Naar aanleiding van de berichten over de ‘sprong’  in de temperatuurreeks van De Bilt tussen 1988 en 1991 werd me gewezen op een publicatie van Van Beelen en Van Delden (UU) uit 2012 over brightening in ons land.

Bron: onbekend

Dimming en Brightening zijn twee gekoppelde begrippen en hebben te maken met de mate waarin je door de onderste troposfeer kan kijken, ‘zicht’  dus. Zicht wordt – afgezien van regen en sneeuwval – vooral bepaald door aerosolen en vochtigheid.  Aerosolen kunnen natuurlijk zijn of afkomstig van menselijke activiteiten. Ongeveer 85% van de aerosolen op aarde komen van nature in de lucht voor  (bijvoorbeeld zout en opwaaiend stof), 15% is antropogeen (vooral verbrandingsprocessen).

Aerosolen verspreiden zonlicht , een proces dat scattering heet, zodat een deel de aarde niet bereikt. Dat proces wordt versterkt als de relatieve luchtvochtigheid boven de 80% komt. Omdat de meeste aerosolen hygroscopisch zijn zwellen ze dan op en wordt hun diameter 4x zo groot, wat de scattering sterk doet toenemen.

Bron: www.physicalgeography.net

Op bovenstaande figuur is te zien wat scattering doet. Het is makkelijk voor te stellen dat vanwege dit effect een deel van het zonlicht de aarde niet zal bereiken. Aerosolen hebben dus vooral een afkoelend effect op de aarde.

Zoals gezegd maken ‘natuurlijke’  aerosolen zoals zout (van zee) en stof ongeveer 85% van de totale  hoeveelheid aerosolen uit. Deze natuurlijke aerosolen vertonen echter geen significante trends, zodat de aandacht uitgaat naar de antropogene aerosolen. De belangrijkste daarvan is atmosferisch zwaveldioxide (SO2), waaruit sulfaataerosolen ontstaan.

De belangrijkste bronnen zijn de industrie en het verkeer. De introductie van aardgas voor energieopwekking en verwarming, rookgasontzwaveling en de inzet van laagzwavelige brandstof heeft geleid tot een forse verlaging van de SO2-emissie in Nederland. De concentraties zijn tegenwoordig zo laag dat directe gezondheidseffecten niet waarneembaar zijn. In de figuur hieronder is die afname van SO2 in de Nederlandse atmosfeer tussen 1976 en 2009 weergegeven:

Bron:  CBS, PBL, Wageningen UR

Andere aerosolen en de gassen waaruit ze ontstaan vertonen vergelijkbare dalingen.

Van Beelen en Van Delden hebben de zichtgegevens van Schiphol en De Bilt gebruikt, die vanaf 1955 (betrouwbaar) beschikbaar zijn. Ze hebben voor beide stations gekeken naar de dagen met een zicht van >19 km, zeer heldere omstandigheden dus. Omdat vochtigheid en zoutgehalte een belangrijke rol spelen in deze kwestie hebben de onderzoekers tevens op basis van de windrichting de luchtsoorten gesplitst in maritiem en continentaal. Dat gebeurde iets grover dan ik dat deed in mijn berichten over de temperatuursprong: alle windrichtingen tussen 90° en 180° zijn continentaal, de rest maritiem. Dit zijn de resultaten:

Bron: Van Beelen en Van Delden

Heel fraai is de toename van het zicht waar te nemen vanaf begin jaren ’80. Vergelijk dat eens met de grafiek van de SO2-concentraties hierboven.

Behalve aerosol-concentraties  en relatieve vochtigheid spelen ook andere factoren ook een rol bij zichtmetingen, zoals windrichting, de stabiliteit van de atmosfeergradiënt. Voor wat betreft relatieve vochtigheid overdag  is met name de daling daarvan op Schiphol sinds begin jaren ’80 opvallend. De onderzoekers wijten dat aan de sterke toename van de bebouwing op de luchthaven, waardoor de verdamping drastisch afnam. De opvallende toename van de temperatuur op Schiphol vergeleken met andere meetstations in ons land geeft een aanwijzing dat de urbanisatie van Schiphol een belangrijke factor is.  In De Bilt is de afname van de relatieve vochtigheid gering. Ook de veranderingen in het windpatroon (continentaal/maritiem) tonen weinig correlatie met de toename van de zichtcijfers behalve op dagen met extreem ver zicht.

 

Bron: Van Beelen en Van Delden

Wat voor effect heeft de afname van de hoeveelheid aerosolen nu gehad op het zonlicht? Dat ziet u in de grafiek hierboven. Hier is de duur van de zonneschijn weergegeven als percentage van de daglengte. Ook hier een duidelijke toename: sinds begin jaren ’80 is  de duur van de zonneschijn met maar liefst 25% toegenomen! Deze trend is in de zomer het grootst: tussen 1985 en 2010 is de gemiddelde hoeveelheid invallende kortgolvige straling in De Bilt met meer dan 15 W/m2 toegenomen, een stijging van 0,6 W/m2/jaar.

Dergelijke ontwikkelingen zijn op veel plaatsen in de wereld waargenomen. Een recente studie naar brightening in Spanje van Sancho-Lorenzo et al (2013) toont vergelijkbare ontwikkelingen:

Bron: Sancho-Lorenzo et al

Ook hier is het effect het grootst in de zomer. In de door de onderzoekers onderzochte periode 1985 – 2010 vertoont de invallend kortgolvige straling een lineaire trend van + 3,9 W/m2/decennium, voor de zomer is dat zelfs +6,5  W/m2/decennium. Vergelijkbare waarden als in De Bilt dus.

Verklaart deze trend van toenemend invallend zonlicht nu de temperatuursprong tussen 1988 en 1991 in ons land, zoals we die zagen in voorgaande berichten? Natuurlijk niet, daarvoor is de toename van het invallend zonlicht te geleidelijk. Maar interessant is het om eens naar de zomermaanden te kijken , waarin het verschijnsel brightening het grootst is.  Zomermaanden zijn juni, juli, augustus, Van Beelen en Van Delden rekenen mei er ook toe. Dit zijn de grafieken van die zomermaanden inclusief mei, zoals ook al getoond in het bericht van 20 mei j.l.:

 

 

 

Bron: KNMI

Duidelijk is te zien dat in de zomermaanden de trend van de temperatuurstijging vanaf 1985 een geleidelijke is, net zoals bij de toename van de hoeveelheid inkomende kortgolvige straling. Een volgende keer meer over dit onderwerp.