Instralingsgevoeligheid update

Op 1 december j.l. publiceerde ik het bericht “De zon en de opwarming van Nederland” over de berekening van de instralingsgevoeligheid. Diverse lezers reageerden met de opmerking dat bij de berekening van S (instralingsgevoeligheid) op basis van de etmaalcyclus wél gerekend werd met dT/dQ  maar bij de jaarcyclus gerekend werd met T/Q. Die opmerking is terecht, dat is een onbedoelde fout. Omdat inmiddels ook de data van 2020 beschikbaar zijn wordt het tijd om de berekening opnieuw te doen. Ik zal dat doen aan de hand van de data van station De Bilt.

Fig. 1    Data: KNMI

Figuur 1 toont voor station De Bilt de gemiddelde temperatuur T ( °C) per maand in de periode 1981-2020 en de gemiddelde instraling Q (kJ/cm2) per maand voor dezelfde periode. Zetten we T en Q per maand af in een grafiek dan komt dat er zo uit te zien:

Fig. 2    Data: KNMI

Figuur 2 laat zien dat er een tijdvertraging optreedt van T ten opzichte van Q van ongeveer 1 maand. Die vertraging is goeddeels het gevolg van het feit dat de luchttemperatuur boven het land na-ijlt op de instraling als gevolg van de warmtebuffering van het zeewater.

Fig. 3    Data: KNMI

Figuur 3 toont voor De Bilt de gemiddelde maandtemperatuur als functie van de gemiddelde instraling per etmaal ( in kJ/cm2) voor elke maand.

Als ik de maandtemperatuur in figuur 2 corrigeer voor een vertraging van 1 maand ten opzichte van de instraling Q dan ziet dat er zo uit:

Fig. 4    Data: KNMI

De synchronie van T en opzichte van Q is nu heel mooi, alleen de zomertemperaturen lijken nog iets achter te lopen bij de instraling maar dat is acceptabel. Gebruiken we in plaats van maanden kleinere tijdseenheden, bijvoorbeeld decaden, dan is een verder fijn-tuning mogelijk.

Fig. 5     Data: KNMI

Figuur 5 toont het effect op T als functie van Q voor De Bilt als T met 1 maand gecorrigeerd wordt voor de seizoensvertraging ten opzichte van Q.  We gebruiken als proxy voor de instralingsgevoeligheid (rekening houdend met de seizoensvertraging van 1 maand voor T):  S=Tjul-jan/Qjun-dec. Voor De Bilt is dan voor de periode 1981-2020 de instralingsgevoeligheid S = 9 K/kJ/cm2.

Fig. 6    Data: KNMI

De gemiddelde instraling per etmaal is tussen 1981 en 2020 in De Bilt toegenomen van 0,92 tot 1,05 kJ/cm2 (figuur 6). Dat is een forse toename met 0,13 kJ/cm2, ruim 14%. Volgens de berekende stralingsgevoeligheid van 9 K/kJ/cm2 heeft dat in De Bilt van 1981 t/m 2020 een stijging van de temperatuur teweeggebracht van 1,2 °C. In dezelfde periode is de gemeten temperatuur in De Bilt gestegen met 1,66 °C.  Die forse stijging van de temperatuur in De Bilt is dus voor ruim 70% te verklaren door de toename van de instraling van de zon.