wagentje dat ergens op Mars rondrijdt. Dat spreekt tot de verbeelding: "Wat zijn ze knap!" In het klimaat gaat het om kansen, onzekerheden, gemiddelden, soms om tienden van een graad Celsius. Het gaat om hypothesen, en, saaier kan het bijna niet, het onvermijdelijke 'complex van factoren'. Soms is de enige nieuwswaarde van een bericht een nieuw gemeten waarde in de vorm van een ogenschijnljk onbeduidend getal. Het getal is zo technisch dat het zonder lange inleiding bijna niet is uit te leggen. Het moet op een of andere manier tot leven worden gewekt. Daarbij wordt van de media gepaste zelfdiscipline en terughoudendheid gevraagd. Maar wat valt er nog te schrijven of te filmen als alleen langetermijngegevens een betrouwbaar beeld opleveren? Dan kun je volstaan met een jaarlijkse update van de kleine aanpassingen van de cijfertjes in plaats van een dagelijkse portie rampspoed en extremen. Plaatjes van ijsberen2 en smeltwaterdruppels doen het goed. Je krijgt een wijds ijslandschap te zien waar ergens op een niet nader te identificeren voorgrond een waterdruppeltje aan een klomp ijs hangt. Daar smelt iets. "Het is al bevat in dit klein trilkristal", dichtte Leopold ooit. Er valt niets klimatologisch te zien aan de ijswand of de besneeuwde heuvel aan de horizon. De foto is een en al suggestie. Oei, die ijswand gaat straks smelten! Hoe prachtig ook, de daglichtfoto's die meerdere malen worden ingezet2,3, zijn waarschijnlijk gemaakt tijdens de zomer op Groenland. Want daar is daglicht voor nodig. Niet verwonderlijk dat er eens ergens een smeltdruppeltje hangt. IJswanden brokkelen voortdurend af terwijl de aanvoer van nieuwe ijsmassa plaatsvindt in de vorm van sneeuw vele honderden kilometers verderop, in het centrum van de grote ijskap. Klik! zegt de fotograaf. En nu wil men weten what that could mean. Kun je global warming wel fotograferen? Wel als je er veel tijd2 voor neemt. Maar kranten zijn van origine eendagsvliegen: "nieuwzen van de dag" (koekebakker).

Wat zegt de degelijke jaarlijkse update van 2008, waarmee men zou kunnen volstaan? De NASA: "2008 was somewhere within the range from 7th to 10th warmest year in the record." De NASA maakt elk jaar zo'n overzicht en geeft - met enige tegenzin - de eindrangschikking 'omdat daar zo veel vraag naar is'. Opvallend in dit overzicht vond ik de aandacht voor de verminderde zonne-activiteit. De nieuwe zonne-cyclus wil maar niet goed op gang komen. De zon was de laatste jaren bijna een verboden onderwerp. Overal kon je lezen dat de zon nauwelijks een rol had gespeeld bij de temperatuurontwikkeling van de laatste decennia, terwijl de temperatuur razendsnel opliep met 0,2 °C per decennium. Opvallend was ook dat in de update de 'solar forcing' is teruggebracht van 0,3 W/m2 (in de update van 2007), naar 0,2 W/m2 nu (2008). Wat natuurlijk weinig is in vergelijking met de 1,6 W/m2 voor het broeikaseffect. Maar belangrijker dan de verminderde zonne-activiteit is volgens de NASA overigens het effect van de koude La Niña geweest. Ook het Synthesis Rapport van Kopenhagen geeft een update. En dit zijn de bevindingen: "Recent observations show that greenhouse gas emissions and many aspects of the climate are changing near the upper boundary of the IPCC range of projections. Many key climate indicators are already moving beyond the patterns of natural variability within which contemporary society and economy have developed and thrived. These indicators include global mean surface temperature, sea-level rise, global ocean temperature, Arctic sea ice extent, ocean acidification, and extreme climatic events. With unabated emissions, many trends in climate will likely accelerate, leading to an increasing risk of abrupt or irreversible climatic shifts." Een blijvend slechte boodschap die de komende jaren nauwelijks zal veranderen. Voor de Noordpool is dit2 een mooi overzichtsrapport.

Terug naar de mondiale temperatuurgrafiek waarmee we begonnen. Als we alleen de laatste vijf jaar bekijken, dan ziet het plaatje er opeens anders uit. Het zou niet fair zijn om dat niet ook te laten zien.




Als je de twee reeksen samenneemt, hebben we inderdaad te maken met een lichte daling [en dan hebben we het koude jaar 2008 nog niet toegevoegd]. Groen daalt sterker dan blauw stijgt. Achteraf, als je in de orginele grafiek goed had gekeken, waren de dalende CRU en de stijgende GISS toch ook al wel met het blote oog zichtbaar. Toch heb je geen poot om op te staan als je in deze gegevens een bewijs voor een structurele daling wilt zien. Kijk maar naar de grafiek in dit stuk. Een periode van vijf jaar is eenvoudig te kort.

Wat zegt het oog als je alleen de kortste periode 2006-2007 neemt? En wat weet je dan? Wat zegt de grafiek in zijn geheel over de toekomstige ontwikkeling van de temperatuur op aarde? Op gevoel zou je zeggen dat er een licht beginnetje kan zijn van een neerwaartse ombuiging. Maar je weet niet of het aanhoudt. Zulke onduidelijkheid bestaat voor elke verandering van een trend. Pas veel later zal blijken waar het heen ging. Hetzelfde geldt voor trends die niet ombuigen, maar aanhouden. Ook dat is niet vanzelfsprekend. Voor inzicht in het veranderend klimaat zijn langjarige reeksen nodig. De klimaatwetenschap loopt voor zijn directe bewijsmateriaal steeds ongeveer enkele decennia achter bij de feiten.

Er is maar één aarde. Een bioloog kan een theorie over het gedrag van bacterieën toetsen door net zo veel proeven te doen als nodig is. Hij kan het bacteriële milieu opmeten en naar believen bijstellen. In de medische wetenschappen wordt een groot aantal proefpersonen onderzocht. Dat aantal loopt al gauw in de tienduizenden. Maar klimaatwetenschappers hebben slechts één enkel proefobject, de aarde. Die kun je moeilijk 100 keer laten opwarmen om te zien hoe een bepaalde menging van gassen en deeltjes uitwerkt in de atmosfeer. Een keer opwarmen is al niet praktisch en schiet zijn doel voorbij. Het was ons er immers om te doen om te voorkomen dat dit gebeurt. We hebben ook niet ergens een placebo-aarde in de buurt want, met al het gedoe rondom climate change, zouden we onze proeven het liefst dubbelblind uitvoeren. Omdat het aan vergelijkingsmateriaal ontbreekt staan nieuwe feitjes over de atmosfeer van Mars of Venus altijd even in de belangstelling. Je weet nooit of er niet toevallig iets bij zit dat van toepassing is op onze planeet. Maar veel levert het dacht ik niet op. Die planeten verschillen te veel van onze aarde. Wat zou er eigenlijk gebeuren als je de basisgegevens van bekende planeten in de klimaatmodellen stopt? Voorspellen ze dan de juiste temperatuur van hun dampkring plus of min een graadje Celsius of 50, 30, 10?

Vijf jaar is te kort. Maar tien jaar is ook te kort. Een periode van dertig jaar haalt de meeste kortdurende 'ruis' wel weg: vulkaanuitbarstingen (met een groot tijdelijk effect van enkele jaren), de 11-jarige zonnecyclus maar niet de 22-jarige cyclus (de grootte van het temperatuureffect is niet helemaal duidelijk), El Niño's (grote invloed, onregelmatige periode van enkele jaren) en andere oceanische oscillaties. Blijven nog altijd over de langjarige en de zeer langjarige klimaatschommelingen van oceanen (de PDO in de Pacific, met een fase van 20-30 jaar; de MOC in de Atlantische Oceaain met een fase van 70-80 jaar), atmosfeer, biosfeer, zon en kosmos, en verder een 'onbekend' aantal 'onbekende' schommelingen, want die zullen er zeker nog bij zitten. Een periode van dertig jaar is ook maar een momentopname. De temperatuurreeksen, langjarig of niet, zijn op zichzelf volstrekt onvoldoende om iets met zekerheid af te leiden omtrent de menselijke bijdrage aan het opwarmend klimaat. Er moet echt nog iets bij. Gegevens over de zeespiegelstijging (thermische uitzetting) bijvoorbeeld, gegevens van boomringen, sedimenten, temperatuur- en andere gegevens van de hogere lagen van de atmosfeer en de diepere lagen van de oceanen, smeltgegevens, computermodellen, simulaties, maar vooral een theorie over oorzaken en gevolgen, ja, een theorie over bijna alles en bijna niets.

Er zitten (te) veel schommelingen in het klimaat. Noem het maar toeval. Maar de aarde warmt duidelijk op sinds 1950, zegt de grafiek. Keren we terug naar het verband tussen Nederland en de wereld. Het verband op jaarbasis tussen "warme jaren" in Nederland en de wereld is vrij zwak. Je zou, om de langere termijntrends uit de wispelturige data los te weken, periodes van vijf of tien jaar kunnen samennemen tot een eenheid. Naarmate de eenheden groter worden, moet het verband tussen de Nederlandse en de mondiale temperaturen toch zeker sterker worden? Maar hoe zit het dan met zeer lange periodes? Uit bovenstaande grafiek halen we slechts één enkele vijftigjarige reeks, en slechts twee elkaar niet overlappende 20-jarige reeksen. Twee eenheden zijn voor het experimenteel bepalen van een kans is niet genoeg. Gelukkig bestaan er ook langere temperatuurreeksen die teruggaan tot de 19e eeuw of nog veel verder terug in de tijd. Laten we eens een temperatuurreeks nemen die 25.000 jaar teruggaat. Voor de wereld bestaan zulke reeksen wel, hoewel ze zijn afgeleid uit lokale metingen (ijsboringen bijvoorbeeld). Bestaat er ook een reeks voor Nederland? Laten we ons anders zo'n reeks proberen voor te stellen. Geen gemakkelijke opgave! Hoe groot zou nu bijvoorbeeld de kans zijn dat een koude duizendjarige periode in Nederland samenvalt met een koude duizendjarige periode in de rest van de wereld? Gebruik definities naar keuze. Aanvankelijk dacht ik dat het verband heel sterk zou moeten zijn. Maar bij nader inzien kun je daaraan óók weer twijfelen. Men heeft eens gevonden dat de temperaturen op Antarctica en die van de Noordpool uit fase lopen. Het faseverschil zou 1500-3000 jaar bedragen. Iets vergelijkbaars zou best ook kunnen opgaan voor Nederland en 'de rest van de wereld'. Misschien dat de verbanden tussen mondiale en Nederlandse koude perioden daarom niet zo sterk zijn als je in eerste instantie zou verwachten. Het kan dus zijn dat de temperatuurontwikkeing in Nederland, om allerlei redenen, in allerlei opzichten, onder bepaalde definities van warm en koud, langdurig afwijkt van de wereldgemiddelde waarden. Op dit moment warmt Nederland ruim twee keer sneller op dan de rest van de wereld. Maar is dat over honderd jaar nog steeds zo? Zo ja, dan zouden er zeer grote warmteverschillen ontstaan tussen ons land en 'de rest'. Kan dat wel? Alle delen van de aarde staan met elkaar in contact. Over de hele planeet stroomt warmte. De aarde heeft de neiging om 'spanningsverschillen' op te heffen. Zelfs een bergketen slijt op den duur. Tenzij ons land een actieve warmtebron is, of een soort warmtemagneet, ligt het niet voor de hand dat de versterkte temperatuurstijging in Nederland lange tijd zal aanhouden. Elke verklaring, elke theorie waarom we nu een versterkte opwarming meemaken, zou iets moeten voorspellen over het moment waarop het verschijnsel ophoudt of waarom het langere tijd aanhoudt. Maar zo ver zijn we dacht ik nog niet.

Hoe kun je met een temperatuurgrafiek aantonen dat de aarde structureel opwarmt, dat er een stijgende trend zit in de temperatuur? We kunnen een gedachtenexperiment doen. Dit is een grafiek van de mondiale temperaturen sinds 1880:


GLOBAL Temperature Anomalies: GHCN 1880-3/2008 (meteorological stations only)
http://data.giss.nasa.gov/gistemp/tabledata/GLB.Ts.txt


Het is niet uitgesloten dat aarde de komende jaren iets zal afkoelen.2 De afgelopen twee decennia steeg de temperatuur sterk. Als je die stijging zou verklaren door te wijzen op broeikasgassen in de atmosfeer, dan zit je met een onverklaarbaar stuk halverwege de 20e eeuw, toen het CO2-gehalte ook al was opgelopen maar de aarde juist afkoelde. Het ligt dus voor de hand dat er naast het CO2-signaal, een natuurlijke variatie in het klimaat zit, die nu eens positief, dan weer negatief uitpakt, zoals te zien aan het begin van blok a in onderstaande grafiek. Iets dergelijks kan in onze tijd ook weer gebeuren. Het temperatuurverloop zou er in de komende decennia dan kunnen uitzien als in het gefingeerde blok b:




Rond 2075 is de temperatuur met bijna 1,5 °C opgelopen ten opzichte van 1975, helemaal in overeenstemming met de broeikastheorie en de IPCC-projecties, waarin wordt uitgegaan van een stijging tussen 1,4 en 5,8 °C in het jaar 2100 (ten opzichte van 1990). Het 'realistisch' verloop van de grafiek zou toch weleens een angstscenario voor de klimaatwetenschappers kunnen zijn. Tot op heden bestaat er nog veel scepsis ten aanzien van de vraag wat de oorzaak is van de opwarmende aarde. Met het temperatuurverloop in onze verzonnen grafiek zitten sceptici de komende 50 jaar op rozen! Zij zullen er steeds op wijzen dat de aarde sinds 2000 niet meer verder is opgewarmd. En zelfs op het allerlaatst, zo rond 2050 kunnen zij nog staande houden dat de aarde sinds 2000 niet noemenswaardig is opgewarmd. Pas in 2060 komen er weer duidelijker signalen dat de trend toch opwaarts is. Voor wie het niet opviel, blok b is een exacte kopie van blok a (die een reële temperatuurschommeling bevat). Blok b ligt als geheel wel hoger, in overeenstemming met een 'structurele' opwarming.




De rode trendlijn (handmatig ingetekend) stelt het onderliggend signaal voor. Maar het zal tot ver in de 21e eeuw duren voordat men daarvan een duidelijk beeld heeft. Conclusie: met een temperatuurgrafiek alleen kun je bijna niets aantonen omtrent de invloed van broeikasgassen op de temperatuur. Je hebt daarbij nog iets anders2,3 nodig. De grafiek bewijst ook in 2075 nog niet zo veel. Het zou mij niet verbazen als zelfs in dat jaar, wanneer de aarde inmiddels 1,5 °C warmer is geworden, mensen toch nog zullen beweren dat de temperatuur weer kan gaan dalen en dat het versterkte broeikasgaseffect geen noemswaardige rol speelt. En stel eens dat zich op dat moment net blok c aandient, een kopie van blok b. Dan zitten de ontkenners opnieuw dertig jaar op rozen terwijl de atmosfeer volloopt met broeikasgassen. Inderdaad, de temperatuurgrafiek gaat ook af en toe naar beneden. Het is hollen en stilstaan in het klimaat. Iemand maakt er een grap over op de blog van Realclimate (commentaar #27): "Well, there you have it. It’s obvious that warming stopped in 1983... and again in 1991... and again in 1999. Geez, guys, how many times does it have to stop before we can all go back to driving hummers?"

Er is voortdurende spanning tussen feiten, cijfers, statistiek, empirische theorie ('global warming') en waarneming. Deze begrippen zijn als snaren in het frame van onze kennis van het klimaat. Als je in je onschuld eens een vraag stelt over 'global warming', dan beginnen de snaren en het frame te trillen, elk volgens een eigen wetmatigheid. De complexe trilling die ontstaat is het antwoord op je onschuldige vraag. De zaak ligt altijd ingewikkelder dan je dacht.


Jeroen Vuurboom - 22 okt 2008 (bijgewerkt 6 dec 2009)



Nieuws en artikelen
Rising Antarctic snowmelt forcast 3 dec 2009
Record High Temperatures Far Outpace Record Lows Across US 13 nov 2009
Putting the recent Antarctic snowmelt minimum into context 2009
World will 'cool for the next decade' 9 sep 2009
World's climate could cool first, warm later 4 sep 2009
An imperative for climate change planning: tracking Earth’s global energy 3 aug 2009
Climate sceptics confuse the public by focusing on short-term fluctuations 9 mrt 2009
Media coverage affects perceptions of climate change 25 feb 2009
North Atlantic is world's 'climate superpower' 17 feb 2009
George Will recycles global warming disinformation talking points in Feb. 15 Washington Post column 15 feb 2009
Mass media often failing in its coverage of global warming, says climate researcher 13 feb 2009
'Apocalyptic climate predictions' mislead the public, say experts 11 feb 2009
Scientists must rein in misleading climate change claims 11 feb 2009
Climate scientists blow hot and cold 21 jan 2009
State of Antarctica: red or blue? 21 jan 2009
Scientists Refute Argument Of Climate Skeptics 10 jan 20092
Did global warming stop after 1998? 29 dec 2008
"Winter storm" causes Dobbs to ask: "What's that global warming deal?" 19 dec 2008
Changes 'amplify Arctic warming' 17 dec 2008
2008 temperature summaries and spin (Open mind) 17 dec 2008
GISS Surface Temperature Analysis - Global Temperature Trends: 2008 Annual Summation 16 dec 2008
2008 temperature summaries and spin (Realclimate) 16 dec 2008
Coolest year since 2000 but trend still shows global warming 16 dec 2008
2008 will be coolest year of the decade 5 dec 2008
Getting Warmer? Prehistoric Climate Can Help Forecast Future Changes 25 nov 2008
Mind the Gap! 18 nov 2008
La Nina and Pacific Decadal Oscillation Cool the Pacific 22 sep 2008
Global trends and ENSO 4 jul 2008
Arctic sea ice melt 'even faster' 18 jun 2008
Global Cooling-Wanna Bet? 8 mei 2008
Advancing decadal-scale climate prediction in the North Atlantic sector 8 mei 2008
Nature article on 'cooling' confuses media, deniers 4 mei 2008
In a New Climate Model, Short-Term Cooling in a Warmer World 1 mei 2008
Will global warming take a short break? 1 mei 2008
Arctic Ice More Vulnerable To Sunny Weather, New Study Shows 22 apr 2008
Ist die Erderwärmung vorbei? 15 mrt 2008
Uncertainty, noise and the art of model-data comparison 11 jan 2008
The Hadley Center Tries Again 4 jan 2008
A new dynamical mechanism for major climate shifts 12 jul 2007
Strongest Evidence Yet Of Human Link To Global Warming, Expert Says 5 feb 2007
New Evidence Shows Antarctica Has Warmed In Last 150 Years 6 sep 2006
Timing of Millennial-Scale Climate Change in Antarctica and Greenland During the Last Glacial Period 5 jan 2001
Global-scale temperature patterns and climate forcing over the past six centuries (Mann et al 1998)2





Noot



  • «Terug naar de tekst




    HOME | Klimaatverandering
    j e r o e n v u @ x s 4 a l l . n l