Fig.1   Bron: Telegraaf

“Regenrecord blijft maar gebroken worden” schreeuwt de kop in de Telegraaf van vandaag. De krant maakt gebruik van berichtgeving van WeerOnline, dat de periode oktober 2023 t/m september 2024 bekijkt. Nu was het maandenlang erg nat en was mijn keldervloer vanaf december 2023 tot mei 2024 bedekt met een laagje water. Maar ik ben allergisch voor zogenaamde ‘weerrecords’, en ook bij deze ben ik op mijn hoede. Even in de cijfers duiken.

Fig.2   Data: KNMI

Figuur 2 toont voor De Bilt de neerslag per etmaal vanaf 1951. Een dag met meer dan 50mm neerslag noemen we een dag met zware neerslag. We tellen daarvan tot 1970 drie van zulke dagen en de afgelopen 20 jaren vier dagen met zware neerslag. De laatste viel op 10 september 2024. Daar werd in De Bilt 53,3 mm afgetapt. Op neerslagstation Deurne werd op diezelfde dag 2,4 mm gemeten. Een mooi voorbeeld van het feit dat het ‘vangen’ van zware buien deels toeval is.

WeerOnline en dus ook de krant keken naar de neerslagsom van de afgelopen 12 maanden en constateerden dat er weer een record gebroken was. Nu is het rekenen met maanden (en jaren) een beetje raar, want het eind van de ene maand en dus het begin van de volgende is weerkundig gezien toeval. Beter is het te rekenen met voortschrijdende gemiddelden en sommen.

Fig.3   Data: KNMI

Figuur 3 geeft de voortschrijdende neerslagsom weer over een periode van 12 maanden. De grafiek toont dat er in die periode twee toppen zijn. De eerste piekt op 1 september 1998 met een som over 12 maanden van 1347,3 mm. De tweede top is recent, die ligt op 18 maart 2024 met een neerslagsom van 1649,6 mm. Als we de data vanaf 1990 bekijken is het nog iets duidelijker te zien:

Fig.4   Data: KNMI

Maar wat gebeurt er als we de voortschrijdende som niet over 12 maanden maar over 6 maanden bekijken?

Fig.5   Data: KNMI

Hier zien we dat we de neerslagtop aan het einde van de grafiek gepasseerd zijn, de lijn duikt van 800mm tot onder 600mm. De ligging van beide toppen verschuift ook enigszins in de tijd. De eerste top ligt nu 20 augustus 1998, de laatste topt op 10 januari 2024. En bij deze 6 maands voortschrijdende som blijkt die van 1998 iets hoger te liggen dan die van 2024. Hoera, we hebben een nieuwe winnaar !

Een en ander maakt weer eens duidelijk dat de wijze waarop je met cijfers omgaat de uitkomst mede bepaalt. Ik denk dat het beter zou zijn als we wat meer gebruik maken van voortschrijdende gemiddelde en sommen in plaats van maandcijfers. Maar dat zal niet gebeuren vrees ik. Mensen denken in maanden, seizoenen en jaren en het is reuze makkelijk om die met elkaar te vergelijken.

Die krantenkop van de Telegraaf is onzin. Dat het regenrecord ‘maar verbroken blijft worden’  is niet omdat het de afgelopen maanden alsmaar bleef regenen (dat is zeker onwaar), maar is de uitkomst van de manier waarop men met cijfers omgaat. Dat “ook oktober gaat kletsnat van start” slaat als een tang op een varken en komt bij een voortschrijdende som niet meer voor. Maar het bekt allemaal wel lekker.

Inleiding

Het is al enkele decennia mogelijk om met behulp van satellieten de energiestraling die de aarde binnenkomt en verlaat nauwkeurig te meten. Dat gebeurt sinds maart 2000 in het CERES programma, ik heb daar al vaker over geschreven.

Fig.1   Bron: CERES

Die CERES data zijn in twee groepen te verdelen: de directe metingen aan de top van de atmosfeer (TOA) en de afgeleide data aan het aardoppervlak. Ik beperk me hier tot de eerste groep, waarvan de data mijns inziens betrouwbaar zijn. Dat betreft het bovenste deel van de energiebalans van figuur 1, de TOA. Dat deel bestaat uit SWin (binnenvallend zonlicht), SWout (uitgaand gereflecteerd zonlicht) en LWout (uitgaand langgolvige straling, warmtestraling).

SWin -SWout is dat deel van SWin dat daadwerkelijk door het aardse systeem wordt geabsorbeerd en wordt ook wel netto SWin genoemd. Het aardse systeem is hier de aarde en het stuk tussen aardoppervlak en TOA, de dampkring. Van de aarde doet in de energiebalans alleen dat deel mee dat daadwerkelijk onderdeel is van die energiebalans, dus de oceaanbekkens (gemiddeld ongeveer 4 km diep) en de continenten (tot een diepte van 1 a 2 meter). Uitwisseling van energie vanuit de diepere aarde wordt geschat op < 0,5 W/m2 en wordt hier gemakshalve genegeerd.

Fig.2   Bron: TUDelft

De zon straalt kortgolvige straling uit, de aarde absorbeert die energie en wordt daardoor warm. Op zijn beurt straalt de aarde daardoor energie naar buiten uit. Omdat de temperatuur van de aarde veel lager is dan de buitenzijde van de zon straalt de aarde energie uit in de vorm van langgolvige straling, warmtestraling. Voor de hoeveelheid energie die de aarde ontvangt en zelf uitstraalt maakt dat niets uit: de aarde ontvangt op langere termijn net zoveel energie als hij uitstraalt: ‘What comes in must go out’, de populaire vertaling van de Eerste Wet van de Thermodynamica.

Inkomende kortgolvige straling

In figuur 1 is te zien dat de inkomende zonnestraling (Incoming Solar Radiation) 340 W/m2 is. De cijfers in de figuur geven de gemiddelde waarden aan voor de periode juli 2005 t/m juni 2015. Van die inkomende zonne-energie wordt echter 99 W/m2 gereflecteerd zodat er nog 241 W/m2 overblijft om het aardse systeem (land, oceaan, atmosfeer) te verwarmen. De uitgaande langgolvige straling is volgens de figuur 240 W/m2, zodat er sprake is van een lichte onbalans. Volgens figuur 1 is die onbalans ongeveer 0,71 W/m2 voor de periode juli 2005 t/m juni 2015. In de figuur is de energie die binnenkomt aangegeven met een + en wat eruit gaat met een – teken. Er werd dus in de gegeven periode iets meer energie geabsorbeerd dan uitgestraald.

Fig.3   Data: CERES

In figuur 3 zijn de net SWin (zonlicht) en LWout (warmtestraling) aan de TOA weergegeven van  juni 2000 t/m mei 2024. De lineaire trendlijnen van zowel netSWin als LWout stijgen, en het verschil tussen beide trendlijnen wordt in de loop van deze periode wat groter. Nu is het niet vreemd dat er een verschil is tussen inkomende en uitgaande straling (later hierover meer), maar de toename van het verschil is opvallend en koren op de klimaat-alarmistische molen (want een bewijs van klimaatverandering door de mens).

Om te zien wat er aan de hand is moeten we wat dieper in de CERES data duiken.

Fig.4   Data: CERES

Figuur 4 geeft het verloop van de aan de TOA inkomende kortgolvige straling weer van juni 2000 t/m mei 2024. Eigenlijk beginnen de data al in maart 2000, maar omdat er seizoenschommelingen zijn en ik graag een lineaire trend wil berekenen kort ik de totale periode iets in om  een meervoud van 12 maanden te verkrijgen.

Het eerste dat opvalt is dat de SWin niet ‘netjes’ 340 W/m2 is maar een jaarlijkse schommeling toont van minder dan 330 W/m2 tot meer dan 350 W/m2. Dat is des te opvallender omdat de uitstraling van de zon tamelijk lineair is:

Fig.5   Data: De Witte et al 2022

Figuur 5 toont de Total Solar Irradiance (TSI) op een denkbeeldig oppervlak van 1x1m op een constante gemiddelde afstand zon-aarde. Te zien in de grafiek is de 11-jarige cyclus van Schabe; de verschillen zijn gemiddeld klein en schommelen in de aangegeven periode rond de 1363 W/m2 .  De jaarlijkse verschillen die figuur 4 laat zien zijn echter groter dan 10 W/m2 (rond een gemiddelde van 340 W/m2) en zijn het gevolg van de excentriciteit van de baan van de aarde rond de zon. De hoogste waarden van SWin worden bereikt rond januari, als de afstand tot de zon het kleinst is. Door het bolvormig oppervlak van de aarde en de draaiing van de aarde rond zijn as is de SWin gemiddeld TSI/4.

Fig.6   Data: CERES

Figuur 6 toont de gemeten gereflecteerde SWout. Dat zijn reflecties van wolken, aerosolen, atmosfeer, en aardoppervlak. De gemiddelde waarde van SWout in de gemeten periode is 98,94 W/m2. Opvallend is de daling van deze SWout in de weergegeven periode. Een daling van de SWout betekent dat er meer zonlicht overblijft om de aarde te verwarmen.

Fig.7   Data: CERES

Bovenstaande grafiek toont de netto SWin, dat is de SWin minus dat deel dat gereflecteerd wordt. De lineaire trend laat zien dat de hoeveelheid zonne-energie die de aarde tussen juni 2000 en mei 2024 verwarmt  met maar liefst 2,24 W/m2 gestegen is! Dat is ruim 2x de geschatte toename van de forcing door gestegen CO2 sinds 1979 (NOAA)!

Ik was benieuwd of bovenstaande vooral het gevolg is van een afnemende bewolking voor de aarde als geheel, zoals ik al in Nederland en Europa had gezien in de metingen (zie hier). Daar kunnen we achter komen met de CERES data. DE CERES satellieten die de straling aan de TOA meten houden namelijk ook bij of er sprake is van zogenaamde clear sky condities.

Als deze wolkenvrije omstandigheden worden beschouwd als de atmosfeer bij afwezigheid van wolken, dan is het verschil  tussen het wolkenvrije stralingsbudget (clear sky)en het gemiddelde van álle gemeten dagen (net SWin) het effect van wolken op het stralingsbudget. Dit cloud radiative effect (CRE) van de kortgolvige straling is het verschil tussen de uitgaande straling (SWout) aan de bovenkant van de atmosfeer en wat de netto straling zou zijn als de wolken zouden worden verwijderd uit de atmosfeer (SWout clear) en al het andere ongewijzigd zou blijven. Ik heb het berekend en het ziet er zo uit:

Fig.8   Data: CERES

Figuur 8 toont het CRE aan de kortgolvige zijde van de energiebalans. Het gemiddelde effect van wolken op de kortgolvige straling in de genoemde periode is 45,63 W/m2, de daling over de gehele periode is 1,04 W/m2. Bedenk dat een afname van het kortgolvige CRE (=minder wolken) een toename betekent van de hoeveelheid door het aardse systeem geabsorbeerde zonne-energie.

De reflectiewaarde van het aardoppervlak is opvallend constant met ~23 W/m2. Nu we weten dat het wolkeffect op de net SWin ~46 W/m2 groot is (SWout bij figuur 6) kunnen we berekenen hoe groot de reflectiewaarde is van aerosolen en atmosfeer (zonder wolken). Dat is 99 (SWout) – 46 (CRE kortgolvig) – 23 (aarde) = 30 W/m2. In figuur 1 wordt dat weergegeven als ‘Reflected by Atmosphere’. Wolken zijn dus aan de kortgolvige zijde van de energiebalans de belangrijkste reflector.

Uitgaande langgolvige straling

Fig.9   Data: CERES

Figuur 9 toont de uitgaande langgolvige straling aan TOA. Figuur 7 toonde de net SWin, het deel van het zonlicht dat geabsorbeerd wordt en daadwerkelijk de aarde verwarmt. Doordat de aarde opwarmt gaat hij ook straling uitzenden, langgolvige of IR (infrarode) straling. De gemiddelde temperatuur van de aarde wordt bepaald door absorptie van de  inkomende kortgolvige straling. Die temperatuur bepaalt op zijn beurt de intensiteit van de uitgaande langgolvige straling (LWout). Het verband tussen temperatuur en straling wordt gegeven door de Wet van Stefan-Boltzmann:

waarbij M de uitgestraalde energie is in W/m2, Ɛ de emissiviteit van de bron (aarde ~1),  ơ de Stefan-Boltzmann constante is  (5,670373·10^-8 ) en  T⁴ de temperatuur tot de macht 4 in K.

Figuur 9 toont de LWout met seizoenschommelingen. De gemiddelde LWout is ongeveer 240 W/m2 (zie ook figuur 1). Met behulp van bovenstaande Wet van Stefan-Boltzmann kunnen we berekenen dat de temperatuur van de aarde ongeveer -18 °C is. Met ‘aarde’  bedoelen we hier het aardoppervlak plus atmosfeer. Dat we aan het aardoppervlak veel hogere temperaturen meten (gemiddeld 15 °C) komt door het broeikaseffect van wolken en broeikasgassen, waarvan waterdamp verreweg de belangrijkste is. Die hogere broeikastemperaturen aan het aardoppervlak worden hoger in de atmosfeer ‘gecompenseerd’ door zeer lage temperaturen  op de grens van troposfeer en stratosfeer (10-15 km hoogte).

Het is al genoemd: wolken gedragen zich als broeikasgassen, ze absorberen LW straling en zenden dat in alle richtingen uit, ook richting aarde. Om de grootte van het effect van wolken op de LWout te berekenen doen we hetzelfde als bij SWin. We maken weer gebruik van de clear sky data van CERES. Als deze clear sky omstandigheden worden beschouwd als de atmosfeer bij afwezigheid van wolken, dan is het verschil  tussen het wolkenvrije stralingsbudget (clear sky)en het gemiddelde van de metingen over alle dagen (bewolkt en onbewolkt) (LWout) het effect van wolken op het langgolvige stralingsbudget. Dit cloud radiative effect (CRE) van de langgolvige straling is het verschil tussen de uitgaande straling (LWout) aan de bovenkant van de atmosfeer en wat de LW straling zou zijn als de wolken zouden worden verwijderd uit de atmosfeer (LWout clear) en al het andere ongewijzigd zou blijven. Ik heb het berekend en het ziet er zo uit:

Fig.10   Data: CERES

Het gemiddelde effect van wolken op de langgolvige straling in de genoemde periode is 27,81 W/m2, de daling over de gehele periode is 0,89 W/m2. Een afname van het langgolvige CRE (=minder wolken) betekent een toename van de hoeveelheid door het aardse systeem uitgezonden langgolvige straling. Dat dat klopt is te zien aan de licht stijgende lineaire trendlijn in figuur 9. Er is sprake van een toename met 0,59 W/m2 gedurende de gehele periode van 2000-2024.

Balans uit evenwicht

Fig.11   Data: CERES

We zagen al dat in figuur 3 in de periode 2000-2024 de trend van de net SWin hoger ligt dan die van LWout, en dat netSWin sneller toeneemt dan LWout. Om het wat zichtbaarder te maken is in figuur 11 gebruik gemaakt van 13-maands voortschrijdende gemiddelden. Van een perfecte balans van 1 op 1 is geen sprake, maar dat is niet vreemd.

Zowel de netSWin als de LWout doorlopen hun weg door de atmosfeer vrijwel zonder vertraging.  Dat wordt anders zodra de kortgolvige straling het aardoppervlak raakt.

Fig.12   Bron: Bertrand et al 2015

Figuur 12  toont het verloop van de bodemtemperatuur op verschillende diepten gedurende 2 etmalen op het KMI station Humain. Op 0 cm diepte verloopt de temperatuur overdag vrijwel gelijk aan de instraling. Naarmate de diepte toeneemt neemt de maximum temperatuur af, en tegelijk zie je de top naar rechts verschuiven. Op 20 cm diepte ligt de top rond 21:30 uur, 9 uur later dan het moment van maximum instraling. Op diepte van 100 cm lijkt er geen invloed meer van opwarming, maar dat is schijn:

Fig.13   Data: KNMI

Figuur 13 laat het verloop van de bodemtemperatuur op een diepte van 100cm in De Bilt (2010) zien. Door nu het verloop gedurende een jaar te bekijken is duidelijk dat de bodemtemperatuur op 100cm diepte een jaarlijkse cyclus kent. De vertraging ten opzichte van de instraling is hier opgelopen tot ruim een maand.

Als we even afzien van transport door grondwater, dan ontsnapt de in de bodem opgeslagen warmte vroeg (0 cm) of laat (100cm) aan het oppervlak. De bodem buffert dus energie en vertraagt daardoor de werking van de energiebalans van de aarde. Dat geldt in versterkte mate voor oceanen, waar vanwege de fysische eigenschappen van water het bufferend vermogen veel groter is dan van de bodem. Dat heeft niet alleen te maken met de diepte waarop warmte wordt opgeslagen, maar ook met de aanwezigheid van zeestromen, die soms een cycliciteit hebben van eeuwen. Bedenk ook dat oceanen 71 % van het aardoppervlak uitmaken. Het overschot aan inkomende energie wordt voor het overgrote deel opgeslagen in de oceanen die die energie bufferen van enkele milliseconden tot vele eeuwen.

Als je je dit allemaal realiseert is het een wonder dat de energiebalans aan TOA vrijwel sluitend is. Over de hele periode juni 2000 t/m mei 2024 is het verschil tussen netSWin en LWout minder dan 1 W/m2.

Om een en ander overzichtelijk te maken in de stralingsbalans vergelijk ik tot slot de eerste 60 maanden van de periode juni 2000 t/m mei 2024 met de laatste 60 maande en plaats de energetische gegevens in een tabel:

Fig.14   Data: CERES

In de tabel neemt de netSWin toe met ~1,5 W/m2. Dat is niet alleen het gevolg van minder wolken maar ook van het feit dat de netSWin in clear sky ook toegenomen is met ~0,5 W/m2. De albedo van wolken is afgenomen van 14,4% tot 13,9%, die van clear sky is nagenoeg gelijk gebleven. De totale albedo van de planeet is in de periode gedaald van 29,3% naar 28,8%.

Fig.15   Data: CERES

Tot slot laten de CERES data zien dat  de wolken bedekkingsgraad vanaf juni 2000 afgenomen is. Die afname is niet spectaculair maar speelt wel een rol in de stralingsbalans.

Lage, dikke wolken reflecteren grotendeels zonnestraling en koelen het aardoppervlak af. Hoge, dunne wolken zoals cirrus zijn grotendeels transparant voor kortgolvige straling.  Tegelijk zijn ze beter in het absorberen van langgolvige straling en spelen dus een rol in de opwarming van de aarde. Hoge convectieve wolken zoals die veel voorkomen rond de evenaar worden geacht neutraal te zijn. Of een wolk vooral verwarmt of vooral afkoelt hangt af van verschillende factoren, zoals de hoogte van de wolken de grootte en samenstelling van de deeltjes waaruit de wolk bestaat.

Uit de gegevens blijkt allereerst dat de invloed van wolken (CRE) aan de kortgolvige kant bijna 2x zo groot is (~45 W/m2)  als aan de langgolvige kant (~28 W/m2). Daarmee lijkt het debat of wolken al of niet meer afkoelen dan opwarmen wel beslecht.

Conclusie: de hoeveelheid zonne-energie (netSWin) die de aarde tussen juni 2000 en mei 2024 verwarmde is met 2,24 W/m2 gestegen  (figuur 7). Die stijging is vooral het gevolg van een afname van het wolk-effect in deze periode. De output van langgolvige straling (LWout) is in dezelfde periode met 0,59 W/m2 toegenomen (figuur 9 ) als gevolg van extra opwarming door de toegenomen instraling, maar óók door de afname van het wolk-effect aan de langgolvige zijde van de balans. De toename van de energetische onbalans aan TOA is waarschijnlijk het gevolg van buffering van de toegenomen inkomende energie.

Wolken worden meestal niet gezien als een externe forcering, maar als deel van het klimaatsysteem. Hun stralingseffecten maken deel uit van de interne aanpassingen van het klimaat. Daarbij is het o.a. belangrijk hoe wolken van verschillende types het energiebudget en daardoor de temperatuur kunnen beïnvloeden. Maar ook meer kennis van wolkvorming op microniveau zal in de toekomst meer duidelijkheid moeten brengen over de rol van wolken. CO2 speelt in dit verhaal nauwelijks een rol van betekenis.

Het recent verschenen rapport ‘Challenging “Net Zero” with Science’ van William Happer, Richard Lindzen en Gregory Wrightstone is onlangs uitgebracht door CO2Coalition en nu vertaald door Clintel. De Nederlandse titel is ‘Netto Nul met kennis weerlegd’.

Het rapport maakt duidelijk dat het elimineren van fossiele brandstoffen (netto nul) onder andere kan leiden tot wereldwijde hongersnood. De Nederlandstalige versie is hier te downloaden.

Lees en verspreid!

De afgelopen jaren kun je er de klok op gelijk zetten: als er ergens een rivier overstroomt wordt meteen een link gelegd met klimaatverandering. Dat geldt voor Nederland (overstroming Geul in 2021, géén klimaatkwestie) maar nog vaker voor bijvoorbeeld Duitsland. Dat laatste heeft onder andere te maken met het feit dat de meeste rivieren in Duitsland bergrivieren zijn, dat wil zeggen dalvormend. Dat laatste geldt overigens ook voor de Geul in Zuid-Limburg, dat is ook een bergrivier.  Als het dal smal is en de neerslag groot kan het water in bergrivieren snel stijgen. Dat kan grote problemen veroorzaken, ook al omdat veel dorpen en steden in dalen liggen.

Fig.1   Bron: Umweltbundesamt 2004

Figuur 1 toont de belangrijkste stroomgebieden van rivieren in Duitsland. Een stroomgebied is een gebied dat afwatert op één rivier. Vanwege de gevaren voor overstromingen worden de rivieren in Duitsland permanent gemonitord. En van die data worden vanaf 1961 mooie grafieken gemaakt, die dan weer in rapporten worden afgedrukt. Een van die rapporten is het Monitoringbericht 2023 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel  t.b.v de Bondsregering.

Fig.2   Bron: Monitoringbericht 2023

De grafiek van figuur 2 toont het aantal hoogwaterdagen per stroomgebied per jaar. Boven de streep betreft het hoogwaterdagen in het winterhalfjaar (november t/m april), beneden de streep het zomerhalfjaar (mei t/m oktober).

Voor de indicator ’Hochwassertage Flussgebietes’ werden de overstromingsdagen op 75 meetstations verdeeld over de 5 grote stroomgebieden in Duitsland geanalyseerd. Overstromingsdagen zijn dagen waarop de gemiddelde dagafvoer hoger is dan de gemiddelde overstromingsafvoer bepaald voor het betreffende meetstation en locatie van de referentieperiode 1961-1990.

Wat opvalt is dat het aantal hoogwaterdagen in de loop van de tijd niet is toegenomen, zelfs wat afgenomen.

Fig.3   Bron: Monitoringbericht 2023

Op basis van de indicator voor overstromingsdagen kunnen echter geen uitspraken worden gedaan over de ernst van overstromingen. Daarom is ook gekeken naar de piekafvoeren. De gekleurde staven tonen het percentage meetstations (linker as) dat op basis van de piekafvoer (daggemiddelde waarde) in het hydrologische winter/zomerhalfjaar kan worden ingedeeld in onderstaande categorieën  1, 2 of 3. Daartoe wordt de afvoer vergeleken met de langjarig gemiddelde hoogwaterafvoer (MHQ). De categorieën zijn als volgt gedefinieerd:

1: De piekafvoer is 1,5 tot <2 keer hoger dan de MHQ winter/zomer1961-1990
2: De piekafvoer is 2 tot <2,5 keer hoger dan de MHQ winter/zomer1961-1990
3: De piekafvoer is tot >=2,5  keer hoger dan de MHQ winter/zomer1961-1990

Een piekafvoer in categorie 1 in het winterhalfjaar komt overeen met een terugkeerperiode van vijf tot 20 jaar. Een piekafvoer van categorie 2 komt overeen met een afvoer die (volgens eerdere waarnemingen) eens in de 20 jaar tot eens in de 50 jaar voorkomt. Als een hoogwaterafvoer als categorie 3 wordt gecategoriseerd, kan op basis van de waarnemingen tot nu toe worden aangenomen dat een dergelijke afvoer minder vaak voorkomt dan eens in de 50 jaar. De kleine grijze streepjes tonen de maximale piekafvoer per jaar gemeten (in aantal maal MHQ, rechter as).

Uit de grafiek blijkt dat de meer extreme overstromingen meestal in de zomermaanden optreden. Statistisch significante trends ontbreken ook hier, met uitzondering van een afname van het aandeel meetpunten in de categorie gemiddeld hoogwater in het zomerhalfjaar.

Conclusie: de data tonen dat vanaf 1961 er geen sprake is van een toename van hoog water in de Duitse rivieren, maar zelfs hier en daar van een lichte afname. Wat maar weer eens aantoont dat je beter niet op je gevoel kunt afgaan in dit soort zaken: meten is weten.

Fig.1   Bron: Johns et al 2023

De afgelopen maanden was er sprake van een spervuur van berichten over het mogelijk stilvallen van de AMOC. De AMOC, Atlantic Meridional Overturning Circulation, is een systeem van oceaanstromingen dat water in de Atlantische Oceaan laat circuleren en onder andere warm water naar Europa brengt. Bovenstaande figuur is afkomstig van een recente publicatie over de AMOC en geeft (een deel van) de AMOC weer. Warmte wordt vanuit de Golf van Mexico via de Gulf Stream richting Europa getransporteerd, en zakt voor de oostkust van Groenland als gevolg van temperatuur- en zoutverschillen naar de diepte.

Op 21 juni 2024 kopte de Volkskrant: “De golfstroom die warmte brengt, dreigt stil te vallen: ‘Dit is heel griezelig’”. Het artikel van Maarten Keulemans was gebaseerd op een publicatie van Stefan Rahmstorf, een gekende klimaatalarmist uit Duitsland. Bangmakerij, concludeerde ik in een artikel dat ik een paar dagen later op deze website schreef.

Fig.2   Bron: KNMI

Maar het KNMI kan er ook wat van. Figuur 2 is afkomstig van de KNMI website en gaat over het mogelijk instorten van de AMOC. Het KNMI baseert zich op een tweetal publicaties, een Deense en een Utrechtse. Het KNMI stelt:  “Er zijn signalen dat oceaancirculatie een kantelpunt nadert.” En: “(De) oceaancirculatie is al vaker gekanteld. Als de oceaancirculatie kantelt, is het effect op het klimaat groot.” De argeloze lezer kan na deze beweringen niet anders concluderen dan dat het einde der tijden nabij is.

Fig.3   Bron: KNMI

Gelukkig zijn bovenstaande visies vooral gebaseerd op uitkomsten van modellen die nauwelijks worden ondersteund door observaties. In het artikel van 28 juni j.l. laat ik aan de hand van meetgegevens zien dat er met de AMOC eigenlijk niets aan de hand is (figuur 3). Het grappige is dat de grafiek van figuur 3 afkomstig is van de ClimateExplorer van het KNMI zelf, dus de auteurs van het KNMI-artikel zouden beter moeten weten.

Figuur 4   Bron: Volkov et al 2024

Dat geldt nu nog sterker sinds de recente publicatie van een opzienbarende paper in Nature op 5 september 2024. Die publicatie is van de hand van Volkov et al en getiteld “Florida Current transport observations reveal four decades of steady state”.

Een belangrijke AMOC-component, de Florida Current (FC), wordt bijna continu sinds 1982 gemeten met onderzeese communicatiekabels tussen Florida en de Bahama’s op 27°NB. Een afname van de FC sterkte zou kunnen wijzen op een verzwakking van de AMOC.

Fig.5   Bron: NOAA

De stroming van de Florida Current wordt hoofdzakelijk op twee manieren verzameld: door het spanningsverschil over de Strait of Florida te meten met behulp van die onderzeese telefoonkabels, en via kleine dropsondes vanaf onderzoeksvaartuigen (figuur 5). Over de communicatiekabels wordt een kleine spanning gezet. De stroom door de kabel is een proxy voor de hoeveelheid water die door de Strait stroomt.

De kabelmetingen leveren sinds 1982 dagelijkse meetgegevens op. De dropsondes bieden zowel kalibratie-informatie voor de transportschattingen van de onderzeese kabel als waarnemingen van veranderingen in de watereigenschappen binnen de Florida Current in de loop van de tijd.

Fig.6   Bron: Volkov et al 2024

De grafiek van figuur 6 toon de resultaten van de kabelmetingen. Te zien is dat de metingen onderbrekingen laten zien. Enkele relatief grote hiaten  ontstonden door operationele problemen en instrumentstoringen. De langste onderbreking van 17 maanden vond plaats tussen oktober 1998 en juni 2000, toen de financiering van het project tijdelijk wegviel. Behalve deze onderbrekingen was er ook sprake van regelmatige veranderingen in de verwerking van de ruwe meetdata en correctie van die data.

Eigenlijk is er daardoor sprake van twee afzonderlijke kabeltijdperken (1982-1998 en 2000-2023), wat in figuur 6 te zien is aan de verschillen in trend tussen het eerste en laatste deel. Een van de belangrijkste oorzaken van die trendverschillen was dat voor de langzame veranderingen in het aardmagnetisch veld (EMF) in het eerste deel wél en in het tweede deel niet werd gecorrigeerd.

De onderzoekers ontdekten dat de waargenomen afname in spanningen over de periode 2000-2023 bijna volledig wordt verklaard door de seculaire verandering in de lokale EMF. Omdat het voor de kwaliteit van de meetgegevens cruciaal is om te corrigeren voor seculaire EMF-veranderingen corrigeerden de onderzoekers het databestand van 2000-2023. Daardoor veranderde de lineaire trend fors.

Fig.7   Bron: Volkov et al 2024

De grafiek van figuur 7 toont de tijdreeks van het dagelijkse Florida Current (FC) volumetransport van de periode 2000-2023: blauw niet gecorrigeerd voor de verandering in de EMF en rood wel gecorrigeerd voor de verandering in de EMF met de lineaire trendlijnen.

Volkov et al: “The updated trend estimate for the 1982–2023 period is −0.1 ± 0.2 Sv per decade, which is not statistically different from zero and 3–4 times smaller than it was thought previously before accounting for the EMF change. This result impacts the recently made assertion of the robust weakening of the FC. Rather, it appears that the FC has remained remarkably stable over the 40 years of nearly continuous observations. “

De onderzoekers stellen daarom dat de veranderingen in de FC-kabeltransportdata een herziening noodzakelijk maken van de AMOC data op 26,5°NB sinds 2004.

Alweer een klimaatballonnetje doorgeprikt.

Bron: Copernicus

Fig.1      Bron: Volkskrant

Opmerkelijk artikel vanmorgen in de Volkskrant, van de hand van (nota bene) Maarten Keulemans. De kop hierboven zal menig klimaatalarmist rauw op het bord gevallen zijn denk ik. Even wat uitleg:

De huidige zeespiegelstijging is de uitkomst van een optelsom van processen, te weten smeltwater van gletsjers en van de landijskappen van Groenland en Antarctica, afwatering van grond- en oppervlaktewater, uitzetten van oceaanwater (sterodynamic sea level) en verticale bodembeweging op het land.

De projecties van de zeespiegelstijging voor de komende decennia zoals die door de IPCC rapporten worden gegeven zijn gebaseerd op het doorrekenen van elk van de bovengenoemde processen in de toekomst. Die ‘budgetten’ worden dan opgeteld en bepalen de zeespiegelprojecties. Die budgetten moeten dus in orde zijn.

Fig.2      Bron: IPCC AR6

In de grafiek van figuur 2 zijn de zeespiegelprojecties van het laatste IPCC rapport weergegeven, gekoppeld aan een aantal SSP (Shared Socioeconomic Pathways) scenario’s. Om te begrijpen hoe CO2 emissies zich zouden kunnen ontwikkelen is het belangrijk in te schatten hoe de wereld zou kunnen veranderen vanuit sociaaleconomisch en technologisch perspectief. Wetenschappers gaan er momenteel van uit dat het laagste (SSP1-1.9) en het hoogste (SSP5-8.5) scenario onrealistisch zijn. Helaas zijn er nog veel onderzoekers die werken met dat hoogste, onrealistische scenario.

Het IPCC gaat er van uit dat de opwarming van de aarde de afgelopen decennia grotendeels het gevolg is van menselijke activiteiten (vooral uitstoot van CO2). In de Summary for Policymakers van het AR6 rapport staat: “It is very likely that well-mixed GHGs were the main driver of tropospheric warming since 1979”.

In het budget ‘Antarctica’ speelt de zogenaamde MICI (marine ice cliff instability)  een belangrijke rol. Die MICI is een hypothese die voorspelt dat als ijskliffen hoog genoeg zijn ze kunnen instorten. Dat zou dan leiden tot een kettingreactie (verdere terugtrekking van het landijs) en daardoor een aanmerkelijke verhoging van de zeespiegel. De rode streepjes- en stippellijnen in de grafiek van figuur 2 geven de verwachte zeespiegelstijging weer als rekening wordt gehouden met MICI. MICI bepaalt dus voor een aanzienlijk deel de zeehoogteprojecties van het IPCC (en andere organisaties zoals het KNMI zoals we verderop zullen lezen).

Die streepjes- en stippellijnen hebben van het IPCC in de Guidance Note for Lead Authors het label ‘low confidence’  meegekregen. Het IPCC schrijft daarover: “Presentation of findings with “low” and “very low” confidence should be reserved for areas of major concern, and the reasons for their presentation should be carefully explained.” Dat gebeurt echter vaak niet.

Tot nu toe zijn projecties op basis van MICI uitgevoerd met één model dat gebaseerd is op een eenvoudige parameterisatie. In de recente publicatie van Morlighem et al getiteld “The West Antarctic Ice Sheet may not be vulnerable to marine ice cliff instability during the 21st century” wordt aannemelijk gemaakt dat die marine ice cliff instability niet waarschijnlijk is.

Het onderzoeksteam van Morlighem et al heeft een MICI simulatie laten plaatsvinden met niet één maar drie verbeterde modellen. Alle drie modellen laten zien dat de onderzochte gletsjer zich in de 21e eeuw niet verder zou terugtrekken en de ijsklif stabiliseert. Dat scheelt een hoop (voorspeld) smeltwater en dus zeespiegelstijging. De nieuwe onderzoeksresultaten laten dus zien dat marine ice cliff instability  geen factor van betekenis is in  zeespiegelprojecties.

Fig.3      Bron: KNMI

De grafiek van figuur 3 is afkomstig uit het rapport KNMI Klimaatsignaal ’21. Meteen valt op dat het KNMI in deze projectie het zeer onwaarschijnlijke SSP5-8.5 scenario gebruikt. Om het allemaal nog wat erger te maken heeft men in de grafiek ook het effect van marine ice cliff instability  op Antarctica (MICI) meegenomen. Dat zou dan in 2300 een zeespiegelstijging aan onze kust  van bijna 17,5m kunnen veroorzaken!

De mediaanlijnen van die drie scenario’s kunnen slechts tot 2150 worden berekend en dus weergegeven. In de IPCC grafiek van figuur 2 is aangegeven dat die mediaanlijnen het label ‘medium confidence’ krijgen. Alles wat daarna (2150) komt valt in de categorie koffiedik kijken, maar ook voor data tot 2150 zou ik mijn handen niet in het vuur steken. Direct na uitgave van het KNMI rapport werd er van vele kanten al bezwaar gemaakt tegen deze dwaze grafiek. De publicatie van Morlighem et al dwingt mijns inziens het KNMI om op zijn schreden terug te keren. Maar dat doen ze bij het KNMI niet graag.

De reacties op het nieuwe artikel van enkele bevraagde zeespiegeldeskundigen in de Volkskrant zijn zuinigjes. Zo zegt Aimee Slangen van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee: ‘Ik heb altijd al gezegd: 2,5 meter zeespiegelstijging in 2100 is echt overdreven. De laatste jaren was hier steeds meer scepsis over. Maar blijkbaar is het lastig om op zo’n eenmaal vermeld cijfer terug te komen.’ Dat is vreemd, want op een bijeenkomst in Pakhuis De Zwijger in 2021 liet Aimee nog deze grafiek zien:

Fig.4      Bron: video Pakhuis De Zwijger

De streepjeslijn is de “Low-likely, high impact storyline, including ice sheet instability processes, under SSP5-8.5”, dus inclusief de marine ice cliff instability  op Antarctica. Zoals we hiervoor al zagen gaf het IPCC er het label ‘low likely’ aan, met voorgeschreven restricties voor wat betreft presentatie van de data.

Roderik van der Wal houdt de boot een beetje af met de dooddoener: “‘Laten we nu niet doorschieten naar de andere kant, en denken dat er niets aan de hand is’. Marjolijn Haasnoot stelt: “Ook exotische plannen voor de verre toekomst horen daarbij. Als stresstest. Dit nieuwe onderzoek laat in mijn optiek vooral zien: wetenschappers zijn er nog niet uit. Waarschijnlijk hebben we meer tijd om ons aan te passen. Maar het betekent niet ineens iets totaal anders als we in plaats van in 2100, pas in 2150 op 2 meter zeespiegelstijging zitten.”  Dat wetenschappers exotische ideeën  zoals instortende ijskliffen als stresstest willen gebruiken lijkt me prima. Maar kom er dan niet mee naar buiten om de burgers te ‘informeren’, lijkt me.

Tot slot sprak hoogleraar waterbouwkunde Bas Jonkman van de TU Delft wat relativerende woorden: “Het KNMI heeft deze bovengrens toch wel prominent gepresenteerd: let op, hiermee moeten we rekening houden. Het zou goed nieuws zijn als het niet gebeurt. Het lijkt me verstandig eerst beter te kijken tegen welke bandbreedte we eigenlijk aankijken, en voorlopig wat meer in het midden te gaan zitten, zodat je het risico dat je onder- of overinvesteert verkleint. Je hebt het hier toch over dure keuzen, met grote maatschappelijke impact. Als een dijk meters hoger wordt, moet hij ook breder en kom je bij mensen in de achtertuin.” Fijntjes uitgedrukt, maar duidelijk.

Fig.5      Bron: IPCC

Tot slot: in de grafiek van het IPCC is het eerste stuk -in zwart- de historische ontwikkeling van het zeeniveau van 1950 tot een paar jaar na 2000. Die lijn laat een versnelling zien, en die versnelling moet terug te vinden zijn in meetgegevens van de zeespiegel. Ik heb die versnelling tot nu toe niet gevonden, en in de data van de Nederlandse getijdenstations is die versnelling ook afwezig, zoals Voortman (2023) onlangs nog aantoonde. Tijd voor een breed onderzoek ?

Een beetje rare titel misschien, na maandenlang slecht weer in grote delen van Europa. Maar het gaat hier niet om de weersveranderingen van jaar tot jaar maar om klimatologische veranderingen, veranderingen over langere tijd. Over die klimatologische veranderingen in Nederland schreef ik al een aantal malen, de laatste keer hier.

Nederland

Fig.1      Data: KNMI

Mijn conclusie was in dat artikel dat de sterke opwarming in Nederland sinds 1980 voor een aanzienlijk deel te verklaren is uit een sterke toename van de hoeveelheid invallend zonlicht (globale straling Q). Terwijl de jaartemperatuur in De Bilt vanaf 1980 t/m 2023 toenam met maar liefst 1,95 °C, nam de hoeveelheid invallende zonne-energie van 105 W/m2 toe tot een ongelofelijke waarde van 125 W/m2.  Dat is 20,35 W/m2 meer dan aan het begin van deze 44 jarige periode!

Om te begrijpen hoeveel dat is vergelijk ik het met het opwarmingseffect van verdubbeling van CO2. Volgens de gangbare opvatting levert een verdubbeling van CO2 een extra straling (stralingsforcering) op van 3,7 W/m2.

De toename van de  20,35 W/m2 aan globale straling in De Bilt sinds 1980 is dus 5,5x zo groot als de stralingsforcering van verdubbeling van CO2. Helemaal eerlijk is dat echter niet, want van die invallende globale straling aan het aardoppervlak reflecteert een deel (albedo). Ik schat dat de toename van de netto SW in ongeveer 15 W/m2 is, nog altijd 4x zo groot als het extra stralingseffect van 2x CO2 !

Het omrekenen van die stralingsforcering naar opwarming valt niet mee. Die 3,7 W/m2 stralingsforcering van 2x CO2 levert zonder andere veranderingen in het klimaatsysteem een opwarming van ongeveer 1,2 °C. Inclusief de terugkoppelingen in de atmosfeer (feedbacks) schat het IPCC (AR6 rapport) de opwarming bij 2x CO2 van 2,5 °C tot 4 °C. Preciezer kan het niet, teveel onzekerheden. En zelfs over die 2,5 tot 4 graden zijn onderzoekers het niet eens. Aan een schatting van het temperatuureffect van die enorme toename van de instraling in De Bilt waag ik me daarom niet, maar dat een stralingsforcering van netto SW van 15 W/m2 forse invloed zal hebben op de temperatuur in De Bilt lijkt me evident.

De oorzaak van die sterke recente toename van de instraling aan het aardoppervlak is niet dat er meer zonne-energie aan de buitenzijde van de atmosfeer binnenvalt. Die invallende hoeveelheid zonne-energie aan TOA (top of atmosphere) is -op een kleine 11-jarige rimpeling na- tamelijk constant tussen 340 en 340,5 W/m2 (CERES).

De toename aan het aardoppervlak van het invallend zonlicht moet dan ook het gevolg zijn van veranderingen in de omstandigheden tussen TOA en aardoppervlak, bewolking en aerosolen.

Fig.2      Data: KNMI

Ik gebruik in figuur 2 de data van het aantal zonuren (SQ) per jaar als proxy voor bewolkingsgraad. Aan de hand van de lineaire trendlijn is te berekenen dat het aantal zonuren per jaar vanaf 1980 (1401 zonuren) t/m 2023 toeneemt met maar liefst 518 zonuren tot 1919 zonuren. Dat is een toename met 37% ! De correlatiecoëfficiënt tussen SQ en de instraling Q (figuur 2) is zeer hoog: R2=0,88. Dat betekent dat de variabiliteit van Q voor bijna 90% bepaald wordt door SQ. Als je wel eens in de zon zit en er schuift een wolk voor de zon voel je de invloed van bewolking op instraling duidelijk.

Fig.3      Naar Trenberth et al (2009)

Maar straling is niet de enige factor die de temperatuur op een bepaalde plek bepaalt. Figuur 3 is de ‘surface’ zijde van de bekende energiebalans van Trenberth et al. De getallen in de originele figuur zijn gemiddelde energiewaarden in de energiebalans van de gehele aarde. Voor de oppervlakte energiebalans van een willekeurige plaats gelden die uiteraard niet, daarom zijn ze in figuur 3 weggelaten. In plaats daarvan heb ik advectie toegevoegd. Advectie is de aanvoer van warmte of kou van elders. Iedereen die het weer een beetje bijhoudt weet dat vanwege de relatieve ligging van Nederland die advectie van grote betekenis is. Als de wind verandert, of beter gezegd als het brongebied van de binnenstromende luchtmassa verandert, heeft dat vaak grote gevolgen voor de temperatuur en andere weersfactoren.

Fig.4      Bron: Hoogeveen et al (2022)

Jippe Hoogeveen heeft samen met zijn vader in 2022 een peer reviewed artikel gepubliceerd waarin ze aantoonden dat veranderingen in luchtcirculatie sterke invloed hebben op de temperatuur in Nederland. De grafieken in figuur 4 laten zien dat in de zomer de veranderingen in luchtcirculatie met name vanaf de oceaan heel sterk waren. Conclusie van de  Hoogeveens: de gevonden waarden in hun publicatie wijzen er sterk op dat de opwarming in Nederland vooral wordt veroorzaakt door een verschuiving in de brongebieden van de luchtstroming naar warmere richtingen. En passant vermeldden ze dat ze ontdekt hadden dat de invloed van CO2 zeer klein was. Lees het artikel hier.

Fig.5      Data: KNMI

Voor wat betreft de invloed van CO2 op de temperatuur aan de grond verwijs ik naar figuur 5. Het is een van de fraaiste grafieken die ik de afgelopen jaren heb gemaakt, deze op basis van de stralingsdata van station Cabauw Mast. Dat is het enige station in Nederland dat allerlei stralingsdata meet. Ik heb voor 5 achtereenvolgende dagen in juli 2008 de LWD, LWU en net SWD weergegeven. De dagen zijn zo gekozen dat de bewolking loot van onbewolkt naar zwaar bewolkt.

LWD wordt veroorzaakt door broeikasgassen (met name waterdamp en CO2) en bewolking, en ook beïnvloed door LWU.  Als bewolking afwezig is, is daardoor de LWD kleiner, het verschil tussen LWU en LWD is dan ongeveer 100 W/m2. Is de lucht geheel bewolkt dan wordt het verschil tussen LWU en LWD praktisch 0 W/m2. Het blijft echter heel moeilijk om de afzonderlijke aandelen in de LWD van CO2, H2O en wolken te bepalen.

Fig.6      Data: KNMI

Het atmosferisch CO2 gehalte gemeten op Mauna Loa steeg van 2001 t/m 2020 van 371 ppm naar 412 ppm (data NOAA).

Volgens NOAA betekent dat een stijging van de stralingsforcering van CO2 met 0,577 W/m2. In de grafiek van figuur 6 heb ik de seizoensfluctuaties in de LWD van Cabauw verwijderd door het toepassen van een 365 daags moving average. De variantie is waarschijnlijk vooral het gevolg van variantie in bewolking. De trend is lichtelijk negatief, vooral het gevolg van de piek in 2006-2007. De theoretische toename van de stralingsforcering van CO2 met 0,577 W/m2 is te klein om zichtbaar te zijn in het volatiele signaal.

Europa

Hoe zit het met de opwarming van Europa? Regelmatig verneem ik uit media dat Europa de afgelopen decennia harder is opgewarmd dan de aarde als geheel. Maar als dat zo is, wat zijn dan de oorzaken?

Fig. 7     Data: ClimateExplorer KNMI

Voor de grafieken in  figuur 7 maakte ik gebruik van de ERA5 reanalyses datasets vanaf 1979 t/m 2023 zoals die beschikbaar zijn in de Climate Explorer van het KNMI. De gebruikte parameters zijn ssr (surface net solar radiation) en 2t (temperatuur op 2m hoogte). De resultaten laten weinig aan de verbeelding over: in Europa als geheel is ook sprake van een opvallend grote temperatuurstijging en tegelijkertijd een opvallend grote toename van de netto instraling.

Fig.8      Bron: Copernicus

Figuur 8 vergelijkt de geobserveerde SW instraling aan het aardoppervlak van 1991-2000 met die van de periode 1961-1990. Het beeld is duidelijk: in grote delen van Europa is er sprake van een forse toename van de invallende zonne-energie. Net zoals dat in Nederland het geval was zijn ook hier afname van aerosolen maar vooral afname van bewolking een belangrijke oorzaak:

Fig.9      Bron: Copernicus

Figuur 9 toont de sterke toename van het aantal zonuren in Europa vergeleken met de referentieperiode 1983-2012.

Fig.10   Bron: Copernicus

Het kaartje van figuur 10 toont de ruimtelijke spreiding de anomalie van de bewolkingsgraad voor het eerste halfjaar van 2019 ten opzichte van de referentieperiode 1983-2012. De wolkendata is helaas nog niet beschikbaar voor een langere periode, maar gezien de sterke toename van het aantal zonuren in Europa (figuur 9) kan men ervan uitgaan dat dit beeld (in vrijwel geheel Europa een afname van bewolking) kenmerkend is voor de afgelopen 4 decennia.

De bewolking was vooral laag op het Iberisch schiereiland en in het uiterste zuiden van Frankrijk. Bedenk hierbij dat kleinere relatieve anomalieën in bewolking in Noord- en West-Europa een grotere invloed op de zonneschijnduur hebben dan in Zuid-Europa vanwege verschillen in wolkhoogte. Opvallend is dat in het Middellandse Zeegebied met name het westelijk deel een afname van bewolking laat zien en in het oostelijk deel zelfs een toename. Dat komt overeen met de grote verschillen in  geobserveerde zon-instraling aan het aardoppervlak van 1991-2000 (figuur 8) tussen het westelijk en het oostelijk deel van het mediterrane gebied.

En hoe zit het met veranderingen in de luchtcirculatie voor Europa? Vorig jaar wierp een jonge weerman daar licht op, door voor een discussie op de website  ‘Weerwoord’  een viertal interessante kaartjes te maken waarop de winters in de klimatologische periode 1991-2000 worden vergeleken met die van 1961-1990.

Fig.11   Bron: Weerwoord

Linksboven ziet u de veranderingen van de wintertemperaturen In Europa tussen 1961-1990 en 1991-2000. Vrijwel overal in Europa is sprake van een forse opwarming. Rechtsboven ziet u de veranderingen in het luchtdrukpatroon. Het hogedrukgebied voor de kust van Portugal laat een toename zien van de luchtdruk, terwijl het lagedrukgebied boven IJsland een lagere luchtdruk toont dan we gewend waren. Meer luchtdrukverschil betekent een sterkere aanvoer van (zachte) oceaanlucht naar Europa.

Dat laatste is goed te zien op het kaartje linksonder, waarbij de groene kleuren een sterkere westenwind suggereren. Het kaartje toont tenslotte dat de afgelopen decennia is er ’s winters sprake was van een sterkere aanvoer van lucht uit het zuiden. Wat dat betekent voor de temperatuur hoef ik denk ik niet uit te leggen. Ik heb Jelmer gevraagd of hij ook voor de andere seizoenen dergelijke kaartjes heeft, maar hij heeft helaas nog niet geantwoord.

Conclusie: De sterke toename van de SW instraling aan het aardoppervlak in Europa en de veranderde luchtcirculatie zijn ongetwijfeld belangrijke oorzaken achter de sterke opwarming van Europa de afgelopen decennia. Hoe groot de rol van het toegenomen atmosferisch CO2-gehalte is geweest is moeilijk in te schatten. Gezien de sterke dominantie van zon en wind in dit verhaal zal het niet groot geweest zijn. In de recente opwarming in Nederland speelde het in elk geval geen rol van betekenis.

Een andere keer de recente opwarming van de aarde als geheel?

Fig.1

Om de negatieve gevolgen van de opwarming van de aarde te beperken, heeft IPCC van de VN opgeroepen tot een vermindering van de CO2-uitstoot tot 0 (Net Zero) in 2050 en een tussentijdse vermindering in 2030 van 45% ten opzichte van het niveau van 2010. Het is de bedoeling om zo de opwarming van de aarde te beperken tot 1,5°C ten opzichte van het pre-industriële niveau, zoals vastgelegd in het Klimaatakkoord van Parijs uit 2015. Het IPCC beweert ook dat als de netto nul-emissie eenmaal is bereikt in 2050, de opwarming van de aarde voor altijd op 1,5°C zal blijven. Maar is dat ook zo?

Fig.2    Bron: Hagoort 2024

Jacques Hagoort is em. hoogleraar reservoirtechnologie aan de TU Delft en houdt zich al langere tijd bezig met klimaatverandering. Hij ontdekte dat het probleem met het door het IPCC bedachte Net Zero model is dat de onderliggende wetenschap niet klopt. Het IPCC gaat ervan uit dat de opwarming van de aarde in het verleden en in de toekomst lineair afhangt van de cumulatieve CO2-uitstoot (figuur 2). Dit is echter een toevallige relatie die ongeveer waar is in het verleden, toen de uitstoot exponentieel toenam, maar die zeker niet geldig is in de toekomst, wanneer de uitstoot zal afnemen. Bovendien is het lineaire model ook fysisch onrealistisch omdat het de toekomstige natuurlijke opname van CO2 door de biosfeer en de oceanen negeert. Het gevolg zal zijn dat door het volgen van het Net Zero tijdpad de negatieve effecten op welvaart en welzijn wel eens fors zullen zijn.

De afgelopen tijd is het niet verwonderlijk dat vanuit klimaatwetenschappelijke hoek forse kritiek op dat Net Zero model van het IPCC gekomen is. Recent rekende  Roy Spencer (2024) in “Net zero CO2 emissions, A damaging and totally unnecessary goal”  voor dat Net Zero helemaal niet nodig is om onder de 1,5 °C antropogene opwarming te blijven. Het Net Zero model is fout en schadelijk.

Em. professor Hagoort bedacht daarom een alternatief model om de opwarming van de aarde te berekenen. Ditt Hagoort-model berekent de CO2-concentratie in de atmosfeer voor een bepaald CO2-emissieprofiel door aan te nemen dat CO2 exponentieel vervalt met een empirisch gekalibreerde vervaltijd van 55 jaar. Vervolgens wordt deze berekende CO2-concentratie omgerekend naar de opwarming van de aarde door middel van een empirische correlatie die is afgeleid van de waargenomen opwarming van de aarde en de waargenomen CO2-concentraties.

Fig.3      Bron: Hagoort 2024

Figuur 3 illustreert de vervalfunctie voor de uitstoot van een extra hoeveelheid CO2 in de atmosfeer van 1 GtCO2 op het tijdstip nul en een vervalconstante van 0,02 en dus een gemiddelde levensduur van 50 jaar. De helling van de vervalcurve op het tijdstip nul snijdt de horizontale as op 50 jaar, wat gelijk is aan de vervaltijd. Op dit punt is de fractie van de oorspronkelijke eenheidsimpuls die zich nog in de atmosfeer bevindt is 0,37 (=1/e). Op een tijdstip gelijk aan tweemaal de gemiddelde levensduur (100 jaar) is deze fractie gereduceerd tot 0,135. Bij vier keer de gemiddelde levensduur is er minder dan 2% van de oorspronkelijke puls over.

Die exponentiele vervaltijd van ongeveer 50 jaar komt niet uit de lucht vallen. Ferdinand Engelbeen berekende in 2007 al dat een exponentiële vervalfunctie met een vervaltijd van ongeveer 50 jaar fysisch gezien logisch is. De Australische wiskundige Nick Stokes toonde aan dat de waargenomen constante CO2-fractie in de lucht verklaard kan worden door een exponentiële vervalfunctie met een vervaltijd van ongeveer 50 jaar. In 2020 toonden de Nederlandse natuurkundigen Cees le Pair en Ad Huyser aan dat de waargenomen CO2-gegevens zeer goed beschreven kunnen worden door een exponentieel verval met een vervaltijd van 53,5 jaar aan te nemen. De Amerikaanse klimaatwetenschapper Roy Spencer toonde in een paper (2023) aan dat de natuur het teveel aan CO2 in de atmosfeer verwijdert met een snelheid van 2% per jaar, wat overeenkomt met een vervaltijd van 50 jaar.

Fig.4      Bron: Hagoort 2024

De grafieken in figuur 4 geven de resultaten weer van het Hagoort-model. Links de 4 scenario’s, rechts de uitkomsten voor de temperatuur. De huidige totale antropogene emissie van CO2 is ongeveer 40 Gt/jaar. Bij een emissieplafond van 45 Gt/jaar vanaf 2025 en een emissieplafond van 26 Gt/jaar vanaf 2050  benadert de Parijse doelstelling van 1,5 °C.

Conclusie: Hagoort laat op heldere wijze zien dat het door het IPCC gebruikte model volstrekt onbruikbaar is, en levert tegelijk een verbeterd model. De Net Zero doelstelling van het IPCC in 2050 kan de prullenbak in, wat mijns inziens een zegen zou zijn voor de mensheid.

Ik heb ook een paar puntjes van kritiek. Het rapport van Hagoort gaat uit van de veronderstelling (uit de koker van het IPCC) dat de recente opwarming van de aarde uitsluitend het gevolg is van de CO2 emissies door de mens en sluit daarmee andere (natuurlijke) factoren voor die opwarming uit. Dat is raar en fysisch ongeloofwaardig, want waarom zouden natuurlijke factoren, die vóór de menselijke inbreng al miljoenen jaren het aardse klimaat bepalen, er de afgelopen decennia mee opgehouden zijn?

Roy Spencer zegt daarover: “The case for natural climate change I also present an analysis of the Pacific Decadal Oscillation which shows that most climate change might well be the result of….the climate system itself! Because small, chaotic fluctuations in atmospheric and oceanic circulation systems can cause small changes in global average cloudiness, this is all that is necessary to cause climate change. You don’t need the sun, or any other ‘external’ influence (although these are also possible…but for now I’ll let others work on that). It is simply what the climate system does.”.

Bovendien is aan het Net Zero model van het IPCC het doel gekoppeld om de opwarming binnen de 1,5 °C te houden. Zoals vaak aangetoond is die 1,5 °C niet de uitkomst van wetenschappelijke berekeningen maar een politiek target. Klimaateconoom William Nordhaus liet in zijn Nobelrede in 2018 zien dat het ‘economische optimum’ ligt bij 3,5 graden wereldwijde opwarming in 2100. Ambitieuze doelen zoals beneden de 1,5 °C blijven zijn extreem kostbaar om te halen en leveren meer schade op dan ‘winst’. Zie “Onnodige Klimaathaast” van de Clintel organisatie.

Het is logisch dat Hagoort in zijn artikel uitgaat van de uitgangspunten van het IPCC, het gaat hem immers om te laten zien dat hun Net Zero model niet deugt en er een beter alternatief is. Het bestaan van natuurlijke factoren die (naast antropogene) het klimaat beïnvloeden levert de mensheid alleen maar méér tijd op om de koolstofuitstoot naar beneden te brengen en tegelijk ook de aarde leefbaar te houden.

Hagoort: “Very little in this report is new or original. All I have done is to shamelessly borrow ideas and insights from professional and amateur climate scientists, climate policy makers, climate blog writers and climate blog commenters, and put these together in, I hope, a coherent technical/scientific report. The only thing I may perhaps take credit for is the method for calculating the efflux of CO2 from the atmospheric reservoir. But even this ‘thing’ I took straight from the textbooks on reservoir engineering, the engineering discipline I practiced in my professional career before I got interested in climate science and climate policy some 20 years ago.”

Het artikel van Jacques Hagoort is van harte aanbevolen en als pdf op de downloadpagina van deze site te downloaden.

Erratum rapport pag.7 “…global warming will increase by 0,24°C/year.” moet zijn: “…global warming will increase by 0,024°C/year.”

Fig.1    Bron NRC

Een collega stuurde me een artikel uit het NRC op over weerman Jannes Wiersema in Roodeschool. Lezers van mijn generatie kennen Roodeschool nog wel van de aardrijkskundeles, topografie provincie Groningen. Jannes is beheerder van het neerslagstation Roodeschool en gaat elke ochtend kijken hoeveel neerslag er gevallen is de voorafgaande 24 uren. Op ruim 300 KNMI-neerslagstations (figuur 2) wordt dagelijks de neerslag gemeten met een standaardregenmeter. Aftappen gebeurt eenmaal daags om 9.00 uur lokale tijd in de winter, 10.00 uur lokale tijd in de zomer. Waarnemers als Jannes geven deze gegevens dan zo spoedig mogelijk door aan het KNMI. Roodeschool met rode stip op de kaart:.

Fig.2      Bron: KNMI

Ik was getriggerd door de kop: “Weerman Jannes Wiersema ziet de buien intenser worden”. Nu weet ik wel dat koppen boven artikelen vaak wat scherp geformuleerd zijn, maar ze zijn belangrijk in de beeldvorming van de argeloze lezer. Tegelijkertijd denk ik: is die uitspraak van Jannes gebaseerd op waarnemingen of op herinneringen? Het is immers zo dat het NRC artikel vooral over intensiteit van buien gaat, terwijl het neerslagstation Roodeschool uitsluitend etmaalgegevens verzamelt. Ik vermoed dat het herinneringen zijn, en die zijn per definitie onbetrouwbaar. Lees elke willekeurige handleiding rechtspsychologie er maar op na over de betrouwbaarheid van getuigenverklaringen.

Maar de KNMI waarnemingen kunnen wellicht inzicht verschaffen over de ontwikkeling van de etmaalneerslag op station Roodeschool. Het neerslagstation is er al vanaf eind 1921, en Jannes Wiersema bemant het station vanaf eind jaren ’70. Ik ga op zoek naar de data op de website ‘daggegevens’ van het KNMI en vind deze grafiek:

Fig.3    Bron: KNMI

Op station Roodeschool  wordt elke dag een etmaalmeting gedaan.  Jannes opmerking dat hij de buien intenser ziet worden kun je helaas niet afleiden uit de etmaalmetingen in Roodeschool die hij elke dag trouw naar het KNMI stuurt. Voor het registreren van buien (die vaak kort duren) heb je automatische neerslagstations nodig, en dat zijn er op het land momenteel 34 stuks.

Maar laten we eens kijken naar de etmaalmetingen van Roodeschool in de grafiek van figuur 3. Wat meteen opvalt is dat de ‘uitschieters’ in de loop van de tijd geen toename laten zien. Wel lijkt het er op dat de lagere waarden in de tijd (naar rechts dus) wat ‘dichtslibben’, waarschijnlijk als gevolg van een toename van de natte dagen. De hoogste etmaalneerslag in Roodeschool is gemeten op 30 juni 1997, met 84 mm. Ik duik wat dieper in de data van Roodeschool.

Fig.4    Data: KNMI

Het eerste dat ik doe is de vele etmaaldata van 1 november 1921 t/m 30 juni 2024 comprimeren tot jaarlijkse neerslagsommen, zie figuur 4. De grafiek loopt van 1922 t/m 2023, want 1921 en 2024 zijn incomplete jaren. De puntenwolk stijgt flink met de jaren: de rode lineaire trendlijn begint in 1922 bij  600mm  en stijgt in 102 jaren tot bijna 930mm. Dat is een stijging van meer dan 50% ten opzichte van het begin van de reeks! Wat me aan de grafiek verder opvalt is dat die enorme neerslagstijging niet geleidelijk is gegaan maar een drietal ‘plateaus’ kent: van 1922 tot 1950, van 1950 tot 1990 en vanaf 1990.

Die stijging kan het gevolg zijn van een toename van de intensiteit van de neerslag (toename per tijdseenheid). Wierseman vertelt: “Laatst had ik 46mm. Dat komt steeds vaker voor”. Die 46 mm heb ik niet in de data van Roodeschool kunnen vinden, want buien verdwijnen in de etmaalsommen, en die laatste worden in Roodeschool gemeten. Maar duidelijk is dat als er een bui valt van 46 mm, dat de etmaalsom dan normaal gesproken minstens 46 mm zal zijn. De laatste keer dat dat laatste het geval was in Roodeschool was op 8 september 2019 met 47,8mm.

Om te zien hoe vaak dergelijke hoge etmaalsommen voorgekomen zijn heb ik alle dagen met neerslag van 30mm en meer uit de data gefilterd:

Fig.5    Data: KNMI

Figuur 5 betreft de gehele reeks van 1 november 1921 t/m 30 juni 2024 en laat zien dat er in de gehele periode van 102 jaren 70 etmalen zijn geweest met 30mm neerslag of meer. De grafiek laat zien dat er van een toename in de tijd van de neerslaghoeveelheid op de natste dagen geen sprake is, de lineaire trendlijn vertoont geen trend.

Fig.6      Data: KNMI

Bovendien laat figuur 6 zien dat het aantal zeer natte dagen per decennium een tamelijk gelijkmatige spreiding in de tijd vertoont, van een toename van het aantal zeer natte dagen is ook geen sprake.

Fig.9      Data: KNMI

Wel kan er bij de etmaalsommen van < 30mm sprake zijn van intensivering. De neerslagintensiteit is wel toegenomen bij de dagen met een lagere neerslagintensiteit, zoals de grafiek van figuur 9 laat zien. Die toename in de loop van de afgelopen eeuw bedraagt ruim 15%.

Fig.10   Data: KNMI

Een relatief grote invloed heeft de toename van het aantal neerslagdagen (figuur 10). De trendlijn laat zien dat het aantal natte dagen toeneemt van 161 dagen in 1922 tot 221 dagen ik 2023, een toename van meer dan 37%. De aanzienlijke toename van de jaarlijkse neerslagsom van 1922 t/m 2023 zoals we die in figuur 4 zagen lijkt dus vooral het gevolg te zijn van een sterke toename van het aantal natte dagen < 30mm. Er zijn dus tegenwoordig veel minder droge dagen in Roodeschool dan vroeger.

Terug naar het krantenartikel. “Dat het aantal hoosbuien in Nederland toeneemt is duidelijk” stelt KNMI-meteoroloog Groenland. Het bijzondere echter is dat die toename van het aantal hoosbuien mijns inziens helemaal niet zo ‘duidelijk’ is. Ik schreef daar een jaar geleden al een artikel over.

Je leest en hoort vaak dat de buien extremer worden en vaker voorkomen dan ‘vroeger’,  kranten en radio en tv verkondigen voortdurend dat het weer extremer wordt als gevolg van menselijke invloeden. En die zich alsmaar herhalende boodschap slijt op den duur in. Daarom duik ik even in de cijfers van extreme buien.

Fig.11   Data:  KNMI

Ik schreef hiervoor al dat buien gemeten worden met automatische neerslagstations waar bijna continu gemeten wordt. In figuur 11 is van elk etmaal de hoogste uursom (hoger dan 25 mm) van de neerslag van elk automatisch station weergegeven vanaf 1957 t/m mei 2024. Duidelijk is te zien dat er in de tijd sprake is van meer stippen en ook wat hoger liggende stippen.

De grafiek lijkt dus de hypothese van Groenland te bevestigen dat het aantal extreme buien toeneemt. Maar pas op: het aantal uurstations is van 1957 van 5 gestegen tot 34 momenteel. En omdat buien lokale fenomenen zijn ‘vang’ je met een dichter netwerk natuurlijk meer hevige buien. Niet alleen meer buien maar de kans dat je een bui vangt met extreem hoge waarden, zoals die van 28 juni 2011 in Herwijnen (figuur 11) neemt ook toe.

Fig.12   Data: KNMI

De grafiek van figuur 12 spreekt voor zich. Momenteel is het aantal stations bijna 7x zo groot als in de jaren ’60. De kans dat je dus in 2024 een hevige bui vangt met de huidige 34 stations is dus ongeveer 7x zo groot als vroeger.

Is er dan helemaal geen effect  van hogere temperaturen te bespeuren in de grafiek van figuur 11? Misschien wel, maar die sterke toename van het aantal automatische stations maakt dat niet eenvoudig. Bovendien zijn die meetreeksen allemaal tamelijk kort, de meeste zeer kort. Eigenlijk te kort om trends waar te nemen, hoe graag het KNMI dat misschien zou willen.

Het fysisch mechanisme achter opwarming en neerslag is bekend. De hypothese is dat extreme neerslag bepaald wordt door de maximaal beschikbare hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer. Dat is gebaseerd op het feit dat de maximale hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer toeneemt met 7% per graad Celcius, volgens de zogenaamde Clausius-Clapeyron-relatie.

Het is echter de vraag of Clausius-Clapeyron algemeen toepasbaar is, de grote onzekerheidsmarges geven dat ook aan. Ik denk dat dat voor lokale neerslag misschien zelfs wel onwaarschijnlijk is. Anders zou kort gezegd overal in de wereld bij eenzelfde temperatuur dezelfde hoeveelheid neerslag vallen. En dat is beslist niet het geval. De regel van toenemende luchtvochtigheid bij hogere temperaturen is tenslotte ook niet generiek toepasbaar op een lokale situatie.

Jannes Wiersema: “Er zijn nog steeds genoeg mensen die menen dat klimaatverandering een verzinsel is. Terwijl er elke week wel ergens in Nederland een overstroming is waarvan vroeger werd gezegd dat die maar eens in de honderd jaar zou voorkomen. Nou, daar denken ze in Limburg inmiddels wel anders over. Mensen krabben zich bij al die overstromingen achter de oren of ze daar wel willen blijven wonen.”

Klinkt goed maar is in feite onzin. Ik ken geen mensen die denken dat het klimaat niet verandert. Het verandert voortdurend, mét maar ook zónder CO2-emitterende mensen, zoals het verleden heeft aangetoond. Dat laatste lijken we wel eens te vergeten. En wat Zuid-Limburg betreft: het was het al snel duidelijk dat de hevige regenval in Zuid-Limburg in 2021 het gevolg was van  extreem weer en niet van klimaatverandering. Ik moet overigens de eerste klimaatvluchteling uit Zuid-Limburg nog tegenkomen 😉 .

Conclusie: of er sprake is van zwaardere buien dan vroeger is niet goed vast te stellen vanwege het ontbreken van voldoende meetgegevens. Uitspraken hierover worden makkelijk gedaan maar het menselijk geheugen is onbetrouwbaar: alleen keiharde meetgegevens tellen. Het beantwoorden van de vraag of er sprake is van zwaardere buien dan vroeger, is niet mogelijk door naar de cijfers van station Roodeschool te kijken. Die cijfers gaan over etmaalwaarden en niet over buien. Wel laten de cijfers van Roodeschool zien dat het aantal dagen met zeer zware neerslag in de loop van de tijd niet is toegenomen.