Die zon nogmaals

De opmerkelijk grote toename in de afgelopen decennia van de hoeveelheid zonne-energie in de 5 hoofdstations van het KNMI bracht me in het vorige bericht tot de uitspraak: “….dat het me niet zou verbazen als deze factor verantwoordelijk is voor een aanzienlijk deel van de temperatuurtoename in De Bilt vanaf 1980. ”  Omdat ik daar niet mee tevreden was heb ik bekeken of ik die kwalitatieve uitspraak zou kunnen ondersteunen met een paar cijfers.

Fig. 1  Bron: Trenberth

Sommigen werden wat zenuwachtig van die J/cm2 in het vorige bericht, dus heb ik die cijfers omgerekend naar W/m2.  Vermogen is energie per seconde. De eenheid van vermogen is Joules per seconde (J/s). In plaats hiervan wordt vaak de eenheid Watt (W) gebruikt. Dus 1 Watt is 1 J/s. Die W/m2 wordt ook gebruikt in de bekende energiebalans van de aarde van Trenberth, zie figuur 1.

In de figuur is te zien dat er volgens Trenberth gemiddeld  184 W/m2 het aardoppervlak bereikt. Daarvan wordt dan 23 W/m2 gereflecteerd, zodat 161 W/m2 over blijft om geabsorbeerd te worden door het aardoppervlak. Omdat ik vermoed dat de pyranometer van het KNMI een hele lage reflectiewaarde heeft zal de meter waarschijnlijk vrijwel alle invallende straling meten. Die 184 W/m2 is een gemiddelde voor de gehele aarde. In ons land zijn de getallen gemiddeld voor het gehele jaar wat  lager ( ongeveer 120 W/m2) vanwege de relatief hoge breedteligging. In de zomer liggen de waarden rond de 215 W/m2.

Ik wil nu de temperatuur en de invallende zonne-energie in De Bilt met elkaar vergelijken. Daarvoor gebruik ik de Tg data (gemiddelde temperatuur per etmaal) vanaf 1958 en heb de gemiddelde Tg per jaar berekend. Daarna heb ik deze vergeleken met de hoeveelheid zonne-energie (Q).

Fig. 2  Data: KNMI

In figuur 2 is te zien dat beide reeksen op elkaar lijken. Ik heb de correlatiecoëfficiënt berekend en kom op r= 0,548137, een middelmatig sterk verband. De correlatiecoëfficiënt is significant (p<0,05).

Omdat ik vermoed dat de invloed van de hoeveelheid zonne-energie op de temperatuur in de zomer sterker is dan in de andere jaargetijden heb ik bovenstaande ook toegepast op de zomermaanden juni. juli en augustus:

Fig. 3  Data: KNMI

Beide zomerreeksen lijken sterk op elkaar. De correlatiecoëfficiënt is nu 0,801719, wat betekent dat de correlatie sterk is. De correlatiecoëfficiënt is ook hier significant. Een en ander houdt in dat de Tg zomermaanden van De Bilt voor een groot deel verklaard kan worden met behulp van de ingevallen hoeveelheid zonne-energie. Die correlatie wordt mijns inziens nog versterkt doordat de lineaire trendlijnen van Tg en Q nagenoeg dezelfde hoek vertonen.

Vorig jaar heb ik onderzocht of dezelfde spectaculaire toename van de hoeveelheid binnenvallend zonne-energie zoals ik die vond in de hoofdstations van het KNMI-net ook te zien is in Duitsland. De DWD heeft van 42 weerstations data van de zonnestraling.  De meeste reeksen zijn te kort om een klimatologisch beeld te krijgen. Van de 15 langere reeksen zijn er 8 sterk incompleet, zodat uiteindelijk 7 stations overbleven. In figuur 4 zijn die stations weergegeven.

Fig.4

In figuur 5 is als voorbeeld de grafiek van Braunschweig weergegeven, het verloop is vergelijkbaar met die van de Nederlandse stations.

Fig. 5  Data: DWD

Voor alle 7 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%.  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.