CO2 en corona deel 2

In een  recent bericht over CO2 heb ik geschreven over een recente publicatie van Le Quéré et al in Nature Climate Change over de afname van de CO2 uitstoot als gevolg van de coronacrisis. De onderzoekers schatten dat de dagelijkse wereldwijde CO2-uitstoot begin april 2020 met 17% gedaald was in vergelijking met de gemiddelde niveaus van 2019.  Op het hoogtepunt daalden de emissies in individuele landen met gemiddeld maar liefst  26%. Het effect op de jaarlijkse emissies van 2020 hangt af van de duur en omvang van de maatregelen, maar natuurlijk vooral ook van de economische gevolgen van die maatregelen.

Ik heb in dat bericht laten zien dat er merkwaardig genoeg op het CO2-meetstation van Mauna Loa (Hawaï) niets te zien was van die scherpe daling van de CO2-emissies. Nu heb ik nogal wat reacties op dit bericht gekregen.  Een van die reacties was dat dat wellicht nog niet te zien is vanwege de time lag tussen emissies en atmosferisch metingen. Daarom ga ik vandaag in op die time lag, en zal ik tenslotte naar de meeste recente data kijken.

Bron: IPCC AR5

In het eerste bericht heb ik uitgelegd dat de CO2-emissies die aan de mens worden toegeschreven het  gevolg zijn van het gebruik van fossiele brandstoffen en cementproductie. In de koolstofkringloop (figuur hierboven) maken die antropogene CO2-emissies ongeveer 4,5 % uit van de totale hoeveelheid CO2 die er jaarlijks in de atmosfeer gebracht wordt.  De rest komt uit natuurlijke bronnen. De gangbare hypothese is dat die reusachtige natuurlijke CO2-stromen omhoog en omlaag in evenwicht zijn, en dat die relatief kleine toevoegde antropogene stroom CO2 dus de enige oorzaak moet zijn van het gestegen  CO2-gehalte in de atmosfeer sinds de Industriële Revolutie. Men gaat uit van een stijging van het CO2-gehalte van 280 ppm rond 1880 tot ongeveer 415 ppm momenteel.  Die 280 ppm is geschat, de data vanaf 1958 zijn gemeten. Vanaf 1880 komt de toename met 135 ppm volgens de gangbare hypothese voor rekening van de mens.

Bron: NOAA

De grafiek hierboven is de datareeks van Manua Loa op Hawai. Die data heb ik in het vorige bericht gebruikt om te bezien of ik een reactie zag op de scherp gedaalde emissiegetallen. In de grafiek is te zien dat de trend (zwarte lijn) opwaarts is. Die trend wordt (volgens de vigerende hypothese) voor 100% bepaald door menselijke CO2-emissies. De rode lijn geeft het gemeten verloop weer. Die zaagtand is het gevolg van de invloed van de seizoenen op de blaadjes aan de bomen. Dan weet je al meteen dat het om de bomen buiten de tropische zone gaat, in de gematigde en subarctische zone in dit geval. Begint het nieuwe seizoen in het voorjaar, dan nemen de bomen veel CO2 uit de atmosfeer op  en daalt de CO2-lijn. Vallen in de herfst de blaadjes, dan komt veel CO2 vrij door verrotting  en piekt de lijn. Dat in evenwicht zijn van de natuurlijke fluxen (volgens de hypothese) geldt dus wel voor een tijdspanne van 1 jaar maar blijkbaar niet voor kortere periodes. Ik hoop daar later nog eens op terug te kunnen komen.

Bron: wikipedia

Op bovenstaande kaartjes is de ruimtelijke verdeling van CO2 in de atmosfeer weergegeven voor mei en oktober 2011. De afbraak van organisch materiaal piekt op het NH in mei (en op het ZH in oktober).  De piek in mei heeft te maken met het feit dat de grootste bossen op het NH, vooral in Siberië maar ook in Noord-Amerika en Noord Europa,  eind april/begin mei hun nieuwe blaadjes krijgen. Dat het kaartbeeld in oktober niet omgekeerd is aan dat van mei komt omdat het grootste deel van het landoppervlak zich op het NH bevind, en bijgevolg ook de grootste oppervlakte aan bos. De ‘zaagtand’ in het atmosferisch CO2-signaal is dus vooral het gevolg van uitgestrekte bossen op het NH.

Bron:  wikipedia

CO2 is een well-mixed gas, dat wil zeggen dat uiteindelijk CO2 zich gelijkmatig verspreid in de atmosfeer. Met name de verplaatsing van het NH naar het ZH (en andersom) heeft wat tijd nodig.  Men gaat daarbij uit van een ‘time lag’ van ongeveer 1 jaar. Daarvoor verantwoordelijk zijn de zogenaamde Hadley Cells in de tropen,  die een makkelijke mix tussen beide halfronden flink vertragen (zie bovenstaande figuur).

Binnen elk van de halfronden gaat de verplaatsing van CO2 tamelijk snel. Horizontale verspreiding gaat via de grote windsystemen op aarde, van de straalstromen is bekend dat ze binnen enkele dagen rond de aarde kunnen zijn.  Verticale verspreiding gaat nog veel sneller als gevolg van de voortdurende turbulentie in de troposfeer die vrijwel overal aanwezig is, gecombineerd met  het feit dat de troposfeer relatief dun is, zo’n 8 tot 14 km hoog.

NOAA, dat verantwoordelijk is voor de CO2-metingen op Mauna Loa en een aantal andere stations, schat de ‘time lag’  tussen CO2-emissie  en het meten op Mauna Loa op enkele weken: “May is the turning point between all the decomposition throughout the winter months and the burst of photosynthesis that occurs with the return of leaves to the trees in spring. CO2 measurements all over the globe reflect this pattern of peak CO2 concentration occurring each May, regardless of the level of that peak…..  The measurement at the observatory there ( Manua Loa-red.) does tend to lag the mainland as it can take a few weeks for seasonal swings to propagate to Mauna Loa’s latitude.” (NOAA).

Bron:  NOAA

Bovenstaande grafiek geeft de dagelijkse metingen weer op Mauna Loa van het atmosferisch CO2, van mei 2019 t/m mei 2020. De laatste dagmetingen (zwarte puntjes) liggen nabij de 418 ppm. Naar verwachting vormen die de top van de ‘seizoensbult’ en gaat het vanaf nu naar beneden tot oktober, volgens de hiervoor beschreven cyclus.

Door de beperkte lengte van de ‘time lag’ tussen uitstoot van CO2 en de metingen op Mauna Loa, en ook vanwege het feit dat de antropogene emissie van CO2 sterk ruimtelijk gespreid plaatsvindt, mag men er van uitgaan dat de forse afname van die emissies van januari-april 2020 als gevolg van corona te meten zouden moeten zijn. Zoals ik in het vorige bericht al schreef is er echter van enige afname of zelfs stagnatie in de stijging van het atmosferisch signaal geen sprake. Wel is er van februari naar maart een licht dipje, maar zoals we verderop zullen zien, zit dat dipje elk jaar in het CO2-signaal.

Tot nu toe heb ik me beperkt tot de metingen op Mauna Loa, maar NOAA heeft nog 3 andere stations op aarde, te weten Barrow in Alaska, American Samoa in het tropische deel van de Grote Oceaan en op de zuidpool. NOAA levert van de gezamenlijke 4 stations CO2 cijfers vanaf 2010. Die ontlopen elkaar weinig: de data van de 4 stations liggen gemiddeld 1,25 ppm lager dan die van Manau Loa, als gevolg van de time lag tussen NH en ZH. Hieronder een grafiek van de dagelijkse CO2 data en de trendlijn die door NOAA meegeleverd wordt. Die trendlijn is de signaallijn minus de seizoensfluctuaties:

Data: NOAA

Door het trendsignaal af te trekken van  de gemeten CO2-data detrend ik het signaal en kan ik makkelijk zien of er in 2020 iets bijzonders aan de hand is ten opzichte van de voorafgaande jaren:

Data: NOAA

De belangstelling gaat natuurlijk vooral uit naar de maanden januari  t/m mei 2020. Is er visueel een effect waar te nemen van de sterke daling van de CO2 emissies in deze maanden?  Ik zie het niet.  De top van mei 2020 ligt weliswaar wat lager dan die van 2019, maar dat geldt ook voor de jaren 2011,2014 en 2017. Misschien is het effect er, maar dan is het zo klein dat het verborgen zit in het signaal.

Ik heb nog twee andere manieren gebruikt om mogelijke afwijkingen in de data van 2020 te vinden. Zo heb ik in onderstaande grafiek van elke dagwaarde vanaf 1 januari 2011 de dagwaarde van een jaar daarvoor afgetrokken.  Dus 1-1-2011 minus 1-1-2010, et cetera. Mogelijk zou op deze wijze de periode vanaf 1 januari 2020 lagere waarden onthullen. Zo ziet het resultaat er uit:

Data: NOAA

Er zijn geen opvallende afwijkingen in 2020 te zien ten opzichte van dezelfde maanden in de voorafgaande jaren. Met een dunne bruine lijn heb ik het gemiddelde van alle data weergegeven. De top in 2016 is waarschijnlijk het gevolg van de sterke El Niño destijds.

Tot slot heb ik gekeken naar de groei van het CO2-gehalte tussen 1 januari en 1 mei van elk jaar vanaf 2010 t/m 2020 om te bezien of de toename van het CO2-gehalte in deze periode in 2020 af zou wijken van de 10 voorafgaande jaren:

Data: NOAA

Ook hier geen opvallende lagere cijfers voor de periode 1 januari 2020 t/m 1 mei 2020 vergeleken met de andere jaren. Van de 11 gemeten jaren waren er 4 met een lagere score dan 2020 en 6 met een hogere. De groei van 2020 zit met 1,86 ppm nog boven het gemiddelde van 1,79 ppm voor de gehele periode 2010-2020.

Conclusies: de plotseling sterke daling van economische activiteiten als gevolg van de coronacrisis levert een onverwachte inkijk in de robuustheid van de hypothese waarop de theorie van de klimaatopwarming is gebaseerd, namelijk dat 100% van de toename van het atmosferisch CO2 sinds de Industriële Revolutie het gevolg is van het menselijk gebruik van fossiele brandstoffen en cementproductie. In de cijfers t/m mei 2020 is géén effect waar te nemen van de sterke afname tot 17% van de mondiale antropogene emissies. Dat ontbreken van een reactie in de atmosferische CO2-data kan geen gevolg zijn van een maandenlange ‘time lag’ tussen emissies en metingen, want de vertraging wordt per halfrond door NOAA geschat op enkele weken.

Ik ben van nature erg voorzichtig en ook nu houd ik andere scenario’s voor mogelijk, maar deze bevindingen verbazen mij. Als ook de komende maanden geen opvallende afname van (de  stijging van) het CO2-gehalte wordt waargenomen dan moet er nog maar eens goed gekeken worden naar die hypothese die stelt dat de stijging van het CO2 gehalte louter het gevolg is van menselijke activiteiten.

Wat in elk geval duidelijk is, is dat een daling van de CO2-emissies tot maar liefst 17% blijkbaar zo weinig effect heeft gehad op de CO2-concentraties in de lucht, dat al die ambitieuze peperdure plannen van Nederland en de EU om een ‘catastrofale opwarming’ te voorkomen wel de prullenbak in kunnen. Want aan het uiteinde van die  twijfelachtige CO2-hypothese hangt die verschrikkelijke opwarming als kwaadaardig  toekomstbeeld.

Corona heeft geleid tot een ongepland klimatologisch experiment van wereldomvang. Er moet nog veel water door de zee voordat landen met ambitieuze klimaatplannen ook maar bij benadering die 17% daling van de CO2 emissies zullen halen, en zelfs die 17% veroorzaakte geen rimpeltje in de atmosferische CO2-concentraties.