Ad Huijser studeerde Technische Natuurkunde aan de TU Eindhoven en promoveerde in 1979 aan de TU Twente. In 1994 werd hij benoemd tot “baas” van het beroemde NatLab en vanaf 1998 was hij verantwoordelijk voor de wereldwijde Philips Research organisatie. Ad Huijser heeft zich de laatste jaren intensief bezig gehouden met het onderwerp klimaatverandering en toont vanwege zijn achtergrond vaak een ‘frisse’ blik op de problematiek. Dat hij daarbij af en toe heilige huisjes omver haalt is mijns inziens logisch en soms noodzakelijk.

Dat gebeurde onlangs ook met de publicatie van zijn paper “Greenhouse Feedbacks are Intrinsic Properties of the Planck Feedback Parameter”

Hij schrijft in de Abstract: “Het idee dat ons klimaat door het fenomeen van “terugkoppelingen” anders reageert op antropogene forcings dan op natuurlijke instabiliteiten lijkt wijdverbreid. Dit artikel laat zien dat klimaat-terugkoppelingen geen effecten zijn die worden veroorzaakt door forcings, maar in feite ons klimaat “vormen”. Onafhankelijk van de oorsprong van een verstoring zal ons klimaat altijd reageren volgens de Planck-feedbackparameter λPL.”

Omdat de inhoud van deze paper -ook voor de wat meer ingewijde lezers- stevige kost is, heeft Ad Huijser er een wat toegankelijker verhaal over gemaakt dat hieronder te vinden is. Het is ook als pdf te downloaden.

Antropogene opwarming: een “realistische” klimaatbeschouwing.

Dat de uitstoot van CO₂ door het gebruik van fossiele brandstoffen invloed heeft op de wereldwijde, gemiddelde temperatuur staat hier niet ter discussie. Om te weten hoe érg dat eigenlijk is, moet de vraag beantwoord worden: “hoeveel doet die extra CO₂ dan?”

Het antwoord op die vraag hangt af van 3 factoren. De eerste factor van belang is de hoeveelheid CO₂ die na uitstoot daadwerkelijk in de atmosfeer blijft. Op basis van ruim 60 jaar aan metingen van de CO₂-concentratie en de redelijk goed bekende CO₂-uitstoot door het gebruik van fossiele brandstoffen, weten we dat de uitstoot al enige tijd, jaarlijks ongeveer 5 ppm CO₂ aan de atmosfeer toevoegt. Daarvan neemt de natuur, m.n. door de oceanen en de wereldwijde vergroening (bij de huidige concentratie in de atmosfeer van zo’n 420 ppm) ook jaarlijks ongeveer de helft op. Als we qua emissie met 5 ppm/jaar doorgaan, en daar lijkt het op, dan zal die CO₂-concentratie in de atmosfeer uiteindelijk stijgen tot zo’n 560 ppm. Bij die “overdruk” aan CO₂ zal de natuur jaarlijks precies zoveel opnemen als we uitstoten [1]. Toevallig is die 560 ppm nagenoeg het dubbele van de pre-industriële concentratie van ongeveer 280 ppm die door veel klimaat-alarmisten als ideale streefwaarde wordt gezien.

Of terugkeer naar die waarde door het stoppen van het gebruik van fossiele brandstoffen ook een “ideaal” klimaat oplevert, is nog maar de vraag. Zeker zal de huidige vergroening van de Aarde stoppen en het aantal misoogsten in de wereld toenemen. Het verbruik aan water in de landbouw zal nml. drastisch toenemen bij een daling van het CO₂-gehalte en de boeren in de drogere gebieden zullen daarvan de dupe worden omdat het temperatuureffect van een dergelijk “net-zero” beleid erg klein zal blijken.

Het IPCC, het International Panel on Climate Change van de Verenigde Naties houdt ons echter voor dan de toename aan CO₂ veel groter zal zijn. Dat is op basis van niet gevalideerde modellen die verblijftijden van exces CO₂ op honderden jaren stelt. Door die navenant grote toename van CO₂ in de atmosfeer zou dan de temperatuur op Aarde ondraaglijk hoog moeten worden. Ze komen zelfs met angstaanjagende CO₂-scenario’s van het 4-voudige van het pre-industriële niveau, met temperatuurstijgingen van wel 6^oC of meer, als we niet onmiddellijk ingrijpen. Dat instituten als het KNMI dat soort voorspellingen klakkeloos vertalen in bv. een zeespiegelstijging van 1.2 meter aan het eind van deze eeuw, laat zien hoe weinig kritisch klimaat-alarmisten dit soort ongefundeerde voorspellingen accepteren. Of erger nog, misbruiken om als ware onheilsprofeten fictieve “rampen” te voorspellen.

We zullen hier niet verder ingaan op de absurditeit van die IPCC/KNMI-claims, maar de voorspelde verdubbeling van de CO₂-concentratie is een mooi bruggetje naar de tweede factor van belang in de toekomstige opwarming, namelijk de sterkte van het effect van CO₂ als broeikasgas. Die wordt veelal uitgedrukt als F_{2xCO2 ,} de zgn. forcing door de verdubbeling van de CO₂ concentratie. Ons klimaat wordt gekarakteriseerd door de temperatuur waarbij de uitgaande, koelende Infrarode straling in evenwicht is met de binnenkomende, opwarmende zichtbare straling van de Zon. Het plotseling verdubbelen van de concentratie van het broeikasgas CO₂ verstoort dat evenwicht met deze F_2xCO2 waardoor er tijdelijk meer Zonnewarmte wordt aangevoerd dan er door Infraroodstraling aan warmte naar het heelal wordt afgevoerd. Daardoor wordt het warmer en dat proces stopt pas zodra de hogere temperatuur met als gevolg meer uitstraling, het stralingsevenwicht heeft hersteld.

Ook voor die waarde F_2xCO2 is er de nodige onduidelijkheid. Zo kent het IPCC in haar laatste rapport (AR6) daar een waarde van 3.9 + 0.5 W/m² aan toe [2], terwijl de meest recente berekeningen op basis van de beste spectroscopische gegevens die we hebben, niet meer dan 3.0 W/m² opleveren [3]. Bovendien is die laatste een zgn. heldere hemel-waarde. De ruwweg 2/3 bewolkingsgraad op Aarde die de lagere regionen van de Troposfeer en dus ook het effect van CO₂ afschermt, zal die waarde zeker verlagen tot minder dan 2.0 W/m² [4].

Net zoals het alarmistisch hoge CO₂-niveau, berekent het IPCC hiermee dus ook nog eens een factor 2 hoger broeikaseffect dan die fossiele uitstoot in werkelijkheid zal hebben. Als het om het voorspellen van de toekomstige opwarming door meer CO₂ gaat, blaast het IPCC de werkelijkheid dus sowieso al een factor 4 kunstmatig op door het gebruik van sterk geflatteerde CO₂-waarden en modellen.

De derde factor van belang in het antwoord op de vraag “hoeveel doet die extra CO₂ dan?”, is de zgn. “klimaatgevoeligheid”. De waarde hiervoor beschrijft de temperatuurverhoging a.g.v. een bepaalde forcing door CO₂. Het “vertaalt” daarmee de waardes van bovenstaande 2 factoren in een daadwerkelijke temperatuurverhoging. Zijn de voorspellingen t.a.v. de toekomstige CO₂-concentraties en de sterkte van CO₂ als broeikasgas nog redelijkerwijs te bediscussiëren op basis van fysische modellen en metingen, deze klimaatgevoeligheid is merkwaardig genoeg een gebied van eindeloze speculaties.

Dat is in feite onnodig. Al heel lang weten we in principe heel goed hoe groot die klimaatgevoeligheid is. Zo’n 50 jaar geleden voorspelden onderzoekers van NASA dat een verdubbeling van de CO₂-concentratie tot hooguit 0.8 ^oC opwarming zou leiden [5]. Daar werd zelfs door NASA toen een persbericht over gemaakt. Als je terugrekent zou dat duiden (via de 0.3 ^oC/W/m² voor de toen gebruikelijke klimaatgevoeligheid) op een F_2xCO2 ≈ 2.5 W/m². Dat lijkt redelijk goed op de eerdergenoemde waarden van 2-3 W/m². Deze 0.8 ^oC is echter veel lager dan de opwarming die het IPCC, gesteund door de huidige generatie, maar duidelijk “klimaat-alarmistische” wetenschappers van NASA, nu beweert met een range van zo’n 3 tot 4 ^oC voor 2xCO₂.

Die laatste claims zijn gebaseerd op de berekende opwarming middels zeer geavanceerde klimaatmodellen. Maar “geavanceerd” betekent in de klimaatwereld vaak “complexer”, maar niet noodzakelijkerwijs “beter” of “nauwkeuriger”. De laatste generatie (CMIP6) van deze “Ocean-coupled Global Circulation Models” (GCMs) wijken in hun berekeningen over de laatste 40 jaar nog meer af van de gemeten realiteit dan de vorige generatie (CMIP-5) GCMs. Dat die GCMs niet goed genoeg zijn geeft NASA, zij het diep verborgen op een incourante website [6], ruiterlijk toe. Ze stellen zelfs dat die nog een factor 100 (!) moeten verbeteren om enige voorspellende waarde te krijgen. Toch publiceert het IPCC de uitkomsten als “waar” en betrouwbaar, en hoor of lees je dit soort “disclaimers” nergens.

Het IPCC verklaart die grote klimaatgevoeligheden liever met de zgn. klimaat-terugkoppelingen of in de Engelstalige literatuur: climate feedbacks. Dat zijn de effecten in de atmosfeer a.g.v. de opwarming door CO₂, die deze opwarming nog extra versterken. Hoewel alles wat op natuurlijke wijze in ons klimaat verandert in feite als feedback kan worden aangemerkt, zijn de 4 grotere effecten waarover het IPCC het met name heeft, allemaal gekoppeld aan de overheersende rol van water in ons klimaat.

Het belangrijkste terugkoppel-effect daarbij, de Water-vapor feedback, komt door de toename van waterdamp in de atmosfeer bij een temperatuurverhoging aan het oppervlak. Aangezien waterdamp zelf een sterk broeikasgas is, wordt het logischerwijs daardoor extra warm. Die opwarming wordt enigszins gecompenseerd door de extra verdamping van dat water, hetgeen afkoelend werkt. Dat wordt geduid met de zgn. Lapse-rate feedback. Beide feedbacks, die aan elkaar gekoppeld zijn, werken in het langgolvige uitstralingskanaal met netto een duidelijk opwarmend effect. Het temperatuur effect van de verdubbeling van CO₂ wordt daardoor met ongeveer 1/3^de vergroot.

Een derde terugkoppeling is de Cloud feedback, het effect van bewolking die verandert o.i.v. de temperatuur. Cloud feedback werkt zowel op de binnenkomende, opwarmende Zonnestraling als op de uitgaande, koelende infraroodstraling. Algemeen wordt aangenomen dat de bewolking afneemt bij een opwarmende Aarde. Omdat daarbij meer Zonnestraling binnenkomt dan er infraroodstraling uitgaat, hebben deze Cloud feedbacks volgens het IPCC een netto een opwarmend karakter. Dat is overigens niet absoluut zeker, sommige wolkenmodellen tonen zelfs een klein afkoelend effect.
Als het opwarmt, zullen ook de poolkappen en gletsjers gedeeltelijk smelten waardoor de reflectie van de Aarde afneemt, en er meer Zonlicht wordt geabsorbeerd. Dit 4^e terugkoppelmechanisme, de Albedo feedback werkt dus typisch op de instraling en zal daarmee ook tot extra opwarming leiden.

Het argument om climate feedbacks te gebruiken om de hoge klimaatgevoeligheid zoals berekend uit klimaatmodellen te rechtvaardigen, is om meerdere reden twijfelachtig. Allereerst gezien de klimaatveranderingen uit het verleden. Ver vóór het huidige industriële tijdperk met CO₂-emissies moeten die feedbacks ook al hun rol hebben gespeeld. Het gaat hier immers om effecten a.g.v. het natuurlijke, thermisch gedreven gedrag van water in ons klimaatsysteem. Als die extra opwarming niet door de antropogene CO₂-uitstoot maar door een feller schijnende Zon zou komen, dan waren die terugkoppelingseffecten niet anders. De klimaatgevoeligheid dus ook niet.

In de tweede plaats: die hoge klimaatgevoeligheden uit die klimaatmodellen worden afgeleid van de berekende opwarming over een bepaalde periode, gedeeld door de forcing a.g.v. de toegepaste toename in CO₂. Daarbij wordt dus stilzwijgend aangenomen dat de temperatuurberekening correct is. Maar klimaatmodellen werken niet anders dan weermodellen. Ze berekenen veranderingen in de tijd t.o.v. de uitkomst van de vorige berekening over de toestand van het klimaat enige uren eerder. We weten allemaal hoe snel weersvoorspellingen daardoor gaan afwijken van de werkelijkheid. Nu vernieuwen we weersvoorspellingen tenminste iedere dag op basis van de laatste meetgegevens, maar bij klimaatberekeningen kunnen we dat niet. Hele kleine, systematische afwijkingen hebben dan na een aantal jaren vooruit rekenen, een enorme impact op de voorspelde temperatuurstijging. De nog benodigde 100x nauwkeurigheid genoemd door NASA, is in dat licht zelfs optimistisch [7].

Het is dan ook bijzonder vreemd dat die uitleg van het IPCC al jarenlang breed geaccepteerd wordt door klimaatwetenschappers. Zeker in het licht van het gegeven dat we de opwarming door een iets fellere Zon, redelijk goed kennen. Die “natuurlijke” klimaatgevoeligheid wordt namelijk gegeven door de inverse van de zgn. Planck feedback parameter, veelal aangegeven met het symbool λ_PL en gedefinieerd als 1/λ_PL = ∂T_S/∂N, de partiële afgeleide van de oppervlaktetemperatuur T_S naar de onbalans N op de Top of the Atmosphere (TOA) [8]. Die partiële afgeleide is om aan te geven dat in het geval van een fellere Zon, er verder “niets in ons klimaatsysteem verandert”. Dat is voor de hoeveelheid CO₂ absoluut waar, maar de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer zal bij een temperatuurverandering hoe dan ook toenemen. Of we dat nu willen of niet.

Voor een verandering van de Zonnesterkte die zo’n kleine onbalans ∂N veroorzaakt, kunnen we nu berekenen dat λ_PL = 4SW_IN/T_S. Daarin is SW_IN met ongeveer 240 W/m² de hoeveelheid Zonlicht geabsorbeerd in ons klimaatsysteem. Met de gemiddelde temperatuur van 15^oC of 288 K, levert dat λ_PL = 3.3 W/m²/K. Vandaar een klimaatgevoeligheid van 1/λ_PL = 0.3 K/W/m² die men indertijd ook bij NASA gebruikte bij het bepalen van de 0.8 ^oC temperatuurverhoging door de verdubbeling van de CO₂-concentratie. Immers het maakt niet uit of die verstoring in de stralingsonbalans nu komt van een fellere Zon, of door iets meer broeikasgas; het gaat immers over het verschil N = SW_IN – LW_OUT.

Als die stelling inderdaad waar is, en het is fysisch echt niet te verklaren waarom niet, dan moet dat betekenen dat die eerdergenoemde climate feedbacks medebepalend zijn voor die Planck feedback parameter. Het bewijs daarvoor is betrekkelijk eenvoudig te leveren [9]. We gaan daarbij uit van het broeikaseffect G. Deze is op een aantal manieren te definiëren, maar hier is gekozen voor de definitie

G = LW_UP – LW_OUT                                                                                                   (1)
Dit is het verschil tussen het stralingsniveau LW_UP dat past bij de oppervlaktetemperatuur T_S volgens de stralingswet van Stefan-Boltzmann LW_UP = εσT_S⁴. Daarin is σ een natuurconstante en de “emissivity” ε voor Infrarode straling bijna 1. LW_OUT is de uitstraling op het TOA-niveau en moet daar in stralingsevenwicht gelijk zijn aan de inkomende straling SW_IN volgens LW_OUT = SW_IN. Stel nu dat we op enig tijdstip t = 0, CO₂ toevoegen aan deze atmosfeer, dan zal het broeikaseffect toenemen met een forcing ∆F_GHG (GHG staat voor het Engelse Greenhouse gas) evenredig met de hoeveelheid CO₂. In eerste instantie zal die forcing de uitstraling verder blokkeren en LW_OUT doen verminderen. Daardoor wordt (tijdelijk) SW_IN > LW_OUT hetgeen opwarming tot gevolg heeft. Opwarming betekent een toename in LW_UP hetgeen leidt tot een toename in LW_OUT. Dat proces stopt uiteindelijk als LW_OUT weer gelijk is aan SW_IN.

Dat hoeft overigens niet dezelfde SW_IN te zijn als voor t = 0. Immers, het is warmer geworden en waarschijnlijk is er daarom wat sneeuw en ijs van de poolkappen en gletsjers verdwenen. Daardoor is de Zonlicht absorptie van de Aarde wat toegenomen en dus ook SW_IN iets groter. Dit is een typisch voorbeeld van climate feedback, in dit geval de Albedo feedback. Maar ook de bewolking zal zich enigszins hebben aangepast aan de nieuwe temperatuur. Ook in de verandering van G als gevolg van die opwarming zullen climate feedbacks hun rol spelen. Neem de toename aan waterdamp in de atmosfeer bij een warmer wordend klimaat. Het zal het broeikaseffect van die extra CO₂ versterken. Als er weer evenwicht is aan het einde van dat opwarmingsproces, kunnen we die blijvende verandering in het broeikaseffect ∆G als gevolg van de CO₂–forcing en de climate feedbacks door de temperatuurverhoging ∆T_S schrijven als:

∆G = ∆F_GHG + γ∆T_S                                                                                            (2)

De term ∆F_GHG geeft aan dat de atmosferische samenstelling door extra CO₂ is veranderd. Dat is een temperatuur-onafhankelijk effect. De term γ∆T_S is de som van de veranderingen in G onder invloed van de blijvende temperatuurverhoging ∆T_S. We moeten dan dus denken aan de extra verdamping, de extra hoeveelheid waterdamp en de veranderde hoeveelheid bewolking. Die geven allemaal kleine, maar zeker niet verwaarloosbare aanpassingen in het broeikaseffect G.

Hierboven hadden we al laten zien dat ook SW_IN blijvend verandert door het smelten van ijs/sneeuw, maar ook door de veranderde bewolkingsgraad. Die zaken hebben effect op de instraling. We schrijven dus analoog aan de permanente verandering in G voor de verandering in SW_IN:

∆SW_IN = ∆F_SW + α∆T_S                                                                                                 (3)
De factor α∆T_S is daarin de som van terugkoppelingen in het instralende kanaal. Voor de volledigheid hebben we ook een forcing ∆F_SW in dit kortgolvige pad opgenomen. Als voorbeeld: meer waterdamp door een hogere temperatuur geeft aanleiding tot meer absorptie van Zonlicht maar dat zit uiteraard al in de term α∆T_S. Als we meer fossiele brandstoffen verstoken, leiden aerosolen als roet en zwavel-oxides ook tot veranderingen in de atmosfeer die niet een gevolg zijn van de temperatuur, maar wel invloed hebben op de inkomende straling SW_IN. Vandaar de term ∆F_SW waarvan we op dit moment nog niet weten hoe groot die forcing echt is. Maar pro-forma moet die wel worden meegenomen.
De som van beide veranderingen is nu dus te schrijven als:

∆SW_IN + ∆G = ∆F_SW + α∆T_S + ∆F_GHG + γ∆T_S = ∆F_TOT + λ_FB∆T_S                                (4)

Hierin is ∆F_TOT de som van alle, door externe factoren aangebrachte forcings die onafhankelijk van de temperatuur zijn. De term λ_FB∆T_S is nu de som van alle temperatuurafhankelijke effecten in onze atmosfeer, gekarakteriseerd door λ_FB de (netto) som van alle climate feedbacks.

We kunnen nu vergelijking (1) voor de verandering tussen de evenwichtstoestand voor t = 0 en de “nieuwe” evenwichtstoestand na t = 0 ook schrijven als

∆G + ∆SW_IN = ∆LW_UP − ∆LW_OUT + ∆SW_IN = ∆LW_UP                                                  (5)

Immers in beide evenwichtstoestanden geldt LW_OUT = SW_IN , dus geldt ook ∆LW_OUT = ∆SW_IN. Als we daarna (4) en (5) combineren, krijgen we een uitdrukking die de verandering in LW_UP en dus een verandering in de oppervlaktetemperatuur T_S, koppelt aan de som van forcings en climate feedbacks:

∆LW_UP = ∆F_TOT + λ_FB∆T_S                                                                                               (6)

Voor kleine veranderingen kunnen we ∆LW_UP = ∆(εσT_S⁴) ook schrijven als λ_S∆T_S met λ_S = 4LW_UP/T_S. Dat leidt dan tot de algemene relatie voor de opwarming a.g.v. een forcing ∆F_TOT :

(λ_S – λ_FB) ∆T_S = ∆F_TOT                                                                                                    (7)

De klimaatgevoeligheid is dan 1/((λ_S – λ_FB) en niet zoals het IPCC stelt: 1/((λ_PL – λ_FB).

We kunnen ook beide zijden van (6) door ∆T_S delen en de limiet ∆T_S → 0 nemen. Dat levert:

λ_S = λ_PL + λ_FB           of    λ_PL = λ_S − λ_FB                                                                           (8)                                                                                                    

waarbij gebruik is gemaakt van λ_S = dLW_UP/dT_S = 4 LW_UP/T_S en λ_PL = dF_TOT/dT_S. Die laatste relatie is equivalent aan de eerdergenoemde definitie 1/λ_PL = ∂T_S/∂N. De kleine forcing dF_TOT is immers per definitie de geïnduceerde verstoring van de stralingsbalans N op TOA. Het omgekeerde is ook waar, een kleine verandering dT_S vertaalt zich in een verstoring dN op TOA gelijk aan λ_PLdT_S.

Volgens het IPCC met die hoge klimaatgevoeligheid door feedbacks, hadden we deze relatie tussen opwarming en forcings moeten schrijven als ∆T_S/∆F_TOT = 1/(λ_PL − λ_FB). Als we dat invullen in de gelijkheid (6), dan krijgen we de merkwaardige oplossing λ_S = λ_PL. Aangezien die alleen maar waar kan zijn voor een “kale” planeet Zonder atmosfeer, is duidelijk dat een dergelijke relatie tussen opwarming en forcing als die van het IPCC, simpelweg niet correct kan zijn.

Fysisch bezien zou het ook vreemd zijn dat de natuur twee verschillende parameters λ_PL en λ_FB nodig zou hebben om een en hetzelfde fenomeen te beschrijven, nml. het temperatuurgedrag van ons klimaat. Dat moet los staan van de vraag of daar nu iets meer of minder CO₂ in zit. Zouden we de kale planeet Aarde, molecule voor molecule van een atmosfeer voorzien die uiteindelijk de huidige situatie zou creëren, dan moet je je afvragen bij hoeveel moleculen die splitsing tussen λ_PL en λ_FB dan plaatsvindt. In ieder geval niet bij het 1^ste molecule. Maar als het dan niet gebeurt, waarom zou het dan wel bij het 100000^ste of het 10 miljoenste plotseling gebeuren?

Vergelijking (8) is daarom heel logisch, en laat zien dat de Planck feedback parameter geen “zelfstandige” parameter is, maar afgeleid van twee echt onafhankelijke feedbacks. Daarvan is λ_S duidelijk gekoppeld aan de Stefan-Boltzmann relatie, de koppeling tussen de uitstraling van een vast lichaam als een “kale” planeet met de oppervlaktetemperatuur T_S. Iedere planeet in het heelal, met of Zonder atmosfeer reageert dienovereenkomstig. De andere component is de integrale climate feedback parameter λ_FB die het temperatuur gedrag van een specifieke atmosfeer representeert. Voor de Aarde is λ_FB gekoppeld aan het gedrag van het condenseerbare broeikasgas “waterdamp”. Rond het huidige setpoint van ons klimaat, T_S ≈ 288K met een bandbreedte van ruwweg 230–330K, kan zich dat zowel in vaste, vloeibare of gasvormige toestand bevinden. Kleine wijzigingen in de temperatuur veranderen dan dus automatische de verdeling daartussen en daarmee ook het klimaatsysteem.

De gelijkheid 1/λ_PL = 1/(λ_S − λ_FB) is daarmee ook de logische uitdrukking voor de klimaatgevoeligheid. Die is niet specifiek voor broeikasgassen, maar (7) geldt voor iedere verstoring van de stralingsbalans op TOA. Voor λ_PL berekenden we al met de gemeten SW_IN en T_S dat die 3.3 W/m²/K moet zijn. Voor de “oppervlakte” feedback λ_S = 4 LW_UP/T_S = 4εσT_S³ berekenen we voor ons huidige klimaat 5.5 W/m²/K. Voor de som van climate feedbacks volgens (7) betekent dat λ_FB = 2.2 W/m²/K.

Niet geheel verrassend is die waarde gelijk aan de most likely waarde van het IPCC zoals zij die in hun AR6 rapport vermelden voor de som van deze feedbacks [2]. Weliswaar met een redelijke foutenmarge, maar zo slecht zijn de atmosfeer-modellen in die geavanceerde GCMs dus kennelijk ook weer niet. Het is daarom des te merkwaardiger dat het IPCC i.p.v. 1/λ_PL = 0.3 K/W/m² voor de klimaatgevoeligheid, dan toch vasthoudt aan de doctrine van climate feedbacks die als onafhankelijk van de Planck feedback parameter worden beschouwd, en rekent met 1/(λ_PL − λ_FB) = 0.9 K/W/m².

Zo komt men tot die absurd hoge klimaatgevoeligheid die een factor 3 hoger is dan de “natuurlijke” waarde. Daarmee overdrijft het IPCC hun projecties voor de toekomstige opwarming nog meer. Niet alleen met een veel te hoge CO₂-concentratie in 2100 en een veel te hoge broeikassterkte F_2xCO2, maar bovenal berekend met een veel te hoge klimaatgevoeligheid. Het is dan ook niet verwonderlijk dat de UN Secretary General Mr. Antonio Gutteres recentelijk het “koken van de oceanen” als metafoor voor die toekomstige opwarming is gaan gebruiken. Als je 2x te hoog zit in je CO₂-scenario, 2x te hoog in de sterkte van het broeikaseffect van CO₂ en 3x te hoog in de klimaatgevoeligheid, zit je qua schatting 12x, of conservatief afgerond tot “een orde te hoog” in de impact van de CO₂-uitstoot.

Neem je de huidige uitstoot zoals gemeten en de fysisch plausibele waardes voor broeikassterkte en klimaatgevoeligheid, dan kom je uit op een temperatuurstijging van zo’n 0.06 ^oC/decennium. De totaal te verwachten temperatuurstijging door CO₂ sinds het pre-industriële tijdperk, die zoals uitgelegd slechts maximaal zal verdubbelen tot 560 ppm, blijft daarmee beperkt tot ongeveer 0.6 ^oC. Ver onder het “Parijs-akkoord”. Tenminste, als we die “echte” waarden gebruiken voor de broeikas-sterkte onder normaal bewolkte hemels F_2xCO2 = 2 W/m², en de klimaatgevoeligheid van 1/λ_PL = 0.3 K/W/m². Dat maximum zal ergens in de 2^e helft van deze eeuw bereikt worden, en is totaal geen aanleiding tot panische maatregelen als het verbieden of afschaffen van fossiele brandstoffen.

Maar toch is de gemeten opwarming met 0.15 – 0.2^oC/decennium veel sneller aan het stijgen dan we hierboven berekenen [9]. Dat is ongeveer 3x zo veel als we realistisch aan de CO₂-toename kunnen toeschrijven. Die constatering is waarschijnlijk de voornaamste reden waarom het IPCC nog altijd blijft volhouden dat de factor 3 in hun klimaatgevoeligheid de “werkelijkheid” weergeeft.

De oorzaak van die extra opwarming is echter in tegenstelling tot wat het IPCC ons probeert wijs te maken, helemaal niet gekoppeld aan de antropogene uitstoot. Het is een gevolg van andere, waarschijnlijk “natuurlijke” processen die m.n. in het kortgolvige kanaal de instraling van de Zon hebben doen toenemen. Met gebruikmaking van de vergelijkingen (2) en (3) blijkt op basis van een analyse van de CERES-metingen dat die “natuurlijke” opwarming aanzienlijk groter is dan de antropogene bijdrage [9]. Deze, aan de instraling gerelateerde opwarming is heel duidelijk niet gekoppeld aan bv. de Cloud feedback, wat vaak als reden wordt aangevoerd voor de toename in SW_IN.

Wat dan wel de oorzaak daarvan is, is 1-2-3 niet duidelijk. Het heeft waarschijnlijk te maken met meerdere oorzaken zoals bv. veranderende zeestromen en een aanzienlijk schonere lucht boven m.n. het Oosten van de USA en de West-Europese landen. Dat laatste moet haast een gevolg zijn van het sluiten van o.a. kolencentrales en de afbouw van de zware industrie sinds 1980 waardoor de luchtvervuiling daar aanzienlijk is verminderd.

Speculeren daarover heeft weinig zin, omdat we over dat soort effecten maar weinig weten. De CERES-metingen laten echter wel het eind-effect daarvan zien. Zonder die hieraan gekoppelde toenames in het SW_IN-kanaal, kan de geografische verdeling van gemeten opwarming namelijk niet of slecht verklaard worden. De verandering in de combinatie van SW_IN en G zoals in vgl. (5) kan dat wel, zoals bijgaand plaatje van 23 jaar satelliet-data laat zien.

Voor details in de afleiding van de relatie λ_PL = (λ_S – λ_FB) en de analyse van 23-jaar aan stralingsdata uit het CERES-project wordt verder verwezen naar het originele artikel [9].

Ad Huijser, december 2024

Referenties:

1. Le Pair C. and Huijser A. (2020), How does CO₂ Escape?
   http://www.clepair.net/oceaanCO2-4.html
2. Climate Change (2021), The Physical Science basis IPCC WG 1, 6^th Assessment Report
   Technical Summary TS3.2 pg.93-97, http://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1
3. Van Wijngaarden W. & Happer W. (2021), Relative Potency of Greenhouse Molecules, https://doi.org/10.48550/arXiv.2103.16465
4. Huijser A. (2024), recente analyse n.a.v. [9], nog te publiceren
5. Rasool S. & Schneider S. (1971), Atmospheric Carbon Dioxide and Aerosols: Effects of Large Increases on Global Climate, Science, Vol. 173, 138-141 https://doi.org/10.1126/science.173.3992.138
6. https://isccp.giss.nasa.gov/role.html see chapter: CLOUD CLIMATOLOGY: COMPUTER CLIMATE MODELS: “…today’s models must be improved by about a hundredfold in accuracy, a very challenging task. To develop a much better understanding of clouds, radiation and precipitation, as well as many other climate processes, we need much better observations.”
7. Frank P. (2019), Propagation of Error and the Reliability of Global Air Temperature Projections, Front. Earth Sci. 7:223, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2019.00223/full
8. In de hier gebruikte definitie is het “minteken” dat altijd aan λ_PL wordt toegekend als zijnde een “echte” feedback, voor de eenvoud van formules weggelaten. In [9] is dat niet het geval.
9. Huijser A. (2024), Greenhouse Feedbacks are Intrinsic Properties of the Planck Feedback Parameter, Science of Climate Change 4.1, 89-113, https://doi.org/10.53234/scc202411/03

Als het in de zomer flink waait en het zonnig weer is, dan schijnt in Duitsland méér elektriciteit door wind en zon opgewekt te worden dan er verbruikt wordt. Ik heb gelezen dat op dergelijke dagen dat in Nederland ook zo is. Dat klinkt aantrekkelijk en als je alleen maar dáárnaar kijkt en niet naar de schaduwzijde ervan, dan word je vanzelf een gelukkige (=onnozele) aanhanger van energietransitie.

Fig.1   Naar: energy-charts.info

Afgelopen week (week 50 van 2024) ging het mis: nauwelijks wind in NW. Europa en de zon liet zich ook niet zien. Dat betekende dat windmolens en zonnepanelen nauwelijks energie leverden. In Duitsland noemen ze dat Dunkelflaute. Figuur 1 is een grafiek van de elektriciteitsopwekking in Duitsland in die week 50. Duitsland is het ‘verst’ in de energietransitie, dus daar komt een Dunkelflaute hard aan.

De bovenste zwarte lijn in figuur 1 is het verbruik (de vraag, load), en aan het hogere verbruik is goed te zien dat de eerste 5 dagen doordeweekse dagen waren. DE schommelingen laten zien dat er overdag van een hoger verbruik sprake is dan ’s nachts. De laatste 2 dagen waren weekenddagen, met een overall lager verbruik. De kleurtjes geven de diverse ‘bronnen’  van de elektriciteitsopwekking weer.

De kleur rood is een buitenbeentje en geeft het tekort weer, dus opwekking minus verbruik. Dat betekent dan dat er dan geïmporteerd moet worden, maar veel omringende landen hebben dan hetzelfde Dunkelflauteprobleem met wind en zon. Het gevolg is dan dat elektriciteit in een groot gebied schaars wordt en de prijs omhoog vliegt. Ook goed te zien is dat de andere energiebronnen (indien mogelijk) dan bij moeten schakelen. Iets meer hydro-elektriciteit en vooral veel fossiele brandstoffen.

Fig.2   Bron: X

De Zwitserse energiedeskundige Alex Stahel houdt de energietransitie bij en toonde een paar dagen geleden het kaartje van figuur 2. Dat kaartje is afkomstig van Epexspot en toont de veilingprijs van 1 MWh in Euro’s, eind van de middag op 12 december 2024. De prijs van 1 MWh was toen in Duitsland € 936,28. Ter vergelijking, vandaag (maandagmiddag 16 december) was de prijs gezakt naar ruim € 120,- per MWh. Het waait weer.

Kijk ook eens naar de prijzen op die donderdagmiddag in Nederland, Denemarken, Oostenrijk, Zuid Zweden en Zuid Noorwegen. België is ook verhoogd maar niet zo erg als in Nederland, en Frankrijk met zijn vele kerncentrales heeft nergens last van, integendeel, Frankrijk levert elektriciteit aan al die ‘arme’ landen die hun betaalbare energie (=welvaart) op de tocht hebben gezet. Het is als in het sprookje van De Kleren van de Keizer.

De Duitse economie heeft door de vergevorderde Energiewende te kampen met hele hoge energieprijzen. Dat is niet alleen vervelend voor veel huishoudens, maar vooral ook voor de industriesector, die voor de Duitse economie altijd de kip met de gouden eieren was. Steeds meer gerenommeerde industrieën verlaten Duitsland of sluiten de poorten vanwege de exorbitante energieprijzen, en armoede ligt op de loer. Dat geldt overigens niet alleen voor Duitsland maar ook voor veel andere Europese landen, die met dezelfde problemen kampen en nauwe banden hebben met de Duitse economie.

Fig.3   Bron: ourworldindata

Waarom doen we zo gek? Omdat er mensen zijn, vooral binnen de bestuurlijke elites, die geloven dat we het klimaat kunnen ‘redden’ door minder CO2 uit te stoten. Ik denk dat dat onzin is, om velerlei redenen.

Als je de CO2 uitstoot mondiaal bekijkt (figuur 3) dan zien je al één reden, namelijk dat India en vooral China jaarlijks veel meer CO2 emitteren dan wij in de EU besparen. En dat zal nog wel even zo door gaan. Bovendien zijn er nog veel meer ‘armere’ landen die hunkeren naar meer welvaart, en dat gaat niet zonder meer fossiele energie.

Alex Stahel verwoordt het zonder omhaal als volgt:

Fig.4   Bron: X

Fig.1   Bron: KNMI

Er is de afgelopen maanden veel kabaal geweest over het opvallend vaak voorkomen van tropische wervelstormen in 2024. Figuur 1 is afkomstig uit een recent artikel op de KNMI website. De rode omlijning van enkele passages is van mijn hand. Zonder te twijfelen stelt het KNMI nadrukkelijk dat klimaatverandering daarbij een rol speelte: “… de rol van klimaatverandering is goed zichtbaar geworden”.

Nu was de temperatuur van het zeewater in de Noordelijke Atlantische Oceaan warmer dan normaal, en dan mag je verwachten dat dat aanleiding geeft tot het ontstaan van meer tropische stormen en orkanen. Het KNMI stelt terecht: “Hoe warmer het water is, hoe meer energie er dus beschikbaar is voor een orkaan om (snel) sterker te worden.” Ook de bekende/beruchte Amerikaanse klimatoloog Michael Mann weet dat, en hij deed aan het begin van het stormseizoen in het voorjaar een voorspelling:

Fig.2   Bron: X

Helaas voor Mann bleken er geen 33 maar slechts 18 tropische stormen te zijn ontstaan boven de Noordelijke Atlantische Oceaan. Toegegeven, dat waren 4 tropische stormen méér dan het langjarige gemiddelde van 14 tropische stormen per jaar. Maar het blijkt dus ook voor professionele klimatologen erg lastig om op basis van onze huidige kennis van tropische stormen juiste voorspellingen te doen.

Wellicht dat het warmere water in de Noordelijke Atlantische Oceaan een rol heeft gespeeld, maar waarom ontstonden er dan veel minder tropische stormen dan voorzien? En waarom ontstonden er juist in de warme maanden augustus en september geen tropische stormen, zoals het KNMI stelt? De correlatie tussen SST (sea surface temperature) en het ontstaan van stormen blijkt dus een stuk complexer dan wordt aangenomen.

Als voorspellen zo ingewikkeld is, hoe serieus moet je dan de stelling van het KNMI nemen dat  “… de rol van klimaatverandering is goed zichtbaar geworden”? De afdeling van NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) die zich bezig houdt met tropische stormen (GFDL) schrijft in een recent bericht:

Fig.3   Bron: NOAA GFDL

Gezien de reputatie van NOAA GFDL kan niet anders geconcludeerd worden dan dat het KNMI voor zijn beurt heeft gesproken en een te stellige (alarmistische) positie heeft ingenomen.

Tropische stormen, orkanen, ontstaan in de tropen aan de oostzijde van oceaanbekkens, als het wateroppervlak zo’n 28 °C is. Er ontstaat dan convectieve (opwaartse) stroom zeer vochtige lucht. Door afkoeling en condensatie van de waterdamp komt latente warmte vrij die voor een nog sterkere opwaartse stroom zorgt. Zo kan uiteindelijk een enorme turbulente wolkenmassa ontstaan die door de Corioliskracht ronddraait (tegen de wijzers van de klok in op het NH, andersom op het ZH). Hieronder zijn de brongebieden en banen weergegeven. De namen hurricane, typhoon en cyclone zijn regionale namen voor hetzelfde verschijnsel orkaan.

Fig.4   Bron: NOAA/NASA

De orkanen worden naar het W meegevoerd door de passaatwinden. Als een storm wat verder van de evenaar verwijderd raakt wordt die ‘opgepikt’ door westenwinden en buigt af. Als een storm boven land komt (in de VS landfall genoemd) verliest hij zijn energie snel omdat er veel minder waterdamp aanwezig is, en waterdamp is de motor van de storm. Die westenwinden brengen de restanten van een orkaan bij de VS dan naar Europa, waar hij vanwege het koudere water zoveel energie is verloren dat hij hier vaak als storm binnenkomt.

Fig.5   Bron: Climatlas

Bovenstaande tabel is afkomstig van de website van meteoroloog Dr. Ryan Maue, een bekende stormdeskundige uit Florida. De tabel toont in de tweede kolom (Current YTD) de totale cycloon-energie (ACE, Accumulated cyclone energy) per regio van 2024. Te zien is dat de ACE in het bekken North Atlantic in 2024 aanmerkelijk hoger was dan gemiddeld (Normal YTD). Dat was echter niet het geval in de overige bekkens Western N Pacific,  Eastern + Cent N Pacific, North Indian en het Zuidelijk Halfrond.

Fig.6   Bron: Climatlas

De tabel van figuur 6 laat zien dat de totale energie van tropische stormen in 2024 alleen in de Noordelijke Atlantische Oceaan hoger was dan gemiddeld (162%), terwijl in alle andere delen van de wereld de cycloon-energie in 2024 aanmerkelijk kleiner is geweest dan gemiddeld. De bekkens Western N Pacific en North Indian laten zelfs 0% zien, en voor de gehele aarde was de ACE in 2024 slechts 1/3 van wat het normaal is.

Het is ook dáárom niet vol te houden dat de opvallende activiteit in 2024 van wervelstormen in Noordelijk Atlantische Oceaan het gevolg zou zijn van klimaatverandering, zoals het KNMI beweert. Want waarom zou de invloed van  klimaatverandering (als gevolg van stijgend CO2) op tropische stormen beperkt blijven tot het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan, terwijl CO2 een well mixed gas is en overal op aarde ongeveer dezelfde waarden heeft?

Fig.7   Bron: Climatlas

De grafiek van figuur 7 laat het wereldwijde voorkomen van tropische stormen en orkanen (vanaf 1971) zien  als 12-maands voortschrijdende  sommen. De bovenste tijdreeks is het aantal stormen dat ten minste tropische stormkracht bereikt, de middelste tijdreeks toont het aantal stormen met orkaankracht, de zwaarste daarvan worden in de onderste tijdreeks weergegeven. Er is geen sprake van een toename van het aantal tropische stormen en orkanen.

Tot slot: NOAA stelt in haar bericht over het stormseizoen 2024: “There is no strong evidence of century-scale increasing trends in U.S. landfalling hurricanes or major hurricanes.  Similarly for Atlantic basin-wide hurricane frequency (after adjusting for changing observing capabilities over time), there is not strong evidence for an increase since the late 1800s in hurricanes, major hurricanes, or the proportion of hurricanes that reach major hurricane intensity.”

Bij gebrek aan ‘strong evidence’ lijkt het me daarom beter als het KNMI zijn bericht over het orkaanseizoen 2024 aanpast en de suggestieve verwijzingen naar klimaatverandering verwijdert. Misschien dat de journaals van NOS en RTL dan ook wat minder ‘hitsig’ worden in hun berichtgeving over tropische stormen?

Op de klimaatwebsite WhatsUpWithThat verscheen gisteren een zeer lezenswaardig artikel van de hand van Andy May met een temperatuurreconstructie over de afgelopen 4000 jaar. Ik heb de redactie van WUWT gevraagd om het te mogen vertalen voor Klimaatgek, waarvan acte:

Andy May, WUWT 3 december 2024

Klimaatverandering in de afgelopen 4000 jaar

Ik heb voor het laatst over klimaatverandering en beschaving in de afgelopen 4000 jaar in 2016 geschreven. Sindsdien is er veel veranderd en heb ik veel meer geleerd over het onderwerp. Ten eerste hebben we geleerd dat verschillende proxy’s voor lucht- en zeewater temperatuur, zoals ijskern δ18O of jaarringen, allemaal verschillend zijn. Voor een bespreking van sommige gebruikte temperatuurproxy’s en de problemen daarmee, zie hier. Proxy’s verschillen in nauwkeurigheid, zijn vaak gevoelig voor seizoenen en hebben verschillende temporele resoluties. Zoals Soon en Baliunas in 2003 opmerkten, zijn ze allemaal lokaal en “kunnen ze niet worden samengevoegd tot een hemisferische of globale kwantitatieve samenstelling.”

De reconstructie van de wereldwijde gemiddelde oppervlaktetemperatuur (GAST) die in het IPCC AR6-rapport is gebruikt, was van Kaufman et al. De auteurs geven aan dat de gemiddelde afstand van elke temperatuur (de temporele resolutie) 164 jaar is. Om het volledige wereldwijde instrumentele temperatuurrecord op een geldige manier met de proxy’s te vergelijken, moet men alle dagelijkse metingen sinds 1860 tot één punt gemiddeld worden. Dat wil zeggen, de snelheid van opwarming sinds 1860 is irrelevant, want het proxyrecord kan een stijging van 164 jaar niet waarnemen. Het probleem van het vergelijken van dagelijkse moderne instrumentele temperatuurmetingen met proxy’s wordt hier besproken door Renee Hannon.

Temperatuurproxy’s

De meeste temperatuurproxy’s zijn slechts gevoelig voor één seizoen, maar het is duidelijk dat seizoensgebonden temperaturen in een ander tempo variëren en dat jaargemiddelde temperaturen anders variëren dan seizoensgebonden temperaturen. Ze statistisch mengen om een nauwkeurig GAST-record van het verre verleden te maken is niet mogelijk. Dit probleem wordt hier en hier in meer detail besproken. Verder worden de meeste proxy’s – naast de temperatuur – beïnvloed door neerslagfrequentie en/of CO2 niveaus. We weten dat het atmosferisch CO2-gehalte tegenwoordig hoger is dan in de afgelopen paar duizend jaar en kunnen niet corrigeren voor neerslagfrequentie of -hoeveelheid.

Hoewel het combineren van honderden proxy’s tot één samengesteld “mondiaal” of “hemisferisch” record een dwaze opdracht is, kunnen we wel op meerdere plaatsen kijken naar lokale proxy’s van hoge kwaliteit met een hoge resolutie om een kwalitatief idee te krijgen over mondiale of hemisferische klimaatveranderingen, wat Soon en Baliunas deden in 2003. Twee datareeksen zijn bijzonder nuttig, namelijk de Groenlandse ijskerngegevens van Vinther et al. en de Indonesische doorstroomgegevens op 500 meter waterdiepte uit de Straat Makassar van Rosenthal et al. De gegevens uit de Straat Makassar zijn representatief voor de zee-oppervlaktetemperaturen in het noordelijke deel van de Stille Oceaan, en de gegevens uit Groenland van Vinther zijn representatief voor de luchttemperatuur in het gebied Groenland-Renland-Agassiz. De Vinther-reconstructie is superieur aan de meer algemeen gebruikte GISP2-reconstructie (Alley, 2004) & (Alley, 2000) omdat deze rekening houdt met hoogteveranderingen en ijsstroming. Beide factoren beinvloeden de GISP2-reconstructie.

Zowel de temperatuurreconstructies van Vinther als van Rosenthal hebben een resolutie van 20 jaar over een periode van 4000 jaar, wat een goede resolutie is voor proxy’s. De nauwkeurigheid van beide registraties is goed, ongeveer ±0,3°C. Beide zijn proxy’s van het noordelijk halfrond, maar ze liggen 15.000 km uit elkaar. In figuur 1 worden ze vergeleken met een vergelijkbare (10 jaars resolutie) proxy op Antarctica (Jouzel, et al., 2007). Zoals je kunt zien is het niet altijd een goed idee om proxy’s van het noordelijk halfrond te middelen met proxy’s van het zuidelijk halfrond, omdat temperatuurtrends variëren met de breedtegraad.

Figuur 1. Proxy-temperaturen voor het Holoceen van Antarctica (Dome C, Jouzel et al., 2007), Groenland (Vinther) en Indonesië (Rosenthal). De Neoglaciale klimaatperiode is gelabeld. Het is een temperatuurdaling op het noordelijk halfrond.

Zoals figuur 1 suggereert is de lange temperatuurdaling met het label “Neoglaciaal” voornamelijk een fenomeen op het noordelijk halfrond, zie figuur 1 hier. Figuur 2 vergelijkt de Vinther en Rosenthal records uit figuur 1 met geselecteerde historische gebeurtenissen en Usoskin’s Solar Grand Minima (SGM) record (Usoskin, 2017) weergegeven als oranje omlijnde zwarte stippen. Zie figuur 1 voor de afgevlakte versie van de Vinthergegevens en figuur 2 voor de niet-afgevlakte gegevens over 20 jaar. Om figuur 2 in volledige resolutie te zien, klik je op de afbeelding of hier. De figuur kan goed worden afgedrukt op A4-papier.

De Blytt-Sernander klimaatperioden (Schrøder, et al., 2004) worden bovenaan in figuur 2 aangegeven. Daaronder zijn de Vinther en Rosenthal proxy temperatuurmetingen uitgezet samen met belangrijke historische gebeurtenissen. De rode stippellijn rechts is een afgevlakte HadCRUT4 composiet van de zes bevolkte gridcellen (d.w.z. gridcellen met temperatuurwaarden) bij Groenland die voldoende gegevens hebben sinds 1850. De lijn werd verticaal aangepast aan de Vinthergegevens waar deze elkaar overlapten. Zowel de Vinther als de 20-jaar afgevlakte HadCRUT4 metingen laten een piek zien rond 1934. Het Rosenthal record is van 500 meter diepte in de Straat Makassar in Indonesië. Het rode kader is de gemiddelde temperatuur (op dezelfde diepte) van 2004-2016, afkomstig uit de mondiale oceaanklimatologiedatabase van de Universiteit van Hamburg (Gouretski, 2019).

Figuur 2. De Vinther (zwart) en Rosenthal (groen) proxy temperatuurmetingen vergeleken met belangrijke historische gebeurtenissen. De HadCRUT4 anomalie in Groenland is een gestippelde rode lijn en de 500-meter temperatuur van de Straat Makassar van de Universiteit van Hamburg is weergegeven als een rood kader. Klik hier om in volledige resolutie te bekijken.

Belangrijke historische klimaatperioden worden geïdentificeerd onder de zonneminima. Beide proxy’s laten een temperatuurdaling op het noordelijk halfrond zien die tussen 1700 en 1810 zijn dieptepunt bereikt. Samen laten ze pieken zien van 800 tot 1000 na Chr. (de Middeleeuwse Warme Periode), 500 voor Chr. tot 400 na Chr. (Romeinse Warme Periode), en 1700 voor Chr. tot 1000 voor Chr. (Minoïsche Warme Periode). Significante verschillen in de proxy’s komen voor van 1400 tot 800 voor Christus, 200 voor Christus tot 0 na Christus, en 300 tot 500 na Christus.

Historische details

In 2000 voor Chr. bevonden de meest ontwikkelde culturen ter wereld zich in het oostelijke Middellandse Zeegebied maar de situatie was chaotisch. Het Egyptische Oude Rijk was ingestort en bevond zich in de Egyptische Donkere Tijd, en vóór die tijd was het Akkadische Rijk (voornamelijk in het huidige Irak) ingestort. Uit die chaos ontstond het Egyptische Nieuwe Rijk in 1975 voor Chr. en de ontwikkeling van de grote Minoïsche “paleizen” op Kreta en de omliggende eilanden. De Minoïers hadden de meest geavanceerde schepen van die tijd en dreven op grote schaal handel. De Minoïsche handelscultuur bereikte een hoogtepunt tussen 1690 v.Chr. en 1450 v.Chr. toen een onbekende ramp alle paleizen op Kreta vernietigde, behalve Knossos (Cunliffe, 2008, p. 190). Knossos overleefde totdat de Myceense en Hettitische beschavingen instortten in de grote catastrofe van 1177 v. Chr. (Cline 2014).

Verder naar het oosten was er een geavanceerde beschaving in het noordwesten van India en Pakistan genaamd Harappa. Hoewel de wortels van de Harappaanse beschaving terug te voeren zijn tot 5500 v. Chr. of eerder, bestond de volwassen Harappaanse periode tussen 2600 v. Chr. en 1300 v. Chr. toen deze instortte. Hoewel de Mesopotamische en Egyptische beschavingen dateren van vóór de Harappan, was de Harappan waarschijnlijk groter dan die beschavingen (Britannica).

In China heerste de Shang-dynastie over het grootste deel van de vallei van de Gele Rivier van ongeveer 1600 v.Chr. tot ongeveer 1046 v.Chr. (Britannica) toen deze ineenstortte en ten val werd gebracht door koning Wu van Zhou. De laatste decennia van de Shang-dynastie waren klimatologisch zeer turbulent en ongewoon koud en droog, met vaak stofstormen. Er verscheen ijs in de Gele Rivier en er waren regelmatig misoogsten en hongersnoden. Het slechte weer hielp koning Wu bij zijn veroveringstocht (Behringer, 2010, p. 57).

In 800 voor Christus vond er in Europa en het Midden-Oosten een klimaatafkoeling plaats, ook wel de Hallstatt ramp genoemd (Behringer, 2010, p. 60). Het markeert het begin van de IJzertijd in Europa en wordt geassocieerd met een daling van de temperaturen, langere winters en het oprukken van gletsjers. Er vonden grootschalige migraties plaats en in Egypte braken burgeroorlogen uit.

China werd uiteindelijk rond 200 v.Chr. verenigd door Ch’in, maar na zijn dood ontstond er chaos en in 202 v.Chr. werd de Han-dynastie gevormd. Deze duurde tot 220 na Chr. Dit is ook de periode waarin het Romeinse Rijk op zijn hoogtepunt was (Behringer, 2010, p. 62).

Druiven werden in Groot-Brittannië geïntroduceerd door de Romeinse keizer Probus in 280 na Christus. Een verslechterend klimaat initieerde de zogenaamde “grote volksverhuizing”-periode rond 250 na Christus, wat leidde tot problemen in het Romeinse Rijk en de ineenstorting van de Han-dynastie in 220 na Christus. Later, rond 375, vielen de Hunnen Europa binnen en dreven de Germanen naar Rome dat werd verwoest. Rome kende een korte opleving rond 400 na Christus, maar stortte uiteindelijk in. Een klimatologische ramp rond 537 na Christus, mogelijk het gevolg van een grote tropische vulkaanuitbarsting, hielp bij de val van het Rijk. Dit was vlakbij het begin van de Europese ‘Donkere Eeuw’.

Een van de meest catastrofale klimaatrampen in de geschiedenis vond plaats rond 800 na Christus. In 843 stormde een uitgehongerde wolf tijdens de kerkdienst een kerk in Sénonais (Frankrijk) binnen en viel de gelovigen aan. Karel de Grote zette in elk graafschap van zijn koninkrijk wolvenjagers in. Een derde van de mensen in Europa stierf in 784 na Christus. De decennia rond 800 na Christus waren ellendig in Europa. Toch was de periode in China en Japan onopvallend. De Maya’s hadden echter te lijden onder verschillende ernstige droogtes tussen 760 en 910 na Christus en de regering en adel van de Maya’s verdwenen rond 900 na Christus te midden van een ernstige bevolkingsafname (Behringer, 2010, p. 71).

Rond het midden van de 800-er jaren kwamen de Vikingen op toen de Noord-Atlantische Oceaan opwarmde en ze veroverden delen van Groot-Brittannië, Ierland, Rusland, Frankrijk en Sicilië. De Middeleeuwse Warme Periode begon eerder in Noord-Europa dan in het zuiden, wat gunstig was voor de Vikingen. Ze vestigden zich in 985 na Chr. in Groenland en floreerden daar tot rond 1410, toen de laatste brief uit Groenland bij het Vaticaan aankwam. Ergens na 1410 kwamen ze allemaal om en sommige van hun boerderijen liggen nu geconserveerd in de permafrost. Schepen die in deze periode naar Groenland probeerden te varen, konden niet voorbij de overvloedige ijsbergen komen.

Kleine IJstijd

Hoewel de meeste bronnen de Kleine IJstijd rond 1300 laten beginnen, begon deze pas echt eind 1400. Het ergste deel van de Kleine IJstijd was van ongeveer 1645 tot 1715, hoewel er ook extreem koude perioden voorkwamen van 1310 tot 1322, 1560-1600 en 1800-1850. De periode van 1560-1660 werd bekend als het “tijdperk van de heksenvervolgingen” (Behringer, 2010, p. 130). Iemand moest de schuld gegeven kunnen worden van het slechte weer, en de groep die het vaakst de schuld kreeg waren oudere alleenstaande vrouwen. Anderen beweerden dat het weer een straf van God was voor zonden zoals sodomie of het opvoeren van toneelstukken.

Het effect van het slechte weer in de Kleine IJstijd op de samenleving was verschrikkelijk. Halverwege de 16e eeuw waren er wereldwijd meer oorlogen dan in enig ander tijdperk tot aan de jaren 1940 (Parker, 2008). In de jaren 1640 stortten de Ming Dynastie en het Pools-Litouwse Gemenebest in. Ernstige opstanden schokten het Verenigd Koninkrijk, Spanje, Rusland, Frankrijk en Istanboel. In Londen werd koning Karel I als eerste koning berecht. Een van China’s latere keizers, Yongzheng, schatte dat tijdens deze periode meer dan de helft van de Chinese bevolking stierf (Parker, 2008).

In Frankrijk hebben de Fronde Opstand (1648-1653) en de daaruit voortvloeiende ziekte, gebrek en ellende mogelijk twee derde van de bevolking van de dorpen rond Parijs gedood. Thomas Hobbs schreef in 1651 dat “het leven van de mens eenzaam, arm, smerig, wreed en kort” was (Parker, 2008).

Het was niet alleen de kou die de Kleine IJstijd ellendig maakte, maar ook droogte, zware stormen en af en toe een zomer met extreme hitte (May & Crok, 2024). Het weer in de Kleine IJstijd was veel extremer dan nu. Ik heb elders geschreven dat het weer opvallend stormachtig was tijdens de Kleine IJstijd, zie figuur 6 hier. Dat is logisch omdat koudere perioden een steilere temperatuurgradiënt hebben van de tropen naar de polen en het is juist die gradiënt die stormen aandrijft.

Zoals Geoffrey Parker schrijft, is aangetoond dat de buitengewone beweringen over de ellende van de mensen die in de jaren 1600 leefden, kloppen. Het is begrijpelijk dat velen die vandaag de dag terugkijken op die periode sceptisch zijn over de verhalen, maar er is herhaaldelijk aangetoond dat ze waar zijn. De Kleine IJstijd was echt en was verwoestend voor de mensheid.

Conclusies

Veel paleoklimatologen, archeologen en historici zijn het erover eens dat er een verband bestaat tussen het niveau van zonneactiviteit en het klimaat. Ze zijn het er ook over eens dat de mens het beter doet in warmere tijden dan in koudere tijden. Het wordt tijd dat de “consensus” de historische en archeologische feiten onder ogen ziet.

Download de bibliografie hier.

Fig.1   Data: crudata

Wordt 2024 het warmste jaar ‘ooit’ gemeten? Wellicht, als je kijkt naar bovenstaande grafiek van de Hadcrut5 meetreeks (thermometermetingen, non infilled). Het is een race tussen 2023 en 2024. Wat is er in die twee jaren aan de hand, dat de temperatuur zo omhoog vloog? Dat is vooral te danken aan het feit dat we de aflopen 2 jaren een super El Niño hebben gehad. Maar ook de langjarige stijging van de temperatuur op aarde van 1850 t/m 2023 helpt natuurlijk een beetje mee. Ik bedoel: het is logisch dat je een ‘recordjaar’ eerder aan het einde van een stijgende tijdreeks vindt dan aan het begin. Die lineaire trend 1850-2023 is overigens 1,03 °C.

Fig.2   Bron: NOAA

El Niño is het verschijnsel in het tropische deel van de Grote Oceaan dat om de 3 à 7 jaren de temperatuur van het zeeoppervlak  daar flink stijgt. Dat warmer worden van een deel van de Grote Oceaan heeft ruimtelijk bezien verstrekkende gevolgen voor het weer en heeft ook effect op de globale temperatuur. Samen met de stijgende trend van de temperatuur sinds 1850 zorgt dat er dan voor dat 2023 en 2024 opvallend warme jaren zijn.

Fig.3   Data: crudata

Maar aan elke stijgende El Niño komt een eind en zet de temperatuur een val naar beneden in. Aan de grafiek van figuur 1 kun je niet zien of we dat hoogtepunt al gehad hebben. Dat komt omdat de grafiek jaardata laat zien en 2024 is nog niet afgelopen. Maar aan de maanddata  van 2024 van Hadcrut5 die momenteel bekend zijn (t/m september 2024) is te zien dat we de top gehad hebben. In figuur 3 heb ik de maanddata van 2023 en 2024 t/m september boven elkaar weergegeven. Het zal van de komende 3 maanddata afhangen of 2023 dan wel 2024 het warmste jaar wordt.

Voor sommige mensen is dat laatste belangrijk, want dat wordt dan gebruikt om te laten zien dat alles ‘de schuld is van de mens’ is, of dat we ‘op weg naar het einde’ zijn. Eén ding is in elk geval zeker: die enorme piek aan het einde wordt veroorzaakt door het verschijnsel El Niño, en dat is voor 100% een natuurlijk verschijnsel. Dat aan zo’n piek na ongeveer een jaar een einde komt is zo goed als zeker. Daarom zal 2025 kouder zijn dan 2024. Als er al menselijke invloed (CO2) in figuur 1 zit dan zit dat in de langjarige trend, niet in een El Niñopiek.

Fig.4   Bron: NOAA

De grafiek van figuur 4 laat zien dat er na vrijwel elke Niño (rood) een Niña ontstaat (blauw), waarbij de oppervlaktetemperatuur van het oceaanwater in sectie 3.4 (figuur 2) lager is dan normaal. De rode lijn geeft de gemiddelde Niño temperatuuranomalie weer, de blauwe lijn die van La Niña. Het verschil tussen die gemiddelden is ongeveer 1 °C, maar de uitschieters zijn veel groter. Zo was het zeewater tijdens de super El Niño 2015/2016 tot 2,5 °C warmer dan normaal. Verder valt op dat in oktober 2024 de super El Niño van 2023/2024 voorbij is en er zelfs wat blauw tevoorschijn komt van een mogelijk komende La Niña. Dat is opvallend, omdat de globale temperatuur momenteel nog niet laat zien dat El Niño afgelopen is. Hoe zit dat?

Fig.5   Data: Roy Spencer

De grafiek van figuur 5 is gebaseerd op de UAHV6 satellietdata van de lagere troposfeer. Ook hier temperatuur anomalieën, zoals bij Hadcrut. Het fijne van die UAH tijdreeksen is dat door de satellieten overal gemeten wordt, terwijl de Hadcrut data gebaseerd zijn op thermometermetingen. Die meetstations zijn zeer ongelijk over de aarde verdeeld. Sommige delen van de aarde kennen nauwelijks meetstations, en de metingen op de oceanen is ook niet dekkend. Daar hebben de satellietdata van UAH geen last van.

De UAH V6 maanddata van figuur 5 lopen een maand verder (oktober) dan de Hadcrut5 data van figuur 3, waardoor te zien is dat de temperatuurpiek van 2023/2024 achter de rug is en de daling is ingezet. De hoge temperatuurpiek van 2023/2024 is vergelijkbaar met die van 1997/1998. Ook in 1997/1998 was er sprake van een super El Niño, net zoals overigens in 2015/2016, maar die laatste piek was minder hoog. Ik vergelijk de globale temperatuurdata van UAH met de SST van ENSO 3.4:

Fig.6    Data: UAH V6 en NOAA

Daarvoor moest ik de UAH grafiek detrenden, omdat behalve de pieken en dalen er in de UAH tijdreeks ook sprake is van een langjarige trend van 0,7137 °C  van dec 1978 t/m okt 2024, en de grafiek van ENSO 3.4 van jan 1982 t/m okt 2024  geen trend vertoont.

Het resultaat ziet u in figuur 6. Er vallen enkele dingen op. In de eerste plaats is er een opvallend goede correlatie tussen de SST van het gebied ENSO 3.4 (5°N-5°S, 150°W-160°W). In de tweede plaats is er sprake van een time lag van 2-3 maanden tussen het signaal van de ENSO 3.4 en dat van UAHV6. Het vergt tijd om de invloed op de globale temperatuur van de stijgende SST in een relatief klein gebied als ENSO 3.4  te kunnen meten.

Wat ook opvallend is, is dat de super El Niño van 2015/2016 weliswaar een hogere SST laat zien dan 2023/2024, maar dat de globale temperatuur van 2023/2024 hoger is, en bovendien het na-ijleffect groter is dan bij de andere (super) El Niño’s. Hoe kan dat?

Fig.7   Bron: NOAA

Javier Vinós schreef afgelopen zomer een artikel op de website van Judith Curry over de opvallende opwarming van sommige oceaanregio’s. Hij analyseerde kwestie en kwam tot de conclusie dat het in elk geval niets te maken kan hebben met het atmosferisch CO2 (figuur 7). Vinós : ” Er is geen onderzoek dat suggereert dat de geleidelijke toename van CO₂ zou kunnen leiden tot een plotselinge toename in klimaatvariabiliteit”.

Fig.8   Bron: NASA/GCSF

Een factor die volgens Viños wel van invloed kan zijn geweest op de opwarming van 2023/2024 is de explosie van de vulkaan Hunga Tonga Hunga Ha’apai in de Grote Oceaan op 14 en 15 januari 2022. Door die onderwater-eruptie kwam er een enorme hoeveelheid water (150 miljoen ton) in de atmosfeer, tot diep in de stratosfeer. Dat is ongeveer 10% van het water dat al in de stratosfeer aanwezig is. De grafiek van figuur 8 toont de scherpe toename halverwege januari 2022.  Die extra hoeveelheid waterdamp tot op de dag van vandaag goed traceerbaar is in satellietdata en neemt maar langzaam af.

Op de verticale as zien we de waterdampafwijkingen in ppm in de stratosfeer tussen 45 graden NB en ZB op 26.1 hPa (25 km) hoogte sinds 2016. We zien dat de hoge H2O waarden die door de Tonga-uitbarsting is ontstaan pas een jaar later (in 2023) vanaf 15 graden NB op het noordelijk halfrond verschijnt. De grafiek laat ook zien dat de stratosfeer in 2024 al weer wat begint ‘op te drogen’, maar dat gaat langzaam. In 2023 is slechts 20 miljoen ton water teruggekeerd naar de troposfeer, 13%.

Die extra hoeveelheid waterdamp in de stratosfeer heeft een aantal effecten op het aardse klimaat. Omdat waterdamp een belangrijk broeikasgas is versterkt de extra hoeveelheid waterdamp het broeikaseffect. Dat betekent lagere temperaturen hoog in de stratosfeer maar ook een toename van de temperatuur aan het aardoppervlak. Die toename wordt door het KNMI geschat op maximaal 0,1 °C.

Fig.9   Bron: CERES

Een paar maanden geleden schreef ik een uitgebreid artikel over de rol van wolken in de aardse energiebalans.

Duidelijk werd dat er de afgelopen jaren opvallende veranderingen hebben plaatsgevonden aan de inputzijde van die energiebalans (figuur 9). Wat in de figuur ‘Incoming Solar Radiation’ wordt genoemd is in de tekst de SWin. Die is gemiddeld ongeveer 340W/m2, ¼ van de TSI (zonneconstante). Die TSI is zoals de naam al zegt tamelijk constant, maar er zit toch een beetje beweging in.

Fig.10   Data: De Witte et al 2022

Figuur 10 toont het verloop van de zonneconstante sinds begin jaren ‘60. Te zien in de grafiek is de 11-jarige cyclus van Schwabe; de verschillen zijn gemiddeld klein en schommelen in de aangegeven periode tussen de 1362 en 1365 W/m2 . Omdat de aarde een (draaiende) bol is wordt slechts de helft van het aardoppervlak door de zon beschenen. Daardoor valt er gemiddeld ongeveer 340 W/m2 aan de TOA binnen.

Fig.11  Data: Ceres

In figuur 11 zijn de jaarlijkse waarden van Swin weergegeven voor de jaren 2000 t/m 2023. De Ceres data van 2024 zijn nog pas t/m juli 2024 beschikbaar, dus is 2024 nog niet bekend. Wat wel te zien is is dat de inkomende instraling aan TOA in 2023 wat groter is dan in de voorafgaande jaren. Het verschil is niet groot, ongeveer 0,2 W/m2, maar dat kan zeker wel een rol spelen bij de temperatuur aan het aardoppervlak.

Fig.12   Data: Ceres

Een veel groter effect heeft de afname van de gereflecteerde zonnestraling sinds 2000, de SWout. In figuur 9 wordt dat Reflected Solar Radiation genoemd,  zonlicht dat gereflecteerd wordt door wolken, atmosfeer en aardoppervlak. De trendlijn laat zien dat die afname over de gehele periode 2000 – 2023 maar liefst -1,9 W/m2 is. Die afname van de reflectie betekent dat de absorptie van zonlicht door het aardse systeem met de zelfde hoeveelheid toegenomen is. Heel opvallend is de afname van de reflectie van 2022 naar 2023, een afname met maar liefst 0,8 W/m2!

Fig.13   Data: Ceres

De grafiek van figuur 13 laat zien wat die afname betekent voor de netto invallende instraling, dus de instraling die na aftrek van reflectie overblijft om het aardse systeem te verwarmen. De trend is hier ook ongeveer 1,9 W/m2, gelijk maar met omgekeerd teken uiteraard aan de trend van de reflectie.

Fig.14   Data: Ceres

In het artikel over de energiebalans van afgelopen september heb ik beschreven hoe het zogenaamde CRE berekend kan worden uit de data van Ceres. Dit CRE (cloud radiative effect) 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 per jaar ziet het er uit zoals weergegeven in figuur 14. De dalende trendlijn betekent dat in de aangegeven periode het aandeel van wolken in de totale reflectie afneemt.

De reflectiewaarde van het aardoppervlak is in de literatuur opvallend constant met ~23 W/m2. Nu we weten dat het wolkeffect op de net SWin van 46 W/m2 naar 45 W/m2 gedaald is (figuur 14) kunnen we berekenen hoe groot de reflectiewaarde is van de atmosfeer inclusief aerosolen (zonder wolken). Dat is van 100 (98) W/m2 (SWout) – 46 (45) W/m2 (CRE kortgolvig) – 23 W/m2 (aarde) = 31 (30) W/m2. Wolken zijn dus aan de kortgolvige zijde van de energiebalans de belangrijkste reflector.

Als ik zou weten wat de verklaring is voor de afname van de reflectiewaarde van wolken vanaf 2000 zou ik het graag zeggen, maar ik weet het niet. Is die afname de/een oorzaak van de toename van de temperatuur op aarde sinds 2000? Het lijkt er wel op, de energietoename van de instraling op het aardse systeem is relatief groot.

Die sprong van de netSWin van 2022 naar 2023 met 0,89 W/m2 zou best wel eens het gevolg kunnen zijn van de mega injectie van water door de Tonga vulkaan in de stratosfeer in januari 2022. Ik kan geen andere verklaring bedenken voor deze sprong. Bedenk dat het opwarmingseffect (zonder meekoppelingen) bij verdubbeling van CO2 geschat wordt op ongeveer 1 °C. Die KNMI schatting van 0,1 °C door Tonga kan dus wel eens aan de lage kant zijn. Ik wacht af wat komende publicaties gaan brengen.

De super El Niño bepaalde zonder twijfel voor een groot deel de temperatuurpiek 2023-2024. Het is zeker denkbaar dat de Tonga vulkaanuitbarsting en (als gevolg?) de toename van de instraling die piek een handje geholpen werd.

Fig.15   Bron: Jucker et al (2024)

Bovenstaande grafiek laat zien dat de verhoogde hoeveelheid waterdamp in de stratosfeer nog zeker 8 jaren na de uitbarsting in 2022 aanwezig zal blijven. De figuur is afkomstig uit een publicatie van Jucker et al uit mei 2024. De onderzoekers:

Het lijkt er op dat we de effecten op het aardse weer van de uitbarsting van de Tonga vulkaan tot nu toe wat onderschat hebben. De onderzoekers schrijven in het Abstract: “We also emphasize that the surface response to SWV anomalies is more complex than simple warming due to greenhouse forcing and is influenced by factors such as regional circulation patterns and cloud feedbacks. Further research is needed to fully understand the multiyear effects of SWV anomalies and their relationship with climate phenomena like El Niño–Southern Oscillation.”

Daar gaan we zeker meer van horen.

Fig.1   Bron: Steve Boland

In een vorig artikel liet ik zien dat windmolens van invloed kunnen zijn op wolkvorming. Daarmee beïnvloeden ze de instraling van de zon en andere weersfactoren. Maar windmolens hebben ook zonder die wolkvorming invloed op met name de luchttemperatuur.

Op weg van Los Angeles naar Palm Spring kijk je je ogen uit bij het zien van het windpark in de San Gorgonio Pas (figuur 1). Zo ver als het oog reikte zie je windmolens. In die pas deden Roy en Traiteur al in 2010 onderzoek naar de invloed van windmolens op de luchttemperatuur. Ze namen temperatuureffecten waar als gevolg van versterkte verticale menging door turbulentie die veroorzaakt werd door rotoren van windturbines.

Gegevens van de metingen toonden aan dat de luchttemperaturen benedenwinds van het windpark hoger waren dan bovenwinds tijdens de nacht en vroege ochtenduren, terwijl het omgekeerde gold voor de rest van de dag. Een verklaring voor dit fenomeen is dat turbulentie gegenereerd in het kielzog van de turbines de verticale menging versterkt. In een stabiele atmosfeer, wanneer de lapse rate positief is (d.w.z. een warme laag boven een koele laag) zorgt versterkte verticale menging voor menging van warme lucht naar beneden en koude lucht naar boven, wat leidt tot een opwarming nabij het aardoppervlak. In een onstabiele atmosfeer met een negatieve lapse rate (d.w.z. koele lucht die boven warmere lucht ligt) mengen turbulente wervelingen koele lucht naar beneden en warme lucht naar boven, wat leidt tot afkoeling aan het oppervlak.

Fig.2   Bron: www.klimaatgek.nl

Harris et al (2014) onderzochten met behulp van satellietdata de invloed van een vijftal windparken in de staat Iowa. Er werden twee methoden gebruikt om de gevolgen van windparken. De eerste is een vergelijking tussen voor en na de bouw van de windpark, de tweede was een vergelijking tussen de windparken en directe omgeving zonder windturbines. Elke windpark vertoonde onweerlegbaar een signaal van nachtelijke opwarming ten opzichte van de omliggende gebieden nadat de turbines geïnstalleerd waren:

Fig.3   Bron: Harris et al (2014)

Figuur 3 toont de temperatuur-anomalie, de temperatuurverschillen tussen de periode ná de bouw van de windparken (2009-2013) minus vóór de aanleg (2003-2007) voor de drie zomermaanden om 10:30 uur. De zwarte stippen zijn individuele turbines. Duidelijk is het opwarmingseffect van de windturbines te zien bij elk van de 5 windfarms. Wel zijn er -buiten de windparken-  in elke regio ook andere gebieden met opwarmings- en afkoelingsanomalieën te zien. Die zijn vooral gerelateerd aan ofwel natuurlijke variabiliteit van de temperatuur als gevolg van terreinverschillen en/of aan fouten door wolken en aerosolvervuiling. Dat laatste is altijd een probleem met satellietdata. De donkerblauwe anomalie boven de windfarm op kaartje e wordt veroorzaakt door een meer.

Met behulp van die twee verschillende methoden en elf jaar MODIS LST-gegevens (satellite land surface temperature) heeft dit onderzoek bewijs opgeleverd voor nachtelijke opwarming aan het oppervlak door vijf windparken in Iowa. Die nachtelijke opwarming doet zich voor in elk seizoen behalve de winter.

Fig.4   Bron: Qin et al (2022)

Een recent onderzoek van de hand van Qin et al (2022) op basis van maar liefst 319 windparken in de USA leverde nieuwe aanwijzingen dat windparken van invloed zijn op de luchttemperatuur aan het oppervlak, en ook op de vegetatie.

Figuur 4a  toont de ruimtelijke verdeling van 319 windparken en hun type vegetatie. 4b is een voorbeeld van een windpark in Colorado. De rode punten geven individuele windturbines op het windparkgebied aan. De blauwe gordels geven niet-windparkgebieden (NWF) aan, gedefinieerd door 2 km brede bufferzones op verschillende afstanden tot windparken, waaronder 2-4 km (NWF2_4), NWF4_6, NWF6_8 en NWF8_10.

Figuur 4c toont van kaartje 4b twee tijdreeksen van de jaarlijkse nachtelijke temperatuur aan het oppervlak voor de windfarm (WF) (ononderbroken rode lijn) en NWF8_10 (ononderbroken blauwe lijn) van 2009 tot 2019. De verticale zwarte stippellijn toont het bouwjaar van het windpark in 2015. De blauwe en rode stippellijnen zijn lineaire trendlijnen van de LST voor WF en NWF. Van 2013 tot 2017 was de LST-trend (0,14 °C/jr) van WF groter dan die van NWF (0,06 °C/jr), wat duidt op de opwarmende effecten van windparken op de oppervlaktetemperatuur.

Fig.5   Bron: Qin et al

Figuur 5 toont de invloed van de 319 windparken op het jaargemiddelde van de LST overdag (a) en ’s nachts (b) (ΔLST). De inzet toont het histogram van ΔLST voor 319 windparken met gemiddelde waarden en percentages positieve (rood) en negatieve (blauw) waarden. De onderzoeksresultaten gaven aan dat er géén significante effecten waren op de oppervlaktetemperatuur (LST) gedurende de dag, maar wél een significante opwarming van 0,10 °C van de jaarlijkse gemiddelde nachtelijke LST gemiddeld over alle windparken. Die opwarming was voor de 61% van de windparken die opwarming vertoonden zelfs 0,36 °C.

De effecten van windparken hingen samen met de grootte van het windpark, waarbij de winterse LST-effecten voor grote en kleine windparken varieerden van 0,21 °C tot 0,14 °C. De LST-effecten namen af naarmate de afstand tot het windpark toenam, met detecteerbare effecten tot 10 km. In tegenstelling hiermee waren de effecten op de vegetatie alleen duidelijk binnen de locaties van de windparken. Windparken die op grasland en landbouwgrond zijn gebouwd vertoonden grotere opwarmingseffecten maar zwakkere vegetatie-effecten dan die welke in bossen zijn gebouwd.

Hoe zit het met de windparken in Nederland? Op peildatum 1 januari 2023 stonden er ca. 3000 windmolens op land met een gezamenlijk vermogen van 6200 Megawatt (MW). Daarnaast wordt er nog aan windenergie gebouwd of is er een vergunning afgegeven zodat de bouw binnenkort van start kan gaan. (bron: daarkrijgjeenergievan)

Figuur 6 geeft een recent beeld van de ruimtelijke spreiding van windmolens en hun hoogte op het land. Rekening houdend met een opwarmingseffect van windturbines tot 10 km afstand, zoals aangetoond door Qin et in hun studie naar 319 windparken in de USA, heb ik getracht dat op de kaart van Nederland weer te geven. Daarbij was het veel eenvoudiger om de gebieden in te schetsen waar géén opwarmingsinvloed te verwachten valt dan de gebieden aangeven waar die invloed er wél is:

Fig.6   Bron: Atlas Leefomgeving

De kaart spreekt voor zich: er zijn waarschijnlijk nauwelijks nog gebieden in Nederland aan te wijzen die niet wat de temperatuur aan het oppervlak betreft beïnvloed worden door windmolens. Samen met de invloed van het Urban Heat Island effect dat ik in een ander artikel geschetst heb, durf ik wel te stellen dat vrijwel nergens in Nederland de temperatuur NIET beïnvloed wordt door windmolens en/of UHI effect. Dat UHI is moeilijk te voorkomen, maar die windmolens wel. Ze worden nota bene gebouwd om de opwarming van het klimaat door de mens tegen te gaan. Heel raar als je de hiervoor geschetste onderzoeksresultaten bekijkt.

Zie mijn vorige bijdrage  over het noodweer in Spanje. Luister eens hoe de minister van klimaatzaken reageert op een vraag van het kamerlid Van Houwelingen.

Wat moet je hier nou nog op zeggen? Ik denk aan een oud spreekwoord: “Tegen domheid strijden zelfs goden tevergeefs”. Zou Sophie Hermans bij mij in de klas zitten, dan zou ze voor straf het AR6 rapport van het IPCC moeten bestuderen. Niet helemaal natuurlijk, maar wel het deel ‘The Physical Science Basis’. Dat zou haar leren, letterlijk!

Zie ook hier

De overstromingen met als gevolg veel doden en schade waren het gevolg van een weerverschijnsel dat in Spanje DANA heet. DANA staat voor Depresión Aislada en Niveles Altos (geïsoleerde depressie op hoger niveau). In het Nederlands heet een dergelijke situatie een koudeput.

Fig.1   Bron: Martin Leon (2003)

Figuur 1 toont het ontstaan van een koudeput. De pijlen geven de straalstroom weer, bij B is er een begin van een afsnoering van koude lucht.  Op tekening D is de koudeput volledig afgesnoerd van de normale circulatie. De zeer koude lucht bevindt zich op ongeveer 5 km hoogte  en beweegt onafhankelijk van de normale W-O stroming. Een dergelijke koudeput is daardoor soms stationair of beweegt zelfs in tegenovergestelde (O-W) richting. Kenmerkend van een dergelijke koudeput is dat er aan de grond van die lage druk vaak weinig merkbaar, de lage druk bevindt zich ongeveer op 5 km hoogte.

DANA laat zich 1x per jaar of twee jaar aan de oostkust van Spanje zien. Relatief warme vochtige lucht wordt met wind vanaf zee het land opgeblazen, terwijl relatief koude lucht in de koudeput zich op enkele kilometers hoogte bevindt. Daardoor ontstaat er een onstabiele temperatuuropbouw, met als gevolg een zeer sterke luchtstroming omhoog. De waterdamp condenseert in de koude bovenlucht en er valt veel neerslag.

Een koudeput werkt dan als een enorme pomp. Als de trog niet beweegt (stationair is) kunnen er op dergelijke wijze enorme hoeveelheden water naar beneden komen. Het is dan als het ware een op zichzelf staand systeem waarin de temperatuurverschillen tussen de lage delen en de koudeput in de bovenlucht de energie levert voor sterke convectie en wolkvorming. Dat was ook het geval op 13 en 14 juli 2021 boven het grensgebied van Zuid-Limburg, België en Duitsland. Zie het artikel over die situatie hier.

Fig.2   Bron: AEMET

Figuur 2 toont de gebieden die in de laatste week van oktober 2024 te lijden hebben gehad onder de DANA. Met name in het gebied ten W van Valencia waren de neerslagcijfers zeer hoog en de overstromingen op sommige plaatsen verwoestend. Dat gebied vormt hydrografisch gezien een afvoerbekken en tevens een administratieve eenheid, de SIA Júcar afkorting van Sistema de información del aqua de la Confederación Hidrografica Júcar. We gaan ons op deze regio concentreren.

Fig.3   Bron: CHJ

De grafiek van figuur 3 toont de totale jaarlijkse waterafvoer van het hydrologische bekken van CHJ, het afwateringsgebied tussen Cuenca en de Middellandse Zeekust van 1940 t/m 2022. De rode lijn is de gemiddelde waterafvoer per jaar over de hele periode, ongeveer 3500 kubieke hectometer. Dat is 3500 miljoen m3. Te zien is dat de jaarlijkse afvoer sterk schommelt, een bekend verschijnsel in droge gebieden. De minimum afvoer is ongeveer 2000 kubieke hectometer, sommige jaren tonen echter uitschieters tot meer dan 6000 kubieke hectometer. De hoogste uitschieter in de databank was 1989-1990 met bijna 7000 kubieke hectometer, daarna volgt er t/m 2022 een rustige periode.

Fig.4   Bron: SIA Júcar

Bovenstaande kaart geeft het hydrologische afwateringsgebied van de rivier Júcar en wijde omgeving weer. De afstand van Cuenca naar Valencia is ongeveer 200 km. Het binnenland bestaat uit hoogvlakte en middelgebergte met toppen tot bijna 2 km hoogte, de kustvlakte is op veel plaatsen relatief smal. Op het kaartje (vergroten) is goed het zogenaamde dendritisch dalstelsel te zien van de rivieren, als de wortels van een boom. Dat geeft ook meteen aan waar het overstromingsgevaar het grootst is, namelijk stroomafwaarts, waar het water van veel zijrivieren zich verzamelt.

Fig.5   Bron: Federación Valenciana de Municipios y Provincias

De vraag komt uiteraard op of de neerslag en de daarop volgende overstromingen van eind oktober 2024 uitzonderlijk zijn. Op een korte tijdschaal wel. Maar aan de grafiek van figuur 3 is te zien dat dat op langere tijdschaal waarschijnlijk niet zo is. Al zolang als er historische gegevens bestaan weten we dat overstromingen altijd een plaag zijn geweest voor de stad Valencia. Vóór 2024 waren de meest recente grote overstromingen die van 22 november 1897 en 14 oktober 1957. In dat laatste jaar kwamen grote delen van Valencia onder water te staan als gevolg van het overstromen van de rivier Turia (figuur 5), die destijds nog dwars door de stad stroomde. De oorzaak was een DANA van 12 tot 14 oktober, met zware regen in de stad en stroomopwaarts langs de rivier de Túria. De Turia overstroomde en loosde 300 kubieke hectometer water in het stadscentrum. Alleen al in Valencia kwamen toen meer dan 80 mensen om en de materiële schade was enorm groot.

Fig.6   Naar: kaart CHJ

Als reactie op de ramp keurde het Spaanse parlement in 1961 unaniem het Plan Sur goed. Dit verlegde de bedding van de Turia van het centrum naar de zuidrand van Valencia, drie kilometer van zijn oorspronkelijke loop. Op het kaartje van figuur 6 is de oude bedding met een blauwe streepjeslijn weergegeven en de nieuwe met een lila lijn. De nieuwe loop is 12 kilometer lang en 175 meter breed en aangelegd tussen 1965 en 1973.

Fig.6   Bron: Pacopac

De foto van figuur 6 is genomen op 30 oktober 2024 langs het omleidingskanaal van Plan Sur. Ten zien is dat de breedte (175m) en diepte van het omleidingskanaal voldoende blijkt. Bedenk dat Mediterrane rivierbeddingen vele maanden per jaar nagenoeg droog staan.

Fig.7   Bron: earth nullschool

Figuur 7 laat de situatie op 28 oktober om 12u zien in de bovenlucht op 700 hPa, dat is ongeveer 3 km hoogte. Volg de link voor het dynamische plaatje. De wind draait cyclonaal rond het lagedrukgebied op hoogte ten Z van de Golf van Cadiz. Daardoor wordt relatief warme lucht vanuit de Sahara over het westelijk deel van de Middellandse Zee aangevoerd. Die lucht was op 0 m hoogte in de Sahara ongeveer 30 °C en koelde over het water af tot ongeveer 20 graden voor de kust, daarbij  grote hoeveelheden waterdamp opnemend. Boven land ontstond stuwing  tegen de rand van het Iberisch Hoogland dat direct achter de kust al hoogten bereikt van meer dan 1000m, en DANA ‘vliegwiel’ deed de rest.

Fig.8   Bron: Mercator

Direct na de hevige neerslag en overstromingen werd in media gewezen op de extreem hoge temperatuur van het water van de Middellandse Zee dit jaar dat een rol zou hebben gespeeld.  Mercator houdt de SST (sea surface temperature) van onder andere de Middellandse Zee bij. In de grafiek van figuur 8 is inderdaad te zien  dat afgelopen zomer de sst  van de Middellandse Zee opvallend hoog was. Maar DANA ontstaat niet ‘s zomers maar in het najaar, in 2024 in de laatste week van oktober. De grafiek laat zien dat eind oktober de (voorlopige) sst geen recordhoogte meer laat zien en net boven het gemiddelde voor die tijd van het jaar ligt. De grafiek van 2023 ligt eind oktober ongeveer een graad hoger dan van 2024, maar van DANA in de herfst van 2023 was geen sprake. Dat is niet verbazingwekkend, want het ontstaan van DANA is afhankelijk van een veelheid van factoren, en de sst is er een van.

Fig.9   Bron: Mercator

Bovendien, de sst grafiek van figuur 8 betreft de gemiddelde sst van de gehele Middellandse Zee. Op het kaartje van figuur 9 is goed te zien dat in de maand september de temperaturen van het water met name in het centrale en oostelijke deel van de zee hoger waren dan normaal. Het westelijke deel, tussen Spanje en Italië, laat geen verhoging zien. Het lijkt me daarom niet aannemelijk dat de sst van het westelijke deel van de Middellandse Zee een rol van betekenis
Fig.10   Bron: Col. State Univ.

Laten we eens kijken naar de inrichting van het afvoerbekken van de Jucar en omgeving. Figuur 10 is een schematische weergave van het lengtedal van een rivier. Stuwdammen bevinden zich normaliter in de bovenloop van de rivier vanwege het reliëf. Alle neerslag die benedenstrooms van de stuwdam valt heeft normaal gesproken vrij baan naar zee.

Fig.11  Bron: SAIH

Bovenstaande figuur geeft de hydrologische infrastructuur weer in het afvoerbekken van de Jucar. Dat bestaat uit een aantal stuwmeren (embalses) in de bovenloop van de rivieren. Dergelijke stuwmeren zijn belangrijk voor de opvang en vasthouden van water ten behoeve van droogtebestrijding en vaak ook van het opwekken van hydro-elektriciteit. Voor het bufferen van extreme neerslag is hun rol beperkt gezien de hoogteligging. Alle neerslag die benedenstrooms van de stuwdammen valt heeft ‘vrij baan’. Verder zijn er veel regenmeters geplaatst een ring van afvoermeters die het debiet in de rivieren meten. De afvoer van neerslagwater in het afvoerbekken van de Jucar lijkt dus goed gemonitord.

Fig.12   Bron: SAIH

Ik zoom nu in op de omgeving van het stadje dat zo zwaar getroffen is, Paiporta (rood omlijnd). Het stroomopwaarts dichtstbijzijnde neerslagstations is Chiva.  Het afvoermeetstation in de rivier Rambla del Poyo die even stroomafwaarts door Paiporta stroomt levert geen data. Wellicht beschadigd? Daarom gebruik ik de grafiek in de rivier de Turia even ten N ervan. Dit zijn de meetgegevens van de afgelopen dagen:

Fig.13   Bron: SAIH

De grafieken spreken voor zich!

Er circuleren berichten dat de overstromingen ook het gevolg zijn van het weghalen van stuwen. Van die situatie geeft de Confederacion Hidrografica del Jucar voor het afvoerbekken van de Jucar een overzicht:

Fig.14   Bron: Confederacion Hidrografica del Jucar

In eerste instantie lijkt het een massale ingreep. Maar bedenk dat het altijd kleinschalige stuwen waren die meestal in het verleden werden aangelegd om water af te leiden naar bouwland.

Fig.15   Bron: Maldita

Bovenstaande foto geeft een impressie om wat voor verwijderde stuwen het gaat.   Heel veel van dergelijke obstakels in Spaanse rivieren zijn verwijderd sinds 2000, bijna allemaal kleine muurtjes die verouderd waren. Bij grote waterafvoeren zoals die van afgelopen week spelen ze geen enkele rol.

Wat wel een rol speelt is het feit dat een rivier die een stad of dorp kruist wordt ingedamd in een stroomgeul met hoge opgaande wanden. De hoogte en breedte van dergelijke constructies geven al aan dat men voorbereid is of denkt te zijn op extreme waterafvoer.

Fig.16   Bron: Google Maps

Bovenstaande foto is van de droge bedding van de Rambla del Poyo door het centrum van Paiporta. De foto is genomen in februari 2023.  Iedereen die wel eens Zuid Europa heeft bezocht kent dit type bedding dat vrijwel altijd droog staat. Je zou zeggen dat de bedding breed en hoog genoeg is om je veilig te kunnenwanen. Maar schijn bedriegt soms.

Vanaf 1901 wordt op het station De Bilt het aantal zonuren per etmaal bijgehouden. Die data zijn hier te vinden. Een zonuur is een uur waarin de zon onafgebroken zichtbaar is.

Fig.1   Bron: KNMI

De data van 1901 tot 1992 zijn afkomstig van de Campbell-Stokes zonneschijnmeter. De glazen bol werkt als een brandglas dat een brandspoor op het onderliggende papier brandt. Zodra er wolken voor de zon kwamen werd dat spoor onderbroken. Uit de totale lengte van het brandspoor kon de duur van het directe zonlicht worden bepaald.

Fig.2   Bron: KNMI

Vanaf 1992 wordt de duur van de directe zonneschijn elektronisch gemeten met een pyranometer. Van 1992 tot 2006 zijn beide instrumenten tegelijk gebruikt. Met behulp van die zogenaamde parallelmetingen werden de afwijkingen tussen beide instrumenten bepaald. Daaruit bleek dat de pyranometer ’s winters iets meer en ’s zomers iets minder zonuren oplevert.

Maar gemiddeld over het hele jaar maakt het weinig uit en leverden de oude en de nieuwe zonneschijnmetingen ongeveer dezelfde resultaten op. Omdat ik hier de jaarsommen van het directe zonlicht gebruik zal het dus weinig problemen opleveren dat ik de jaardata van 1901-2023 als één reeks bekijk.

Fig.3   Data: KNMI

De grafiek van figuur 3 toont het aantal zonuren per jaar vanaf 1901. De gegevens van april 1945 ontbreken vanwege de oorlog. Daarom is de kolom van 1945 niet weergegeven. Voor de tijdreeks als geheel maakt dat weinig uit. Van 1901 tot 1989 was de trend vlak, waarbij de jaarsom rondo de 1500 uren schommelde. Opvallend zonnige jaren waren 1947, 1949, 1959 en 1976. Vanaf 1989 stijgt het aantal jaarlijkse zonuren opvallend, met als uitschieters 2003 en 2022.

De variaties van jaar tot jaar zijn het gevolg van wisselende luchtcirculatie. Die circulatie bepaalt grotendeels de bewolking in ons land, die op zijn beurt het aantal zonuren bepaalt. In het gematigde zeeklimaat (Cf) van West Europa is het normaal dat het weer van jaar tot jaar verschilt. Ook een afwijking van enkele jaren achtereen past meestal in de natuurlijke variatie die zo kenmerkend is voor dit type klimaat.

De stijgende trend van het aantal zonuren sinds 1989 is opvallend en wijst op een verandering van de grootschalige luchtcirculatie waarin Nederland (en grote delen van West Europa) zich de afgelopen decennia bevindt. Hoogeveen en Hoogeveen (2023) toonden in hun publicatie aan dat er een verschuiving heeft plaatsgevonden in de weerpatronen, die heeft geresulteerd in een significante toename van de luchtstroom uit warmere richtingen.

Fig.4   Data: KNMI

Wat de Hoogeveens niet mee hebben genomen in hun analyse is het aantal zonuren. In de grafiek van figuur 4 is behalve de jaarlijkse zonuren ook de gemiddelde jaarlijkse temperatuur in De Bilt weergegeven. Het is duidelijk dat de jaartemperatuur niet een-op-een het aantal zonuren volgt, een R2 = 0,31 wijst daar ook op.  Maar de trendbreuk (van geen trend naar een stijgende trend) aan het eind van de jaren ’80 is in beide signalen duidelijk te herkennen:

Fig.5   Data: KNMI

De relatief sterke toename van het aantal zonuren heeft ongetwijfeld ook  invloed gehad op de temperatuur in Nederland. Blijkbaar heeft de verandering in grootschalige luchtcirculatie in de jaren ’80 ook gezorgd voor minder wolken en daardoor voor meer zonuren. Ik ben er blij mee!

Windmolens zouden het weer beïnvloeden wordt beweerd. En het zou me eigenlijk verbazen als dat niet zo was. Deze bekende foto trok onlangs weer mijn aandacht:

Fig.1   Bron: Climate.gov

Het windpark, Horns Rev I, voor de kust bij Denemarken, veroorzaakte op 12 februari 2008
zoveel turbulentie dat de daardoor ontstane bewolking/mist over grote afstand zichtbaar was. Windmolens produceren zogenaamde ‘wakes’, wervelingen, aan de lijzijde van de molens. Normaal zijn die wakes onzichtbaar, maar vanwege bepaalde weersomstandigheden werden ze destijds zichtbaar in de vorm van laaghangende bewolking.

Een zichtbaar voorbeeld van de invloed die windmolens kunnen hebben op het weer dus. NOAA wind researcher Bob Banta is een wetenschapper aan het Earth System Research Laboratory in Boulder, Colorado. Hij keek met collega’s naar de foto en concludeerde dat de lucht bovenwinds (op de voorgrond van de foto) bijna verzadigd moet zijn geweest met waterdamp. Misschien vertraagde en koelde die met vocht verzadigde lucht af op de turbines, waardoor het water condenseerde en er wolken ontstonden. Of misschien, speculeerde Banta, komt het doordat de turbulentie benedenwinds extra koele, vochtige lucht van het oceaanoppervlak trok. Banta: “I cannot tell you exactly what’s going on here, but I can say this is a dramatic, striking example of wind wakes, and this is why the measurements we’re making here in Colorado are so important.”

Fig.2   Bron: Hasager et al 2013

In 2013 verscheen een uitgebreide Deense publicatie over het fenomeen van de hand van een groep  rond Charotte Hasager. De conclusie was dat de mistvorming het gevolg was van speciale atmosferische omstandigheden waarbij een laag koude vochtige lucht boven een relatief warmer zeeoppervlak (5 °C) in het kielzog van de turbines condenseerde. Dit proces werd gevoed door vochtige lucht die van onderaf wordt aangezogen in de  werveling die wordt opgewekt door de  rotors.

Volgens de onderzoekers is het proces voor de mistvorming het gevolg van adiabatische afkoeling in het bovenste deel van het geveegde rotorgebied. Adiabatische afkoeling ontstaat als een luchtpakketje op weg naar boven uitzet. Daardoor koelt de lucht af zonder dat het luchtpakketje warmte afstaat aan de omgeving. Die afkoeling is het gevolg van het feit dat door uitzetting van het pakketje de afstand tussen de  luchtmoleculen groter wordt.

De draaiende rotors veroorzaken opwaartse luchtbewegingen van vochtige relatief warme lucht van nabij het zeeoppervlak en neerwaartse bewegingen van droogadiabatisch gekoelde lucht aan de top van de rotor op enige afstand benedenwinds van de turbines.

De situatie lijkt mijns inziens veel op een fenomeen dat ik ooit leerde kennen tijdens colleges fysische geografie, namelijk een wrijvingsinversie.  Die kan ontstaan boven ruw terrein, waardoor de wind turbulent wordt.  Het handboek “Meteorologie voor zweefvlieginstructeurs” geeft een prachtige beschrijving van het fenomeen:

”Een wrijvingsinversie ontstaat bij harde wind. Door sterke turbulentie ontstaan verticale luchtbewegingen, waardoor de lucht in de turbulente laag wordt gemengd. De stijgende lucht koelt droogadiabatisch af. De dalende lucht warmt droogadiabatisch op. De starttemperatuur wordt in eerste instantie bepaald door de oorspronkelijke toestandskromme. Wanneer de lucht goed gemengd is neemt de toestandskromme de vorm aan van een droogadiabaat. De temperatuur aan de bovenzijde van de turbulente laag wordt daarbij lager dan oorspronkelijke temperatuur. Er ontstaat een inversie. Door de menging wordt vocht vanaf het aardoppervlak naar hogere luchtlagen getransporteerd. De luchtvochtigheid neemt daar toe, terwijl de temperatuur afneemt. Hierdoor kan een egale bewolkingslaag (wrijvingsstratus) ontstaan.”

Fig.3   Bron: Klimaatgek

In figuur 3 heb ik een tekeningetje van de situatie gemaakt. De zwarte lijn is de atmosfeergradiënt, het verloop van de luchttemperatuur met de hoogte. Gemiddeld is dat – 6,5 °C/km. Het verloop in de onderste laag van de troposfeer wijkt vaak wat af van dat gemiddelde, maar voor het gemak ga ik van dat gemiddelde uit. De rotoren mixen de onderste luchtlagen, er ontstaan verticale luchtbewegingen. Daardoor koelen luchtpakketjes die omhoog bewegen adiabatisch af en ontstaat er een inversie (hier op ~300m hoogte). Lucht die aan het oppervlak (bijna) verzadigd is kan door die afkoeling op zijn weg naar omhoog condenseren. De inversie verhindert verdere stijging van de lucht zodat de ontstane bewolking niet verder de hoogte in kan aangroeien. De droogadiabaat heeft een helling van ongeveer -10 °C/km.

De foto van figuur 1 is een goed voorbeeld van het feit dat windmolens invloed hebben op het weer. Die invloed kan zich tot enkele kilometers achter de molens voordoen en is er altijd (als het waait). De foto is genomen toen die invloed toevallig goed zichtbaar was.  Een volgende keer de invloed van windmolens op de temperatuur.