Het raadsel van de verdwenen hittegolven

We zitten de afgelopen dagen in een hittegolf. In Nederland is officieel sprake van een hittegolf als de maximumtemperatuur bij het KNMI in De Bilt gedurende tenminste 5 dagen elke dag 25 graden of hoger is. Bovendien moet het in die 5 dagen op zeker 3 dagen minstens 30 graden zijn. In onderstaande tabel van de website van het KNMI zijn de hittegolven sinds 1901 weergegeven (op die van 2018 na).

Bron:  KNMI

Kijken we naar het aantal hittegolven vóór 1951 dan tel ik er 7, en vanaf 1951 tel ik er 17.  De hittegolf van 2018 staat er uiteraard nog niet bij. Het lijkt er op dat het aantal hittegolven sinds 1901 dus flink toegenomen is.

Een lezer van deze site maakte me er op attent dat ik een paar jaar geleden al eens geschreven heb over hittegolven in Nederland, en dat daar een andere tabel getoond werd. Dat bericht was van 4 juni 2015.

Dit Is die tabel:

Bron:  KNMI

Deze tabel stamt net zoals de eerste tabel ook af van de officiële KNMI website en is omstreeks 4 juni 2015 van die site gekopieerd. De link naar die tabel loopt nu dood, de tabel is weggehaald.

In deze tabel uit 2015 telde  het KNMI vanaf 1901 tot 1951 maar liefst 23 hittegolven. Vergelijk dat eens met de 7 die het KNMI voor deze periode momenteel telt. Bizar! Het KNMI is dus tussen 2015 en 2018 zomaar 16 hittegolven kwijt geraakt, alle uit de periode tussen 1901 en 1951. Na 1950 is de oude tabel gelijk aan de nieuwe, alleen ontbreekt natuurlijk in deze tabel uit 2015 de hittegolf van 30 juni 2015.

In het bericht van 4 juni 2015 had ik ook een grafiek toegevoegd om te tonen dat er van een toename van hittegolven in de tijd geen sprake is:

Data:  KNMI

Opvallend is dat de hittegolven voorkomen in 2 periodes, namelijk 1910-1950, en 1975-2013 (voorlopig). Beide periodes komen grofweg overeen met periodes van globale temperatuurstijgingen, de periode 1940-1975 was er een van afkoeling.

Er zijn dus in 3 jaar tijd 16 hittegolven zomaar ‘verdwenen’ uit het archief van het KNMI. Alle 16 verdwenen hittegolven stammen uit de eerste decennia van de meetperiode. Waar zijn ze gebleven? Het antwoord is te vinden in een aantal berichten op deze site uit 2017 (hier, hier, hier en hier).

In 2016 heeft het KNMI de etmaaltemperaturen van De Bilt van 1901 tot 1951  ‘bijgesteld’. Temperaturen bijstellen heet officieel ‘homogeniseren’. Nou moet je bedenken dat het hier gaat om meetgegevens die in 2016  dus 65 tot 115 jaar oud waren. Mag dat zomaar? Ja, daar zijn helaas geen regels voor.

Vaak zijn homogenisaties een manier om bijvoorbeeld verplaatsingen van meetapparatuur ’glad’ te strijken. Op de foto hierboven is de verplaatsing in 1950 weergegeven van de thermometer van een grote open meethut vlak bij het hoofdgebouw van het KNMI (rood teken) naar een Stevensonhut op een graslandje op zo’n 300m daarvandaan (groen teken). Dergelijke veranderingen veroorzaken normaal gesproken sprongen in de meetreeks. Om dat te voorkomen wordt vaak gedurende een periode op beide plaatsen of met beide instrumenten gemeten om de verschillen op te heffen. Het is natuurlijk de vraag wat daarna de basis vormt voor de calibratie, de oude of de nieuwe data?

Homogenisatie met ingewikkelde statistische methoden is een andere manier, waarbij soms decennia na de metingen de cijfers worden aangepast.  Dat gebeurde in 2016  met de data van o.a. De Bilt tussen 1901 en 1951. Wie zijn hart op wil halen kan dit technische rapport uit 2016 eens lezen.

De Amerikaanse statisticus Briggs zegt over deze homogenisatie van het KNMI:  “In the notes to the data it said in 1950 there was “relocation combined with a transition of the hut”. Know what that means? It means that the data before 1950 is not to be married to the data after that date. Every time you move a thermometer, or make adjustments to its workings, you start a new series. The old one dies, a new one begins. If you say the mixed marriage of splicing the disjoint series does not matter, you are making a judgment. Is it true? How can you prove it? It doesn’t seem true on its face. Significance tests are circular arguments here. After the marriage, you are left with unquantifiable uncertainty.  This data had three other changes, all in the operation of the instrument, the last in 1993. This creates, so far, four time series now spliced together.

Daar is geen woord Spaans bij lijkt me, maar daar heeft het KNMI geen boodschap aan. In 2016 heeft het KNMI gemeend dat de etmaaltemperaturen tussen 1901 en 1955 gehomogeniseerd dienden te worden. Dat is rigoureus gedaan. Van het resultaat heb ik een paar grafiekjes gemaakt:

Data: KNMI

In bovenstaande grafiek is te zien wat homogenisatie van de temperatuur in De Bilt voor invloed heeft op de jaargemiddelden. Vanaf 1971 ligt de lijn (gehomogeniseerde data minus ruwe data) netjes op 0. De temperaturen zijn dus vanaf 1901 t/m 1970 gehomogeniseerd, zo blijkt uit de grafiek.   Het lijkt erop dat er (minstens) twee homogenisaties hebben plaats gevonden, namelijk een op de data van 1901 tot 1951, en de tweede (of meer) voor de data van 1951 t/m 1970. De bijstelling van 1901 tot 1951 heeft in 2016 plaats gevonden.

Voor de periode van 1901 tot 1951 betekent de homogenisatie dat voor alle jaren de gehomogeniseerde jaartemperatuur ongeveer 0,2 °C lager uitvalt dan de jaargemiddelden op basis van de ruwe (=gemeten) data. Voor de periode van 1955 t/m 1970 leiden de aanpassingen grotendeels tot een verhoging van de temperaturen m.u.v. het jaar 1969. Het achterliggend mechanisme is me niet bekend.

Kijken we naar de effecten per seizoen dan ziet dat er zo uit:

Data: KNMI

Te zien is dat de verschillen tussen gehomogeniseerde en ruwe  wintertemperaturen vrijwel 0 zijn, terwijl de zomertemperaturen door homogenisatie fors zijn verlaagd, gemiddeld zelfs met ~ 0,5 °C. Herfst- en lentetemperaturen vallen door homogenisatie ook lager uit met respectievelijk ~0,2 en ~0,1 °C.

Omdat hittegolven in de zomer plaats vinden vallen de temperatuurdata  die van belang zijn voor het vaststellen van hittegolven in de categorie met de grootste bijstelling, namelijk van gemiddeld 0,5 °C verlaging. Het gevolg is dat er door de homogenisatie van 2016 zomaar 16 hittegolven verdwenen zijn uit de hittegolftabel. Het resultaat: na 1950 tellen we nu veel meer hittegolven dan in de eerste helft van de 20e eeuw.

Niet alleen het KNMI doet aan homogeniseren, ook bijvoorbeeld NASA/GISS kan er wat van. GISS is een van de klimaat-organisaties die zich bezighouden met het berekenen van de gemiddelde temperatuur op aarde. Dat homogenisatie tot absurde bijstellingen kunnen leiden ziet u in onderstaande grafiek:

Data: GISS

Het betreft het verschil tussen de januaritemperatuur van 1910 en 2000.  Door talloze homogenisaties tussen mei 2008 en juli 2018 (de treden in de grafieken) is het temperatuurverschil opgelopen van 0,45 °C tot 0,69 °C!

GISS heeft haar eigen ondoorgrondelijke methode om te homogeniseren. Wat dat betekent voor de temperaturen in De Bilt kunt u hier lezen.

In een eerder interview met KNMI-wetenschapper Geert Jan van Oldenborgh zegt deze: “Een warme zomer zoals we die nu hebben, gaan we in de toekomst nog veel vaker zien. Hittegolven komen nu frequenter voor: van een keer in de twintig jaar een eeuw geleden, tot elke twee tot drie jaar nu. Deze temperaturen zijn niet meer zo zeldzaam…. De hittegolven zijn nu ongeveer drie graden warmer dan honderd jaar geleden. In de toekomst gaat het alleen maar warmer worden, dan zullen we dit een koele zomer noemen.”

Het is de vraag of die voorspelling realiteitswaarde heeft, want die is gebaseerd op modellen, de klimaatscenario’s van het KNMI. In het GRK-rapport  “Waarom de KNMI_scenario’s niet zullen uitkomen” zijn veel vraagtekens gezet achter die modellen. Het KNMI heeft in ieder geval met zijn homogenisaties deze voorspelling een flink eind op weg geholpen. Selffulfilling prophecy heet dat, wanneer wat je verwacht en voorspelt, werkelijkheid wordt als gevolg van je (onbewuste) houding en handelingen. Dat ‘onbewuste’ kan in dit geval wel weggelaten worden: de temperaturen in De Bilt zijn tussen 1901 en 1951 bewust verlaagd.