Arctische amplificatie en de opwarming

vk7

 

Bron:  Volkskrant

Gisteren stond er een mooi artikel in de Volkskrant over wat er allemaal tevoorschijn komt nu de afgelopen decennia rond de noordpool het drijfijs wijkt en permafrost hier en daar dunner wordt. Bekend is dat de recente opwarming vanaf  pakweg 1975 in versterkte mate is opgetreden aan de randen van de Noordpool, met onder andere afname van het drijfijsoppervlak in de zomer tot gevolg.

Ik wil een beeld krijgen van die versterkte opwarming (arctische amplificatie) in dit gebied en van de opwarming op de rest van de aarde.  Zoals u wellicht weet heb ik om moverende redenen een voorkeur voor satellietdata in plaats van thermometergegevens. Niet alleen is de spreiding van meetstations  in ruimte en tijd erg ongelijkmatig, ook mankeert er vaak wat aan de ‘site’ en ‘situation’ van een aantal meetpunten. Van De Bilt weten we dat de bebouwde omgeving  danig de meetgegevens kunnen beïnvloeden. Reden voor het KNMI om de meetapparatuur in 1950 een paar honderd meter te verplaatsen:

biltfoto3

Die verplaatsing was direct merkbaar in de meetgegevens, want de temperatuur daalde daardoor in een klap met 1 °C. :

bilt-1950

Groeiende bomen waren voor het KNMI reden om in 2008 de meetapparatuur nogmaals te verhuizen. Die verplaatsingen en diverse wisselingen van apparatuur et cetera waren regelmatig aanleiding voor het KNMI om de meetgegevens aan te passen, te homogeniseren. Lees hier meer over hier.

Het KNMI is niet altijd even open geweest als het om homogenisaties gaat, maar over het algemeen is redelijk goed te volgen hoe en waarom men aan meetgegevens sleutelt. Op de laatste homogenisatie van 2016 na dan wel, maar daarover wellicht later meer. NASA/GISS heeft op het gebied van homogenisaties een bedenkelijke reputatie. Kortom, ik vind meetreeksen op basis van thermometermetingen minder betrouwbaar dan die door satellieten. Nadeel is wel dat de satellietmetingen pas in 1978 starten.

De data  die ik hier gebruik worden vergaard door satellieten die van alles meten, onder andere de temperatuur in de atmosfeer. Dat doen men al vanaf eind 1978. De temperatuur wordt indirect gemeten in een aantal ‘channels’ op verschillende hoogten in de atmosfeer. Voor dit verhaal is de onderste band van belang, de TLT:

tlt-banden

Bron:  REMSS

De TLT-band meet de temperatuur van de lagere troposfeer,  het laagje net boven het aardoppervlak. Dat is een tamelijk ingewikkelde bezigheid.

Op aarde zijn er 2 organisaties die van de binaire data die de satellieten naar aarde sturen temperatuurreeksen maken, namelijk REMSS en UAH. Sinds enige tijd ontlopen beide datareeksen elkaar nauwelijks nog. Vandaag maak ik gebruik van data van REMSS, omdat ze handige temperatuurreeksen uitgeven die in dit bericht bruikbaar zijn. Overigens is het omzetten van meetdata naar temperaturen ook nog een hele klus. Zo moet er gekalibreerd (geijkt) worden, en satellieten hebben de neiging om in de loop van de tijd een beetje van baan en snelheid te veranderen.  Maar het grote voordeel van satellietmetingen is dat er (vrijwel) overal kan worden gemeten. Alleen in de TLT-band kunnen de beide poolgebieden niet helemaal worden meegenomen.

Op onderstaande figuur is de temperatuur weergegeven van de TLT-band op aarde vanaf het begin van de metingen tot medio 2016. De temperatuur is als anomalie weergegeven, dus ten opzichte van een bepaalde referentieperiode.

tlt-79-16

Bron:  REMSS

Duidelijk zijn de twee super El Niño’s te zien in 1997/1998 en 2015/2016.  En de reeks stijgt onmiskenbaar.  De trend is 0,131 K/ decade, dus 1,31 °C/eeuw. Nu is die trendlijn wel stijgend, maar dat komt vooral door de temperatuurstijging in de linkerhelft van de grafiek.  De rechterhelft vertoont geen stijging van betekenis. Dat laatste is de bekende ‘hiatus’  in de temperatuurstijging.

Nu is het zo dat die temperatuurstijging vanaf 1978 niet overal op aarde even groot was:

trend-map-tlt

Bron:  REMSS

Te zien is dat de temperatuurstijging het grootst was in de polaire streken van het NH, langs de noordkust van Canada en Rusland. In de rest van de wereld viel het wel mee met de opwarming. Het verticale grafiekje aan de rechterzijde van de kaart laat dat mooi zien. De sterke opwarming van de polaire streek op het NH is het gevolg van wat “arctische amplificatie” genoemd wordt. Klimatologen veronderstellen dat de arctische amplificatie wordt veroorzaakt door 2 zaken: albedo-afname als gevolg van het afnemende zeeijsoppervlak en  lage energie-uitstraling naar de ruimte op hoge breedte. Dat laatste is vooral het gevolg van het vrijwel ontbreken van convectie in het gebied als gevolg van de  stabiele verticale temperatuuropbouw van de lagere troposfeer.

tabelletje

Bron:  REMSS

Omdat ik geïnteresseerd was naar de opwarming op diverse breedtes op aarde zocht ik naar meetreeksen  REMSS biedt meetreeksen aan van breedtezones volgens bovenstaande tabel. Op onderstaande wereldkaart zijn deze zones weergegeven. Van de gebieden ten N van 82,5 NB en ten Z van 70 ZB zijn geen meetgegevens van TLT.

kaart-aarde-met-zones

Bedenk dat bovenstaande kaart  een projectie is van de globe en dus altijd vervormingen kent. Daardoor zijn op de kaart de gebieden nabij de polen te groot weergegeven.

In onderstaande figuur heb ik de meetreeks van de aarde als geheel (minus de polen, zie hierboven) en die van het gebied 60N-82,5N (polair NH) in één grafiek geplaatst, met trendlijnen. Om de meetreeksen complete jaren te laten beslaan beginnen alle meetreeksen op 1 januari 1979 en eindigen op 31 december 2015. Duidelijk is de sterkere opwarming in het polaire gebied te zien, het gevolg van arctische amplificatie.

tlt-world-en-polair

Bron data: REMSS

Om een goed zicht te krijgen op het temperatuurverloop in de diverse zones heb ik de meetreeksen van de 5 zones in grafieken geplaatst. Bovendien heb ik gekeken naar de periode  tot 2016 waarin er geen sprake was van opwarming. In elke grafiek heb twee trendlijnen gezet, die van de opwarmingsfase vanaf 1979 en die van de hiatus. Voor het startpunt van de hiatus heb ik voor  3 van de 5 zones 1 januari 1997 genomen. Gemiddeld genomen wel een goede keuze denk ik.

tlt-polair-79-2016

tlt-25-60-nb-79-2016

tlt-tropen-79-2016

tlt-25-60-zb-79-2016

tlt-70-60-zb-79-2016

Bron data:  REMSS

Op het ZH was het onmogelijk om in de grafiek van de polaire zone (60Z-70Z) de hiatus te ontdekken. De reeks kent geen opwarming. De gematigde zone van het ZH (25Z-60Z) vertoont een heel klein verschil tussen opwarming en hiatus. De tropen (25Z-25N) tonen ook een hele kleine opwarming sinds 1979.

De gematigde zone op het NH (25N-60N) toont een wat duidelijker sprong tussen opwarmingsfase en hiatus. Tenslotte de polaire zone van het NH (60N-82,5N). Daar is het verschil in trend tussen opwarmingsfase en hiatus het grootst, zoals te verwachten is als gevolg van de arctische amplificatie. Bovendien begint de hiatus later,  in 2005. Vanaf dat moment vertoont de polaire zone op het NH geen opwarming meer.

Twee conclusies:

  • De gemiddelde opwarming van de aarde sinds 1979 is grotendeels het gevolg van sterke opwarming in de polaire zone rond de noordpool. De rest van de aarde vertoont veel minder opwarming, terwijl het ZH niet of nauwelijks opwarmt.
  • Het grootste deel van de aarde vertoont een hiatus, een stop in de opwarming sinds 1997. Die hiatus is het moeilijkst te herkennen op het ZH waar opwarming klein was of zelfs ontbreekt (polaire zone rond Antarctica). Rond de noordpool is de hiatus in 2005 gestart.

Leermoment:  “de” opwarming van de aarde bestaat niet. Grote delen van de aarde kennen sinds 1979 niet of nauwelijks opwarming, en vanaf 1997 (bijna 20 jaar) is er vrijwel nergens sprake meer van opwarming. Overigens: recente cijfers geven geen garantie voor de toekomst, maar dat het tot nu toe blijkbaar allemaal wel meevalt sterkt in elk geval mij in de houding om alarmerende berichten over “opwarming”  of “klimaatverandering”  met grote scepsis te bekijken. Ik hoop u ook.