Het jaar 2023 ging de boeken in als het warmste jaar gemeten. Liefhebbers laten die metingen graag beginnen rond 1850, maar erg betrouwbaar waren die vroege data niet. Niet dat de thermometers zo slecht waren in die tijd, maar het probleem zit m met name in het berekenen van de gemiddelde temperatuur op aarde. Voor het berekenen van die gemiddelde temperatuur heb je een fijnmazig netwerk van thermometers nodig dat het liefst de hele wereld omspant. Dat lukte zelfs in 2023 niet, laat staan in de tweede helft van de 19e eeuw. Vooral zeetemperaturen waren vele decennia het stiefkindje van die metingen, maar ook landmetingen waren lange tijd in grote delen van de aarde zeldzaamheden.
Daar kwam pas eind jaren ’70 van de 20e eeuw een einde aan, toen we de beschikking kregen over behoorlijk betrouwbare satellietmetingen. Een voordeel is in elk geval dat die data vrijwel de gehele aarde omspannen. Alleen de gebieden direct rond Noord- en Zuidpool worden niet gedekt. Verder maakt het een satelliet niet uit of de metingen plaatsvinden boven oceaan (70% van het aardoppervlak) of het land.
Fig.1 Bron: NASA
Ik maak gebruik van de data van de AIRS, de Atmospheric InfraRed Sounder aan boord van NASA’s Aqua satelliet die in het voorjaar van 2002 de lucht in ging. Een van de meetinstrumenten meet de langgolvige straling, op basis waarvan de temperatuur op verschillende hoogten berekend kan worden. Ik maak gebruik van de oppervlaktetemperaturen, op basis waarvan NASA een model heeft ontwikkeld om geïnteresseerden de gelegenheid te bieden zelf temperatuurkaartjes van de aarde te maken:
Fig.2 Bron: NASA
Figuur 2 laat zien welke keuzes ik heb gemaakt. De temperaturen zijn anomalieën, de afwijkingen ten opzichte van een standaard periode. In dit geval de oppervlaktetemperatuur op aarde in 1×1 graden cellen voor januari 2023, ten opzichte van de gemiddelde januaritemperatuur van de tien voorafgaande jaren. Dat ziet er zo uit:
Fig.3 Bron: NASA
Bedenk dat de kaart gebaseerd is op de Robinsonprojectie, waardoor de gebieden richting Noord- en Zuidpool te groot worden weergegeven ten opzichte van de tropen. Zo is in figuur 3 Antarctica groter getekend dan Zuid-Amerika, terwijl in werkelijkheid Zuid-Amerika een ongeveer 25% grotere oppervlakte heeft.
Opvallend is de sterke afwisseling van januari anomalieën rond de Noordpool (figuur 3) die kenmerkend is voor een onstabiele polaire vortex (figuur 4 rechts). De polaire vortex is een lagedrukgebied van wervelende koude lucht boven de polen. In de winter breidt de polaire vortex op de Noordpool zich uit, waardoor koude lucht naar het zuiden wordt gedrukt.
Fig. 4 Bron: NOAA
Wanneer de polaire vortex stabiel is (links in figuur 4) houdt het de straalstroom in een cirkelvormige baan rond de aarde. Die polaire straalstroom is een band van hoge windsnelheid die een belangrijke rol speelt in de scheiding tussen koudere lucht in het noorden en warmere lucht in het zuiden. Maar wanneer de vortex verzwakt heeft de straalstroom onvoldoende kracht om zijn gebruikelijke koers aan te houden. Hij gaat dan golven. Daardoor breekt koude lucht richting zuiden en warme lucht krijgt de kans om ver richting Noordpool te stromen.
Naast het kaartje van januari 2023 (figuur 3) heb ik ook van de overige 11 maanden van 2023 een kaartje gemaakt, en van die 12 kaartjes een animatie:
Fig.4 Bron: NASA
Goed te zien is dat in de wintermaanden op het NH de ruimtelijke afwisseling van relatieve warmte en koude het opvallendste is rond de Noordpool, terwijl tijdens de winter op het ZH die afwisseling zich vooral rond Antarctica voordoet.
Fig.5 Bron: NASA
Bovenstaande animatie toont over een periode van 10 dagen in januari 2019 arctische lucht die vanaf de Noordpool naar het zuiden uitbreekt over Noord-Amerika. Het is makkelijk voor te stellen dat als er in Canada en USA een uitbraak is van Arctische lucht, wij in West-Europa ons juist vaak in relatief zachte lucht bevinden. Een dergelijke situatie kan lang stand houden maar ook plotseling omslaan. Dan verplaatsen de fingers of cold and warm air zich naar het oosten of worden korter.
Maar het allerbelangrijkste voor de ontwikkeling van de globale temperatuur in 2023 zijn niet die sterke temperatuurveranderingen in de subpolaire gebieden maar wat er rond de evenaar in de Grote Oceaan plaatsvindt. De animatie van figuur 4 laat zien dat vanaf maart 2023 voor de kust van Peru de oppervlaktetemperatuur van het oceaanwater alsmaar toeneemt: er ontwikkelt zich een sterke El Niño. Hier is een korte uitleg van het verschijnsel:
Fig.6 Bron: Keith Meldahl
El Niño heeft grote effecten op het weer, niet alleen in de omgeving van het verschijnsel maar ook op andere delen van de wereld. De globale temperatuur wordt er sterk door beïnvloed. Maar hoe sterk? Laten we eerst eens kijken naar de huidige situatie in de tropische Pacific:
Fig.7 Bron: NOAA
Figuur 7 toont de Sea Surface Temperature (anomalie) in de ENSO regio van 7 jan-3 feb 2024. Ik wil nu de SST in de ENSO regio vergelijken met de global temperature op basis van satellietmetingen sinds 1979.
Voor de SST data gebruik ik de ONI data (Oceanic Nino Index), de 3-maands voortschrijdend gemiddelde van ERSST.v5 SST-anomalieën in de Nino 3.4-regio (5N-5S, 120-170W)]. De opwarmende trend in het signaal wordt verwijderd, gebaseerd op gecentreerde basisperioden van 30 jaar. Dat ziet er zo uit:
Fig.8 Data: NOAA
Voor de temperatuur gebruik ik de maandelijkse satellietdata van UAH V6 van de onderste troposfeer sinds 1979. Om die temperatuurdata van de onderste luchtlagen te kunnen vergelijken met de ONI data heb ik de UAH data gedetrended, ik heb de trend van 0,15 °C/decade verwijderd. Het resultaat ziet er zo uit:
Fig.9 Data: UAH
Om beide signalen uit figuur 8 en figuur 9 visueel beter te kunnen vergelijken heb ik wat ruis verwijderd door een loess smoothing toe te passen over 12 maanden:
Fig.10 Data: NOAA en UAH
De correlatie is onmiskenbaar: super El Niños sturen de globale temperatuur -met een kleine time lag- zeer sterk. Let op dat uiterst rechts de blauwe lijn haast wegvalt achter de bruine lijn. Een en ander betekent dat de opvallend hoge temperaturen van het jaar 2023 voor een flink deel bepaald werden door het ontstaan van een super El Niño in het centrale deel van de Grote Oceaan. Maar dat betekent ook dat we het verloop van de globale temperatuur in 2024 ook goed kunnen voorspellen door te kijken wat El Nino gaat doen:
Fig.11 Bron: NOAA
Alle modellen voorzien een snelle daling van El Niño 3.4 SST anomalie tot voorbij de zomer, als de SST volgens de meeste modellen overgaat in La Niña, lagere dan normale SST in de Grote Oceaan.
Voor de globale temperatuur betekent dat die begin 2024 nog wel relatief hoog zullen zijn, maar wel scherp dalend. Ik durf te wedden dat de komende paar jaren qua temperatuur onopvallend gaan verlopen. Overigens heb ik tijdens de temperatuurhysterie van de vorige super El Niño (2015/2016), 8 jaar geleden, een gelijkluidend verhaal geschreven als dit verhaal, zie hier. Ook toen werd de dominante invloed van ENSO in traditionele media grotendeels genegeerd.