Die Sonne

Er zijn veel manieren waarop aerosolen het klimaat kunnen beïnvloeden.  Ze kunnen de hoeveelheid zonnestraling die het oppervlak bereikt veranderen door absorptie en verstrooiing (het directe aerosol-effect). Bepaalde soorten aerosolen (bijv. roet) kunnen de vorming van wolken beïnvloeden door atmosferische lagen te verwarmen (indirect aerosol-effect) of door absorptie van zonnestraling. Aërosolen kunnen ook weer en klimaat beïnvloeden door de eigenschappen van wolken te veranderen (indirect aerosol-effect), en werken als condensatiekernen voor wolkvorming. Hogere aerosolconcentraties hebben de neiging om de reflectiewaarde (albedo) en de levensduur van wolken te verhogen. Deze effecten zijn buitengewoon complex en worden algemeen beschouwd als een van de grootste onzekerheden van het klimaatsysteem.

Kort geleden heb ik een bericht gepubliceerd over de zonnestraling die gemeten wordt op vliegveld Beek (station Maastricht). Het bleek dat sinds 1980 de hoeveelheid zonne-energie in Beek met meer dan 12% is toegenomen. Wat langer geleden heb ik datzelfde al een berekend voor De Bilt en kwam toen op een toename van ongeveer 10% stijging. Algemeen wordt aangenomen dat die toename van zonnestraling samenhangt met de sterke afname van door de mens geïnduceerde aerosolen. Het zijn opzienbarende toenames van de hoeveelheid zonne-energie gedurende de afgelopen decennia, die ondanks de complexiteit van de invloed van aerosolen op weer en klimaat waarschijnlijk voor een flink deel de in deze periode gestegen temperaturen in De Bilt en Beek kunnen verklaren.

Duitse stations met langjarige datareeksen ‘global irradiance

Omdat ik nieuwsgierig was naar de Duitse cijfers heb ik die opgevraagd bij de DWD, Deutsche Wetterdienst, de Duitse tegenhanger van onze KNMI. Het is algemeen bekend dat die toename in grote delen van Europa is geconstateerd, maar ik was nieuwsgierig naar de cijfers van ons  grootste buurland.

Van in totaal 42 weerstations zijn data van de zonnestraling (global irradiance) aanwezig. Omdat ik van de Nederlandse data weet dat de overgang van dimming naar brightening  als gevolg van de sterke afname van antropogene aerosolen begin jaren ‘80 plaats had wilde ik stations met lange datareeksen, minimaal tot het omslagpunt begin jaren ’80. Dat zijn er 15. Van die 15 meetreeksen vielen er 8 af vanwege incompleetheid van de data, zodat uiteindelijk 7 stations overbleven. Die zijn op bovenstaand kaartje met een rode stip weergegeven.

De zonne-energie die per etmaal op een cm2 valt wordt uitgedrukt in Joule/cm2, die ik omgerekend heb naar W/m2. De jaarreeksen van de 7 stations zien er dan zo uit:

Data: DWD

Potsdam heeft de langste meetreeks, vanaf 1948. Daar is duidelijk de periode van dimming (tot 1980) en brightening (vanaf 1980) waarneembaar. Hohenpeissenberg toont een afwijkende meetreeks die over de gehele periode een meer cyclische beweging vertoont. De oorzaak dat de grafiek van Hohenpeissenberg afwijkt is waarschijnlijk tweeërlei: zo hangen brightening en dimming sterk samen met de urbanisatie- en industrialisatiegraad van de omgeving van het meetstation. Het gaat bij deze processen vooral om antropogene aerosolen zoals zwavelverbindingen. Hohenpeissenberg ligt aan de voet van de Alpen in een rurale omgeving. Bovendien is het meetstation hoog gelegen, op 977 m hoogte. Hier geldt: hoe hoger des te schoner de lucht. De cyclische beweging moet dus andere oorzaken hebben, die hier niet nader bekeken worden.

Wat te zien is is dat de breedteligging van de stations van invloed is op de hoeveelheid binnenvallende zonnestraling. Konstanz en Hohenpeissenberg in het zuiden van Duitsland tonen de hoogste waarden.

Voor alle stations heb ik berekend wat de toename was van de zonnestraling van 1981 t/m 2018:

Braunschweig                   11,9 %
Hohenpeissenberg          4,6 %
Konstanz                            11,5 %
Nordeney                          14,3 %
Potsdam                             13,8 %
Stuttgart                             12,3 %
Würzburg                             8,7 %

Vijf van de zeven stations vertonen een stijging sinds 1981 van meer dan 10%, vergelijkbaar met wat ik in De Bilt en Maastricht heb gevonden. Dat is, net zoals die in Nederland, een verbazingwekkend grote toename die waarschijnlijk een grote invloed gehad moet hebben op de gemeten luchttemperatuur in Duitsland.