Die zon, die zon deel 2

Direct en diffuus zonlicht verwarmen het aardoppervlak. Van direct zonlicht is sprake als het licht niet gehinderd wordt door bewolking. De zon maakt dan scherpe schaduwen omdat het licht vanuit één richting komt. Schuift er een wolk voor de zon dan komt het licht van verschillende kanten (diffuus licht) en daalt bovendien de hoeveelheid licht die binnenkomt.

Data: KNMI

De totale hoeveelheid invallend zonlicht, direct en diffuus, heet global radiation. Die global radiation per etmaal van 1980 t/m 2019 is in bovenstaande grafiek weergegeven.  De data zijn van station De Bilt. Zo nu en dan piekt die dagelijkse hoeveelheid invallend zonlicht net boven de 300 W/m2. Zo was de instraling op 6 juni 2015 345,6 W/m2. Zulke hoge pieken doen zich uiteraard alleen voor als de zon hoog aan de hemel staat en er sprake is van veel direct zonlicht.

In het vorige bericht over de zon heb ik per maand weergegeven wat de toename was van het aantal zonuren (= direct zonlicht) vanaf 1980. Die toename was opzienbarend. Om te zien of dat ook het geval was met de totaal invallende hoeveelheid zonlicht (global radiation) uit bovenstaande grafiek, heb ik van 1 januari 1980 t/m 31 december 2019 de lineaire trendlijn berekend. Dat is de rode streepjeslijn in de grafiek.  Met behulp van die trendlijn is eenvoudig te bepalen hoe groot de toename van de totale hoeveelheid zonlicht was vanaf 1980 in De Bilt. Die toename bedroeg 15W/m2. Dat is erg veel.

De gemiddelde global radiation per dag was in die periode 113,6 W/m2 . Dat betekent dat de relatieve toename van de hoeveelheid invallend zonlicht in De Bilt vanaf 1980 ruim 13% is. Dat die grote toename  van de totale instraling in De Bilt een aanzienlijke invloed moet hebben gehad op het temperatuurverloop in Nederland lijkt evident.

Op basis van metingen eind jaren ’80 op het terrein van het KNMI in De Bilt hebben Van der Hoeven et al in een publicatie uit 1992 cijfers gepubliceerd van de directe en diffuse instraling. Dat ziet er zo uit:

Data: Van der Hoeven et al 1992

Opvallend is dat in de maanden oktober t/m februari het relatieve aandeel van directe straling veel groter is dan van diffuse straling. Mogelijke verklaringen daarvoor zijn de lage zonnestand en maandelijkse verschillen in bewolkingsgraad. De grafiek is inmiddels achterhaald, zoals we zagen.  Of in deze periode ook het diffuse deel groter is geworden is niet zeker, openbare data ontbreken.

Terug naar de sterke toename van het aantal zonuren vanaf 1980. Ik heb al een paar keer geschreven over het proces van brightening doordat de lucht steeds schoner is geworden. Dat kan ook hier een rol spelen, op de grens van direct-diffuus zonlicht.  Bij een schoner wordende lucht (minder aerosolen) kán op dat grensvlak de balans doorslaan naar ‘direct’. Gezond verstand zegt me dat dat geen grote effecten kan hebben opgeleverd. Met andere woorden: brightening heeft wel de global radiation (direct en diffuus) doen stijgen maar heeft waarschijnlijk weinig effect gehad op de sterke stijging van het aantal zonuren.

Dan is er die ander factor, die wel sterke invloed kan hebben op het aantal zonuren: bewolking. De mate van bewolking wordt sinds jaar en dag visueel bepaald op een schaal van 1 t/m 8, waarbij de lucht bij 1 volledig wolkeloos is en bij 8 volledig bedekt. Voor de periode 1980 t/m 2019 heb ik van de daggegevens van De Bilt de gemiddelde dagelijkse global radiation voor elk jaar bepaald en ook de gemiddelde bewolkingsgraad. Dat ziet er zo uit:

Data: KNMI

De global radiation laat de bekende sterke stijging zien. Merkwaardig genoeg laat de bewolkingsgraad ook een stijging zien. Merkwaardig omdat een hogere bewolkingsgraad méér bewolking inpliceert en dus meer blokkade van zonlicht. Die stijging is echter beperkt en verwaarloosbaar, zeker als men bedenkt dat de rapportage op basis van visuele waarneming tamelijk grof is.

Ik concludeerde in een bericht van juli 2019 dat het aannemelijk is dat de toename van de global radiation sinds 1980 moet worden toegeschreven aan de afname van aerosolen. Maar de sterke toename van het aantal zonuren sinds 1980 moet met name door afnemende bewolking zijn ontstaan. Dat zien we alleen in de grafieken niet terug. De bewolkingsgraad op basis van visuele waarnemingen  lijkt voor de gebezigde doeleinden een te grof instrument.

Conclusies: een (aanzienlijk) deel van de opwarming van Nederland sinds 1980 kan denk ik verklaard worden door een toename van de hoeveelheid inkomend zonlicht (global radiation). Brightening speelt daarin een rol van betekenis, maar de opvallende toename van het aantal zonuren wijst ook en nadrukkelijk in de richting van een toename van de global radiation door een lagere bewolkingsgraad. Daarnaast spelen ook andere factoren een rol, zoals een veranderend windpatroon (zie hier) en toenemende urbanisatie (hier) en een toename van atmosferisch CO2.

Merkwaardig genoeg speelt in de berichtgeving over een warmer wordend Nederland CO2 altijd de eerste (en vaak enige) viool.