Op 30 juni j.l. was het laatste bericht over de brightening in De Bilt sinds het midden van de jaren ’80. Dat onderwerp kwam als vanzelf naar boven drijven toen ik me kort daarvoor verbaasde over de plotselinge temperatuurstijging eind jaren ’80 in De Bilt van wel 1 °C. Het bleek dat die ‘uptick’ in grote delen van Europa voorkwam. Hieronder is die sprong goed te zien in de temperatuurreeks van centraal Nederland (CNT).
Data: KNMI
Bij het analyseren van de temperatuur per maand viel op dat met name de wintermaanden die scherpe sprong eind jaren ’80 ook weergaven.
Om er achter te komen of er sprake was van een verandering van luchtsoorten die ons land bereiken heb ik op 29 mei voor de wintermaanden de dagelijkse overheersende windrichting in De Bilt grafisch weergegeven. Die van februari gaf een hele sterke verschuiving weer van NO naar ZW, wat geleid heeft tot een sterke temperatuurstijging in februari binnen enkele jaren. Het windpatroon voor de andere wintermaanden gaf geen uitgesproken beeld.
Data: KNMI
Jos de Laat (van het KNMI) en Marcel Crok van o.a. De Staat van het Klimaat hebben onlangs over het onderwerp gepubliceerd. Hun conclusie is dat de sprong ‘onecht is’, het toevallige samenkomen van een snelle brightening in Europa en een faseomkering in de Noord Atlantische Oscillatie (NAO). Dat de plotselinge opwarming een verschijnsel is dat zich in grote delen van Europa voordeed laat onderstaande figuur zien. Ondanks de verschillen tussen de diverse datasets is de opwarming duidelijk.
Bron: De Laat en Crok
De NAO-index , Noord Atlantische Oscillatie, laat rond eind jaren ’80 een opmerkelijke sprong zien. De NAO is een indicator op basis van de luchtdrukverdeling tussen Azoren/Lissabon/Gibraltar en IJsland.
BIs de index in een positieve fase, dan overheerst meer ZW wind die zachtere lucht naar Europa brengt. Overheerst de negatieve fase dan worden de winters wat kouder. In onderstaande figuur hebben De Laat en Crok drie typen NAO-index weergegeven van 1900 t/m 2012. Duidelijk is te zien dat de NAO al weer snel in de jaren ’90 terugzakt tot gemiddelde waarden.
De Laat en Crok zeggen naar aanleiding van bovenstaande grafiek van de NAO:
“ …. It is well established that the winters of 1984/1985, 1985/ 1986 and 1986/1987 were cold in Western Europe which led to relatively low annual mean temperatures whereas the years after that (1988-1990) were all quite warm and that these temperature anomalies are related to variations in circulation patterns and thus the NAO. On the other hand, the NAO index drops to more normal values during the 1990’s and thereafter, whereas the positive temperature anomaly remains.
Furthermore, no changes in other modes of multidecadal internal climate variability like the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), the Arctic Oscillation (AO), the Pacific Decadal Oscillation (PDO) and El Nino—Southern Oscillation (ENSO) have been reported around 1987-1988. Given that there has been a general upward trend in temperatures—possibly enhanced by strong reductions in aerosols over Europe, the so-called “brightening” it is likely that the accidental sequence of a few cold years followed by a few warm years under conditions of brightening results in a temperature sequence that in a statistical analysis is identified as a change point. This is consistent with the notion that NAO predominantly influences high frequency temperature variations, not long-term temperature variations.
Combined with the well established turnaround from “dimming” to “brightening” in the mid- 1980’s, we argue that the shift could actually be considered a fingerprint of European “brightening”. The detection of this climate shift should be viewed as a “spurious” result, i.e. not as a true physical shift in climate, despite its very high statistical significance (at least 5 sigma in our case). The occurrence of this spatial pattern thus could be a consequence of global anthropogenic greenhouse gas forcing, regional aerosol forcing and naturally occurring variations in atmospheric circulation patterns and is thereby fully consistent with the current understanding of the role of anthropogenic aerosols in explaining 20th century global warming.”
Dus de sprong eind jaren ’80 is volgens de onderzoekers het toevallige samenkomen van een snelle brightening in Europa en een faseomkering in de Noord Atlantische Oscillatie (NAO). Ze wijten die snelle temperatuurstijging eerder aan de snelle brightening in Europa dan aan de sprong in de NAO-index: … NAO predominantly influences high frequency temperature variations, not long-term temperature variations. Ze verwijzen daarbij naar een artikel van Chiacchio en Wild (2010).
Wat me verbaast is dat gesteld wordt dat bij geen andere multidecadale variabiliteit een dergelijke sprong aan het eind van de jaren ’80 is waargenomen. Van de genoemde oscillaties is er één die toch duidelijk eenzelfde sterke sprong laat zien, namelijk de Arctische Oscillatie (AO). De zwarte lijn is het 11-jarig voortschrijdend gemiddelde.
Data: UCAR
Dat de AO-index ook een duidelijke sprong toont is niet opmerkelijk: AO en NAO zijn verwant aan elkaar. De AO-index is gebaseerd op de luchtdrukverschillen tussen het Arctische gebied en het gebied tussen 37°–45° NB. James Hansen van NASA-GISS omschrijft het verschijnsel als volgt: “When the AO index is positive, surface pressure is low in the polar region. This helps the middle latitude jet stream to blow strongly and consistently from west to east, thus keeping cold Arctic air locked in the polar region. When the AO index is negative, there tends to be high pressure in the polar region, weaker zonal winds, and greater movement of frigid polar air into middle latitudes.”
Dat ziet er dan zo uit:
Bron: wikipedia
Jaiser et al (2012) zien een verband tussen veranderingen in de drijfijsconcentratie in de Arctische Zee en atmosferische circulatie ’s winters in het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan. Anderzijds is al meermalen aangetoond dat de drijfijsconcentraties in de Arctische Zee niet zozeer te maken hebben met de ‘opwarming’ van de aarde als wel het gevolg zijn van een veranderend luchtdrukpatroon boven de Noordpool. Een typisch geval van kip en ei lijkt me.
De AO-reeks is vanaf 1950 aanwezig. NOAA heeft vanaf dat jaar een maandreeks beschikbaar. In onderstaande grafiek heb ik de AO-index van de eerste 3 maanden van elk jaar gecombineerd tot een winterindex. Van de maandgemiddelde temperaturen van CNT heb ik jaargemiddelden berekend en daarna CNT en AO-index gecombineerd in onderstaande grafiek:
Het beeld van deze grafiek is vergelijkbaar met die van De Laat en Crok van CNT en NAO hiervoor. In 1988 en 1989 is er een grote sprong in de AO-index die direct gevolgd wordt door de temperatuur in centraal Nederland. Vanaf 1990 neemt de AO-index weer geleidelijk af, terwijl de CNT op niveau blijft.
De Laat en Crok stellen: “We argue that the notion of a shift is “spurious”, i.e. the result of a fast change in Europe from dimming to brightening combined with an accidental sequence of cold (negative NAO) and warm (positive) NAO years during this period. The “shift” could therefore be considered as a fingerprint of European brightening during the last few decades. ” .
Ik zet mijn vraagtekens bij de ‘snelle’ omschakeling van dimming naar brightening in Europa en zou het anders formuleren. De zeer opmerkelijke ‘uptick’ van de temperatuur in Nederland en een groot deel van Europa is het gevolg van een opmerkelijk snelle verandering van luchtcirculatie boven NW Europa eind jaren ’80. De snelle sprong van de temperatuur is met name zichtbaar in de temperatuurreeksen van de maanden januari, februari en maart:
In het bericht van 20 mei j.l. zijn alle maandgrafieken te zien.
Het gevolg van de die sterk veranderde luchtcirculatie was dat gedurende de wintermaanden meer maritiem-tropische lucht binnenstroomde dan voorheen. Dit komt overeen met het feit dat zowel NAO als AO hun sterkste effect hebben in de wintermaanden.
Vanaf 1990 worden zowel de NAO-index als AO-index minder positief, zodat men mocht verwachten dat de temperatuur ook zou dalen. Dat dit niet is gebeurd is het gevolg van de geleidelijke brightening zoals die plaats heeft gevonden in Nederland en de rest van Europa sinds 1985.
In onderstaande grafiek van Van Beelen en Van Delden uit 2012 over brightening in ons land is fraai te zien dat vanaf 1985 het aantal zonuren in De Bilt geleidelijk toeneemt.
Het gevolg van dat toenemend aantal zonuren is dat de inkomende kortgolvige straling ook geleidelijk toeneemt:
Die toename van de kortgolvige straling is in de afgelopen 25 jaar 10 W/m2 geweest, een toename met bijna 10%! Mijn hypothese is dat die geleidelijke toename van de hoeveelheid zonlicht de geleidelijke daling van NAO en AO heeft gecompenseerd zodat de temperatuur in Nederland en grote delen van Europa in deze periode nauwelijks is veranderd.
Die geleidelijke stijging van de hoeveelheid zonlicht is verklaarbaar: de afname van aerosolen is ook een geleidelijke, zoals te zien is in de grafiek over SO2-concentraties in de lucht. Atmosferisch zwaveldioxide (SO2) is in de naoorlogse periode verreweg de belangrijkste verbinding geweest waaruit aerosolen (i.e. sulfaataerosolen) ontstonden:
Bron: CBS, PBL, Wageningen UR
De temperatuurgang in Nederland en grote delen van Europa vanaf eind jaren ’80 is te vergelijken met een annuïteitenhypotheek: in de loop van de jaren neemt de jaarlijks betaalde rente af (AO, NAO) en neemt de jaarlijkse aflossing toe (zonlicht), waardoor het jaarlijks te betalen bedrag gelijk blijft (temperatuur).
Maar net als bij een hypotheek komt aan alles een einde, dat geldt ook voor temperatuurtrends. Als je de laatste grafiek bekijkt kan de lucht niet veel schoner meer worden de komende jaren. Het is dan ook te verwachten dat de periode van toenemende brightening op zijn einde loopt. De NAO-index lijkt op een dieptepunt aangeland en zou weer hoger kunnen worden de komende jaren (=warmer). Dat geldt minder voor de AO-index, die de ‘bodem’ wellicht nog niet bereikt heeft. Maar dan hebben we ook nog zonnecyclus 24 die nog lager uit gaat pakken dan was voorspeld:
Bron: NOAA/SWPC
Het vervolg wordt steeds duidelijker: een periode met nauwelijks zonneactiviteit, zoal in de 17e eeuw tijdens de Kleine IJstijd.
Bas van Geel zei het al: we staan aan de vooravond van een groot klimatologisch experiment dat zich de komende jaren zal voltrekken. Ik vermoed dat de invloed van de mens daarin marginaal zal zijn.