De Bilt

De temperatuur in De Bilt is al jaren constant, net zoals overigens de gemiddelde temperatuur op aarde. Dat is opmerkelijk, omdat alle klimaatmodellen deze ‘stand still’  niet hebben voorzien.

Op basis van de gehomogeniseerde maandgemiddeldenvan meetstation De Bilt is bovenstaande grafiek gemaakt. Wat opvalt is dat de zomertemperaturen in 2011 wat achterblijven bij die van de afgelopen jaren. Ook zakt De Bilt heel slapjes de winter in, zeker vergeleken met wat we de afgelopen paar jaar gewend waren.

De zwarte lijn is de lineaire trendlijn voor de weergegeven periode. Zoals te zien is is er al 15 jaar lang geen enkele stijging of daling te bespeuren in De Bilt, terwijl ons toch een fikse opwarming beloofd is. Die vlakke trend van De Bilt komt overigens heel fraai overeen met de globale trend. In de data van BEST (zie oudere items) is de afgelopen 10 jaar geen statistisch significante temperatuurstijging waar te nemen op aarde. De CRU-meetreeks toont al 15 jaar geen opwarming, en de Remote Sensing Systemsversie van de satelliet-meetreeks MSU al 15,6 jaar.

Volgens Ben Santer et al in een recente publicatie tonen de resultaten van hun onderzoek aan dat temperatuurrecords van ten minste 17 jaar lang nodig zijn voor het identificeren van de menselijke effecten op de globale troposferische temperatuur. Kortere geven teveel ruis volgens Santer. Nog eventjes dus. Reinier van den Berg (zie item hieronder) probeerde op de KNAG-dag van 2011 nog een recordjaar voor de temperatuur in Nederland te maken, ter ondersteuning van zijn opwarmingsverhaal. Ik denk dat dat er niet in zit, 2011 past heel netjes in de trend van de afgelopen 15 jaar: géén opwarming.


In de bijdrage van 28 december 2012 beschreef ik al de licht dalende tendens in De Bilt. Dat was opmerkelijk, omdat in november het weerbureau MeteoVista nog een persbericht had rondgestuurd waarin stond dat de temperatuur in Nederland het afgelopen decennium met +0.42 °C zou zijn gestegen.

Zoals in de bijdrage van 28 december al is uitgelegd, heeft MeteoVista de verkeerde conclusies getrokken uit de data van het KNMI. Desondanks namen veel kranten het persbericht klakkeloos over.

Maar het is om nog een andere reden dat de steady state van de temperatuur in De Bilt opvallend is. Op 3 november 2010  publiceerden vrijwel alle dagbladen een bericht met als boodschap: Nederland is het afgelopen decennium ruim 0,4 °C warmer geworden:

vk                                                                                            Bron: Volkskrant
telegraaf                                                                                            Bron: Telegraaf

 

ad                                                                                     Bron: Algemeen Dagblad
De vrijwel identieke berichten waren afkomstig van het ANP, dat op zijn beurt citeerde uit het onderstaande persbericht van MeteoVista/weeronline.nl van 3 november 2010:

meteovista                                                                                         Bron:  MeteoVista
Het hele persbericht is hier te lezen. De vraag is hoe dit te rijmen valt met de grafiek van De Bilt hierboven, die uitkomt op een zeer lichte daling in plaats van de forse stijging van MeteoVista/weeronline.nl. Dat heeft te maken met de wijze van benadering van temperatuurreeksen en wat statistisch goochelen van de onderzoekers van MeteoVista. Ik zal dit nader verklaren. Hieronder ziet u het temperatuurverloop in De Bilt tussen 1-1-1971 en 31-12-2010.

de bilt 1971 2010                                                                                                     Bron: KNMI
Klimaat is het gemiddelde weer berekend over 30 jaar. Dus 1971-2000 is een klimaattijdvak, net zoals 1981-2010; vaste tijdvakken van 3 decennia.  In dit geval vergelijkt men de temperatuurreeksen van de periode 1971-2000 met die van 1981-2010. In bovenstaande grafiek zijn beide klimaatperiodes onderin weergegeven als gekleurde banden.

Een veel gebruikte techniek is dan om elke maand in 3 stukjes van (ongeveer) 10 dagen te knippen, de zogenaamde decaden. Daarna berekent men voor beide klimaattijdvakken voor elke decade de gemiddelde temperatuur, vergelijkt de beide verkregen waarden en berekent het verschil. In onderstaande tabel is een voorbeeld daarvan gegeven voor De Bilt.

decadetemp

Bron: KNMI

In bovenstaand voorbeeld is te zien dat de uitkomsten (verschillen) van alle decades bij elkaar worden opgeteld en gedeeld door 36. In het voorbeeld is de uitkomst 0,367 °C. De vraag is nu: wat zegt dit getal? Is het de afgelopen 10 jaar in De Bilt 0.367 °C warmer geworden? Natuurlijk niet, dat hebben we hierboven gezien. Wat het getal wil zeggen is dat dit het verschil is tussen de gemiddelde temperatuur In De Bilt van de periode 1971-2000 en 1981-2010.

Toch is het verschil tussen MeteoVista (≈  +0,4 °C)  en  Klimaatgek (≈  0 °C ) opmerkelijk. De waarde van MeteoVista wordt natuurlijk niet alleen bepaald door het laatste decennium, al suggereert men dat wel. Dat verschil (≈ +0,4 °C )wordt ook  bepaald door het decennium 1971-1980  dat in het klimaattijdvak 1981-2010 wegvalt.  De gemeenschappelijke decennia van beide klimaattijdvakken zijn die van 1981-1990 en 1991-2000.

Terug nu naar het persbericht van MeteoVista:

Nieuwe klimaatcijfers.  Nederland Op 1 januari worden de gemiddelden van het Nederlandse weer aangepast aan de nieuwe situatie. Het actuele Nederlandse weer wordt dan niet langer vergeleken met de periode 1971 t/m 2000, maar met 1981 t/m 2010. Tijd om de balans op te maken dus – en te kijken hoe in de afgelopen 10 jaar ook het Nederlandse klimaat verschoven is.

Nederland is in 10 jaar tijd flink warmer geworden.  Analyse van duizenden metingen van temperatuur, neerslag, zon en wind laat zien dat het Nederlandse weer flink is veranderd. Verdeeld over dag en nacht en de verschillende seizoenen zijn alle gemiddelde temperaturen flink gestegen – gemiddeld ongeveer 0,42 graden*: Nederland warmt ongeveer twee keer zo snel op als het mondiale gemiddelde. Het is in 10 jaar tijd gemiddeld 0,42 graden warmer geworden.”

De eerste alinea vertelt dat beide klimaattijdvakken met elkaar worden vergeleken.  Maar de crux zit hem natuurlijk in het laatste zinnetje: “Het is in 10 jaar tijd gemiddeld 0,42 graden warmer geworden”.  Ik hoop duidelijk gemaakt te hebben dat dit niet waar is. Sterker nog: het is in de afgelopen 10 jaar in ons land helemaal niet warmer geworden: het is ongeveer even warm/koud gebleven.

Men zou kunnen zeggen dat hier wellicht sprake is van slordige formulering, maar in dit geval  (een persbericht van een groot weerbureau)  zou dat een eufemisme zijn. Interessante vraag is waarom MeteoVista dit bericht de wereld in heeft gezonden. Natuurlijk bekt een zinnetje als “het is in 10 jaar tijd gemiddeld 0,42 graden warmer geworden”  veel beter dan iets in de trant van “de gemiddelde temperatuur van de periode 1981-2010 ligt 0,42 graden hoger dan die van de periode 1971-2000 ”.   Met dat laatste haal je wellicht de kranten niet. Of zou het zo zijn dat men willens en wetens “de opwarming van de aarde”  nog eens onder de aandacht wil brengen, zeker nu het de laatste tijd niet zo opschiet met die opwarming?

Tot slot nog de vraag waarom de kranten het bericht van MeteoVista klakkeloos hebben overgenomen. Ik vermoed dat daar geen kwaadwilligheid achter zit, men heeft wellicht (te veel) vertrouwen in persberichten van bekende weerbureaus. Het persbericht van MeteoVista is een goed voorbeeld van statistisch goochelen, en had natuurlijk nooit klakkeloos gepubliceerd mogen worden.


Er is in de wereld een handvol organisaties die zich bezig houdt met het verzamelen en publiceren van temperatuurdata en –grafieken, zoals HadCRUT, NOAA en NASA/GISS. De eerste is sinds enige tijd onderwerp van polemiek en onderzoek  vanwege de uitgelekte emails (Climategate). De tweede organisatie is enige dagen geleden in opspraak gekomen door een publicatie van klimatoloog Joseph d’Aleo en programmeur Ed Smith, waarover later meer.

Van de derde, NASA/GISS,  wil ik hier enkele grafieken laten zien die het temperatuurverloop betreffen van ons eigen De Bilt vanaf 1881. Alle drie genoemde organisaties houden zich bezig met de berekening en publicatie van het temperatuurverloop op aarde. Die publicaties vormen dan de basis voor publicaties van onder andere het IPCC, het KNMI, en onnoemelijk veel andere organisaties, regeringen, NGO’s en wetenschappers. En die basisgegevens staan al enige tijd onder druk.

Hoe zit het met de basisgegevens van ons eigen De Bilt? In het bericht van 29 december j.l. in deze rubriek heb ik de HadCRUT3 data van De Bilt verwerkt zoals die toen door MET Office in de UK werden vrijgegeven.  Door een Vlaamse bezoeker van deze site (Jan Peirs ) werd ik geattendeerd op de temperatuurreeksen van De Bilt zoals die door  NASA/GISS worden gegeven.

Hieronder ziet u een grafiek met de zogenaamde raw data (thermometergegevens) van de gemiddelde jaartemperaturen van De Bilt:

bilt2a

Opvallend is het tamelijk vlakke verloop van 1881 tot ongeveer 1950, een plotselinge daling van de temperatuur rond 1950 die vlak verloopt tot 1986, dan een snelle stijging van de temperatuur,  en vanaf 1987 weer een vlak verloop van de temperatuur, met 2 uitschieters in 1996  (laag) en 2006 (hoog). Het verloop van de temperatuur vanaf 1987 ligt ongeveer op het niveau van het verloop van 1881 tot 1950.

En dan nu de grafiek met de door NASA/GISS aangepaste  (adjusted) data:

Een opmerkelijk verschil met de raw data uit de eerste grafiek. Wat is er anders?  Allereerst zijn de data tot eind jaren ‘40 naar beneden bijgesteld. Waarom en op welke wijze?  NASA/GISS geeft op zijn website daarover geen uitsluitsel.
Bovendien zijn de data vanaf 1950 naar boven bijgesteld. Ook hier weer de (onbeantwoorde) vraag : waarom en op welke wijze? Bovendien is die laatste aanpassing vreemd:  men zou denken dat de meest recente data van De Bilt  juist naar beneden bijgesteld zouden moeten worden vanwege het toegenomen Urban-Heat-Island-effect .

Het effect van al deze “aanpassingen” is dat er op de tweede grafiek een spectaculaire temperatuurstijging in De Bilt plaats heeft gevonden, die i n de grafiek met de raw data volledig ontbreekt. Toeval?

In de laatste grafiek zijn beide eerste gecombineerd tot een GIF-animatie, om het verschil nog een duidelijk uit te laten komen.

biltani

Het adagium “meten is weten”  gaat in het geval van temperatuurreeksen niet op. Dat is om een aantal redenen het geval. In de eerste plaats betreft het veranderingen in het meten zelf. Gaan we even terug naar de raw data (onbewerkte meetgegevens) van De Bilt door GISS (zie hieronder), dan valt onmiddellijk de sprong in 1950 op.

bilt2a

Die sprong was het gevolg van de verplaatsing van de thermometer van een grote open meethut (de “pagode” ) vlak bij het hoofdgebouw (rood teken) naar een Stevensonhut op een graslandje op zo’n 300m daarvandaan (groen teken).

biltfoto3

Deze verplaatsing heeft dus een temperatuurdaling van ongeveer 1° C tot gevolg gehad! Overigens zijn er in de gegeven periode (vanaf 1881) nog meer veranderingen in  het meten geweest. In 1900 is de meting verplaatst van Utrecht  (nabij de Maliesingel)  naar De Bilt.  Dat heeft merkwaardigerwijs nauwelijks invloed gehad op het temperatuurverloop. Ook kleine veranderingen, zoals  een kleine verplaatsing op het grasveld in 1951 en overschakeling van Stevensonhut naar   schotelhut (1993) hebben blijkbaar weinig invloed gehad op de raw data (KNMI). Wel heeft de verlaging van de Stevensonhut  (1961) een lichte verhoging opgeleverd (KNMI).

screen1     screen2
Het is duidelijk dat “meten is weten” inderdaad niet zomaar opgaat in De Bilt. Maar er zitten nog meer adders onder het gras. Weerorganisaties zoals het KNMI  en GISS passen zogenaamde homogenisaties (adjustments) toe om meetfouten zoals hierboven beschreven te nivelleren. Die homogenisaties zijn niet alleen nodig om verplaatsingen van meetinstrumenten en veranderingen van instrumenten en screens te compenseren, maar ook om het zogenaamde Urban Heat Island-effect (UHI) te compenseren.

bilt3a

De raw data zijn door GISS gehomogeniseerd. Maar op welke wijze? Hansen geeft een kijkje in de homogenisatiekeuken van GISS (Hansen et al.: GISS analyses of surface temperature change, 1999, NASA Goddard Institute for Space Studies, New York). Allereerst compenseert GISS het UHI-effect  door de periode vóór 1950 te homogeniseren en de periode na 1950 te homogeniseren.  De gehanteerde methode daarbij is de hellingcorrectie  ( “ramp”) , dus een in de tijd geleidelijke correctie. Om het UHI-effect te corrigeren lijkt deze methode hanteerbaar, hoewel het urbanisatietempo uiteraard nergens lineair is. Daarom hanteert het GISS het jaar 1950 als herijkpunt om de hellinghoek van de correctie aan te passen. Het KNMI hanteert een UHI-effect correctie van 0,11° C per eeuw (KNMI).

Hansen:  “The slopes of the two straight line segments are chosen to minimize the weighted-mean root-mean-square difference of the urban station time series with the time series of nearby rural stations. An adjusted urban record is defined only if there are at least three rural neighbors for at least two thirds of the period being adjusted. All rural stations within 1000 km are used to calculate the adjustment, with a weight that decreases linearly to zero at distance 1000 km.”

Die homogenisatie van de De Bilt-cijfers op basis van deze GISS-methode wordt bemoeilijkt ( zie onderstaande tabel  GISS) vanwege het ontbreken van rurale stations  met een doorlopende meetreeks binnen een straal van 450 km van De Bilt. Het dichtstbijzijnde bruikbare rurale station is Hohenpeissenberg in Beieren, op ruim 600 km afstand van De Bilt.

gissrural
Bron: NASA/GISS

Wat heeft GISS gedaan met de temperatuursprong van 1950 toen het meetpunt werd verplaatst en de temperatuur met ongeveer 1° C zakte?  GISS heeft hierop blijkens de gehomogeniseerde grafiek geen stapcorrectie toegepast zoals van Engelen en Nellestijn   (voortzetting Labrijnreeks) wel hebben gedaan, maar hanteert voor de correctie van de 1950-sprong de reeds genoemde hellingcorrectie. GISS geeft -afgezien van het algemene verhaal van Hansen- geen inzage in de gebruikte correctiemethode, zodat deze afgeleid moet worden van de voorhanden zijnde temperatuurreeksen. Hieronder zijn diverse correcties weergegeven   (bron:Hans Erren).

erren1

 

Door het hanteren door GISS van die hellingcorrectie wordt de correctie over een langere periode “uitgesmeerd” , wat het temperatuurverloop “vervuilt”. Jan Peirs heeft wat noeste huisarbeid verricht met de volgende grafieken:

jan1

GISS adjusted ligt tussen 1900 en 1950 veel hoger dan de gehomogeniseerde Labrijnreeks. Ook tussen 1960 en 2000 ligt de GISS reeks hoger dan de Labrijnreeks. Pas in het afgelopen decennium worden de verschillen  kleiner. Heel interessant is onderstaande grafiek :

jan2

Door de raw data van de GISS adjusted data af te trekken krijgen  we inzicht in de hellingcorrecties die GISS toepast. Wat opvalt is dat er geen sprake is van een bilineaire correctie op UHI zoals beschreven door Hansen (zie hierboven). In de tweede plaats is er vanaf ongeveer 1980  een correctie toegepast op de hellingcorrectie zoals die door GISS sinds 1875 werd gebruikt. Die recente correctie is niet te zien in de figuur van Erren hierboven, waarschijnlijk als gevolg van het feit dat Erren destijds (2007) data gebruikte tot 2000. De correctie van GISS lijkt dus van latere datum. Die recente correctie komt overeen met die van Steve McIntyre  over dit onderwerp.

Voorlopige conclusies :
1)   GISS maakt merkwaardigerwijze geen gebruik van de kennis en data zoals die in Nederland aanwezig is over de temperatuur in De Bilt. Daardoor ontstaan fouten.
2)   De Labrijn-reeks  wordt algemeen gezien als een betrouwbare temperatuurreeks. De gecorrigeerde temperatuurreeks  van GISS ligt tussen 1900 en 2000 vrijwel voortdurend hoger dan de Labrijn-reeks, gemiddeld ongeveer 0,5° C. De temperatuurgegevens van GISS voor De Bilt zijn derhalve onbetrouwbaar.

Hoe betrouwbaar zijn de GISS-data van andere stations?


GISS creëert nogmaals extra opwarming in De Bilt

GISS Nasa, een van de 3 instituten die voor u en mij de opwarming van de aarde bijhouden, heeft  ergens in 2010 gemeend de temperatuurdata van De Bilt te moeten bijstellen. Dat weet ik niét vanwege een publicatie of persbericht van GISS,  dat instituut zwijgt in alle talen. Gelukkig hebben we overal kritische mensen die het klimaat volgen, zodat tegenwoordig weinig meer verborgen blijft.

Wat heeft men bij GISS gedaan? Zoals u wellicht nog weet heb ik in januari 2010 de temperatuurreeksen van De Bilt  onder de loep genomen, zoals die destijds door GISS zijn gepubliceerd. In de paragraaf Meten is Weten in het hoodstuk De Feiten  kunt u dat terugvinden.  Hieronder staat de temperatuurreeks uit januari 2010. De reeks loopt van 1880 tot 2009, en is gehomogeniseerd.

bilt3a

Homogenisatie is een techniek waarbij de ruwe meetdata (thermometergegevens) worden bijgesteld.  Dat is nodig als bijvoorbeeld een thermometer gedurende de meetperiode verplaatst is, wat in De Bilt het geval was. Ook houdt een goede homogenisatie rekening met UHI, het Urban Heat Island effect. GISS houdt er een hele vreemde manier van homogenisatie op na.  De hoofdlijnen van die techniek zijn wel omschreven, maar het protocol is in details volkomen duister. Om een idee te geven wat homogenisatie betekent voor de temperatuurreeks van De Bilt is hieronder een animatie te zien, waarbij de ruwe meetgegevens van De Bilt  vergeleken zijn met de gehomogeniseerde gegevens van GISS in januari 2010.    Duidelijk is te zien dat het effect van homogenisatie is dat de temperatuurreeks een veel steiler verloop krijgt. Een eventuele opwarming in De Bilt wordt door deze homogenisatie behoorlijk geaccentueerd.

biltani

Verbazing was er toen mij onlangs werd gewezen op het feit dat GISS tussen januari en oktober 2010 de homogenisatie van de temperaturen van De Bilt weer flink heeft opgeschud. Hieronder is een animatie te zien van die nieuwe ingreep in de reeks. Vergeleken worden de gehomogeniseerde temperaturen van De Bilt volgens GISS van januari 2010 en van oktober 2010. Alle gemiddelde jaartemperaturen tussen 1880 en 2006 werden in stappen naar beneden bijgesteld. De data vanaf 2007 zijn gelijk gebleven. Zoals op de animatie hieronder te zien is, wordt hierdoor de opwarming van De Bilt nog sterker geaccentueerd dan in de grafiek van januari.

biltani3

De verschillen tussen beide reeksen lopen in sommige jaren op tot wel 1° Celsius.  En dan te bedenken dat de hele discussie over de opwarming van de aarde gaat over een toename van 0,8 graden vanaf 1850! Ik was uiteraard nieuwsgierig naar de reden voor deze drastische bijstelling, maar de update-site van GISS Nasa zwijgt daarover in alle talen. Op een vriendelijke email van mijn kant om meer informatie werd tot  heden niet gereageerd.  Overigens is het wel pikant dat GISS in oktober 2010  (of wellicht eerder)  al een gemiddelde temperatuur voor 2010 in De Bilt heeft : 9,36 ° Celsius. GISS blijkt dus de jaartemperatuur voor De Bilt op 2 decimalen nauwkeurig  te kunnen inschatten  maanden voordat het jaar 2010 voorbij is!

Op onderstaande grafiek zijn beide gehomogeniseerde reeksen van elkaar afgetrokken om zo zicht te krijgen op de nieuwe correcties, met dank aan Jan Peirs:

jan3

Vergeleken met de data van januari  zijn vrijwel alle jaargemiddelden fors naar beneden bijgesteld. Het is onduidelijk waarom dat is gedaan.  Zoals reeds geconstateerd in de bijdrage van januari j.l. wijkt de GISS-reeks sterk af van de zogenaamde Labrijnreeks die van het KNMI afkomstig is.  In januari 2010 hebben we het verschil tussen de GISS-reeks en de Labrijnreeks in de volgende grafiek uitgedrukt:

jan1

De GISS-reeks zat toen grotendeels boven de Labrijnreeks, met uitschieters tot + 1,3 graden.  Om er achter te komen of GISS wellicht haar data heeft gestroomlijnd op basis van de Labrijnreeks heb ik hieronder het verschil aangegeven tussen de Labrijnreeks en de nieuwe GISS-data. Zoals te zien is zit de GISS-reeks nu grotendeels onder de waarden van Labrijn, met uitschieters tot -1,3 graden verschil.

lab min giss1

Tot slot nog even een animatie van het hele proces, dus van 1) de werkelijke thermometerdata  (raw combined) ,  2)  de gehomogeniseerde reeks in januari 2010  en tenslotte  3) de opnieuw gehomogeniseerde reeks in oktober 2010 :

biltani4

Conclusies:

GISS rommelt maar wat met de temperatuurreeksen.  Na de recente bijstellingen wijkt de GISS-reeks  nog steeds sterk af van de Labrijnreeks, maar nu naar beneden. Bovendien heeft men de gemiddelde temperatuur voor De Bilt al opgenomen ruim voordat het jaar voorbij is.  GISS zelf geeft geen openheid van zaken over de gehanteerde methoden en motieven. Ik kan niet anders stellen dan dat de betrouwbaarheid van de GISS-data voor De Bilt in mijn ogen eerder is afgenomen dan toegenomen.

De data van Ukkel in België zijn op soortgelijke wijze dit jaar opnieuw “aangepast”, dus ik denk dat veel meetstations onlangs door GISS onder handen zijn genomen. Wetenschappers gebruiken dagelijks deze data van GISS , en op basis van dezelfde data bepalen politici hun beleid. Gezien het volkomen gebrek aan transparantie over de gehanteerde methoden en motieven lijkt mij dat een gevaarlijke en ongewenste situatie. Nou ja, ongewenst…. wellicht is dat het juiste woord niet. Door de recente forse  bijstellingen wordt de opwarming van De Bilt immers sinds 1880 nog sterker geaccentueerd.


Nogmaals de temperatuur in De Bilt

In de vorige bijdrage heb ik aandacht besteed aan de opmerkelijke homogenisatie die GISS dit jaar heeft toegepast op (o.a.) de temperatuurreeks van De Bilt.  In deze bijdrage ga ik nader in op de manier waarop het KNMI de temperatuurgegevens van De Bilt benadert. Ook het KNMI ontkomt niet aan het homogeniseren van de ruwe meetdata. Homogeniseren is noodzakelijk omdat er in de loop van de meetreeks veranderingen plaatsvinden die van invloed zijn op  de temperatuurmeting.  Men kan dan denken aan de verplaatsing van meetinstrumenten, het wisselen van meetinstrument, veranderingen in de directe begroeide en bebouwde omgeving , en het oprukkende UHI  (urban  heat island).

Het KNMI heeft in de temperatuurreeks van De Bilt op een aantal momenten dergelijke inhomogeniteiten gehad:

1)  1950:  de verplaatsing van de thermometer van de meetplaats nabij het KNMI-gebouw naar een open veldje 300m verderop
2)  1950:  de gelijktijdige verandering van een open hut naar een Stevensonhut
3)  1951:  de verplaatsing van de Stevensonhut op het meetveldje
4)  1961:  de verlaging van de Stevensonhut van 2,2m hoogte naar 1,5m hoogte
5)  1993:  de verandering van Stevensonhut naar schotelscreen
6)  2009:  de verplaatsing van de thermometer over een afstand van 200m op het meetveldje  als gevolg van opgroeiende bomen
7)  De opwarming van het meetpunt als gevolg van het UHI-effect door oprukkende verstedelijking van Utrecht, De Bilt en Zeist. Het KNMI gaat uit van een UHI effect van 0,11° C/eeuw.

Met name de inhomogeniteiten met betrekking tot ad 1) en 6) hebben grote invloed gehad op de temperatuur. De verplaatsing van de thermometer in 1950 van de open pagodehut nabij het KNMI-gebouw naar de Stevensonhut op het meetveldje  introduceerde een meetfout van ongeveer 1° C naar beneden.   Maar ook het kleine schandaal vanwege de niet gemelde verplaatsing van de thermometer in 2009 had een niet gering effect: op zonnige dagen werd in de “oude”  situatie een extra opwarming opgewekt tot 0,5 ° C als gevolg van opschietende bomen.  Bedenk hierbij dat de globale opwarming sinds 1880 gaat over 0,8° C !

De gevoeligheid voor ogenschijnlijk onbetekenende lokale omstandigheden kan groot zijn. In een studie naar de verschillen tussen diverse temperatuurmeetsystemen ontdekten Bandsma en Können dat bij sneeuwbedekking en geringe windsnelheid de uitleesverschillen van diverse systemen wel tot 8° C konden oplopen.

knmi raw adj

Hierboven ziet u een grafiek waarop zijn afgebeeld de ruwe meetgegevens van de temperatuur van 1901 tot 2009, en de door het KNMI gehomogeniseerde meetgegevens. Duidelijk is te zien dat de homogene reeks veel minder sterk afwijkt van de ruwe data dan de gehomogeniseerde rees van GISS (zie bijdrage van 8 oktober j.l. hieronder).
Dat de verschillen in homogenisatie  tussen  het KNMI en GISS aanmerkelijk zijn  is te zien als de beide gehomogeniseerde temperatuurreeksen in een grafiek zetten, zoals hieronder:

knmi giss adj

Duidelijk is te zien dat de homogenisatietechnieken die GISS toepast tot gevolg hebben dat er een  stijgende trend te zien is vanaf 1901 tot 1950, en vanaf de jaren ’50 een verdere stijging tot heden.  De gehomogeniseerde KNMI-reeks laat een vrijwel vlak verloop van de temperatuur zien tot midden jaren ’80 van de vorige eeuw, waarna er een sprong omhoog volgt gevolgd door een vrijwel vlak verloop van de temperatuur tot heden.  De gemiddelde temperaturen tot nu toe in het huidige jaar 2010 versterken die laatste trend.

Wat kan men hier nu uit concluderen? Mij lijkt de gehomogeniseerde reeks van het KNMI betrouwbaarder dan die van het GISS, en wel om de volgende redenen:

–  de gehomogeniseerde reeks van het GISS wijkt ongelooflijk sterk af van de ruwe data
–  de gebruikte methode van homogenisatie is bij het GISS onduidelijk
–  GISS updates van homogenisaties vinden plaats zonder enig bericht en zonder toelichtende informatie
–  GISS extrapoleert het UHI-effect op basis van volstrekt ongeloofwaardige vergelijkingen met ver afgelegen rurale meetstations.
–  de GISS reeks laat voor de meest recente data  geen UHI effect zien in de gehomogeniseerde data

Hans Labohm heeft al meerder malen geschreven over ongeloofwaardige homogenisaties, zoals die in Nieuw Zeeland,Kiwigate genoemd. Er zijn veel meer van dergelijke “aanpassingen”  van ruwe meetdata, en ze hebben alle hetzelfde effect, namelijk een versterking van de opwarming van de aarde. Het wordt tijd dat er een grootschalig onderzoek komt naar de betrouwbaarheid van temperatuurreeksen van instituten zoals GISS Nasa en Hadcrut.  Maar Kiwigate leert dat ook sommige landelijke  weersinstituten vrolijk hebben meegedaan in die papieren opwarming van de aarde.


De Bilt revisited deel 1

Het KNMI heeft onlangs een rapport van de hand van Theo Brandsma uitgegeven, dat een beschrijving geeft van een locatieonderzoek van een aantal meetpunten in De Bilt tussen 2003 en 2005. Dat onderzoek leverde interessante informatie op. Over dit rapport de volgende keer meer. Om een en ander in perspectief te plaatsen gaan we even terug naar een onderwerp dat vorig jaar al eens aan de orde was: de temperatuurreeks van De Bilt, de gevolgen van verplaatsing van meetpunten en de gebruikte homogenisatietechnieken.

Ruimtelijke verplaatsing van een meetpunt in een meteorologisch meetnet kan vervelende gevolgen hebben. Bijna altijd ‘gebeurt’ er wat met het signaal dat gemeten wordt: er ontstaat een sprongetje in de tijdreeks.

bilt2a
Bron: GISS/KNMI

biltfoto3
Verplaatsing van meetpunt 260 van rode naar groene pijl in 1950

De meest opmerkelijke in ons land was de verplaatsing van het meetpunt in De Bilt in 1950. Hierboven ziet u de verplaatsing van de Stevensonhut van een plek vlakbij het hoofdgebouw van het KNMI naar een open grasveld zo’n 300m verderop. De temperatuurreeks ( boven de foto ) daalde met ongeveer 1°C. Als men bedenkt dat de globale temperatuurverhoging in de 20e eeuw 0,6 °C is geweest (bron: HadCRUT, KNMI), dan is duidelijk dat de betrouwbaarheid van meetgegevens cruciaal is.

In 1961 is de Stevensonhut (zoals alle meetpunten in ons land ) verlaagd van 2m. naar 1.50 m. Dat had in De Bilt een lichte verhoging van de temperatuur tot gevolg. De vervanging van de Stevensonhut in 1993 door een schotelhut had nauwelijks invloed.

Inhomogeniteiten die ontstaan door bijvoorbeeld verplaatsingen of verlagingen van meetpunten dienen gecorrigeerd te worden. Dat doet men vaak door de meetreeks van het betreffende station te vergelijken met die van nabijgelegen stations. Vaak ook zorgt men bij een verplaatsing voor een overlappingsperiode van de oude en de nieuwe meetplaats, zodat de oude meetplaats de nieuwe calibreert. Men zou er dan van uit moeten gaan dat de ‘oude’ meetreeks correct is.

Inhomogeniteiten in de meetreeks van De Bilt zijn van extra groot belang. Niet alleen is de meetreeks van De Bilt een van de oudste ter wereld, maar zij wordt ook gebruikt door grote organisaties zoals GISS/NASA, die zich bezig houden met de berekening van de globale temperatuur. Het is dus zaak om dergelijke inhomogeniteiten op de juiste wijze te corrigeren, te homogeniseren.

erren1
Bron: Hans Erren

Van Engelen en Nellestijn doen dat met de De Biltreeks in hun voortzetting van de bekende Labrijnreeks. Zij hanteren een zogenaamde staphomogenisatie: gaat de temperatuur in 1950 door verplaatsing van het meetpunt (ongeveer) 1 °C omlaag, dan corrigeren zij vanaf het moment van verplaatsing de reeks in één keer. Op de grafiek hierboven is dat goed te zien.

GISS pakt die homogenisatie heel anders aan. Zij maken gebruik van hellingcorrectie. Dat houdt in dat –in het voorbeeld van de sprong van 1 °C in 1950 – niet in één keer de fout wordt gecorrigeerd, maar in een heleboel kleine stapjes voor en na 1950. Weliswaar publiceert onderzoeker Hansen van GISS de algemene homogenisatietechnieken die gehanteerd worden, maar op welke wijze dat voor ieder individueel meetpunt is gebeurd blijft duister. Daar kan men alleen achter komen als men de gehomogeniseerde reeks van GISS aftrekt van de ruwe meetdata. Voor de gehomogeniseerde data van De Bilt van januari 2010 ziet het verschil er dan als volgt uit:

jan2
Bron: Jan Peirs

Wat voor gevolgen deze hellingcorrectie heeft op de temperatuurreeks van De Bilt volgens GISS is te zien op de volgende animatie:

biltani
Het beeld is duidelijk: door de sprong van 1950 op deze wijze te corrigeren krijgt de reeks een veel steiler verloop (het wordt alsmaar warmer!). Bovendien klopt de reeks nu eigenlijk vrijwel nergens meer: een eenmalige fout wordt over erg veel jaren uitgesmeerd. Wat dat voor gevolgen heeft is in onderstaande grafiek te zien. Hier is de gehomogeniseerde reeks van GISS (januari 2010) vergeleken met de gehomogeniseerde reeks van van Engelen en Nellestijn. 0= geen verschil.

jan1
Bron: Jan Peirs

Nog veel bonter maakt GISS het als in oktober 2010 wederom een bijstelling van de homogenisatie plaats heeft gevonden. Geen woord hierover te vinden op hun site over het hoe en waarom. Vragen van mijn kant hierover bleven onbeantwoord. Hieronder de animatie met 3 reeksen: de ruwe data, de gehomogeniseerd GISS-reeks van januari 2010 en die van oktober 2010.

biltani4

Vergelijken we de GISS data van januari 2010 met die van oktober 2010 dan is hieruit de correctie te halen die in oktober 2010 op de reeds gehomogeniseerde reeks is toegepast:

jan3

Bij deze homogenisatie ligt het kantelpunt ergens begin jaren ’30 van de vorige eeuw. De Bilt geeft voor deze periode geen bijzonderheden voor het meetpunt De Bilt, dus het is uitgesloten dat GISS deze correctie toepast vanwege een nog niet meegenomen correctie op dat punt. Waarom dan wel blijft volkomen duister. Wel gaat door deze wijziging de temperatuurreeks na 1950 wat steiler omhoog.

Als men kijkt naar homogenisatie ter compensatie van het UHI-effect dan is de methode van het KNMI veel nauwkeuriger dan die GISS toepast. Het KNMI maakt gebruik van meetgegevens in het eigen fijnmazige netwerk, voor De Bilt aangevuld met modelleren voor de situatie in De Bilt. GISS heeft tot voor kort gebruik gemaakt van de methode om temperatuurreeksen van een urbaan meetpunt te vergelijken met dichtbijgelegen rurale meetpunten. In het grofmazige netwerk dat GISS hanteert in het dichtbevolkte West Europa betekende dit dat de gegevens van De Bilt werden vergeleken met het dichtstbijgelegen rurale station, gelegen in Zuid Duitsland. Sinds kort gebruikt men een fraaiere manier, namelijk het schatten van de urbanisatiegraad aan de hand van satellietgegevens over lichtuitstraling ’s nachts. Wellicht wat beter dan de oude methode , maar veel minder nauwkeurig dan die van het KNMI.

hansen3
Bron: Hansen et al 2010

Kortom: de homogenisatiemethode van GISS laat voor wat betreft De Bilt erg te wensen over, met als gevolg dat hun temperatuurreeks onbetrouwbaar is. Marcel Crok schreef in zijn recente boek: “ GISS gebruikt vervolgens deze ruwe metingen en laat daar een computerprogramma op los dat de metingen moet ‘homogeniseren’. Dat mislukt volledig, want het eindresultaat lijkt in niets op dat van het KNMI zelf. 

Op de website van het PCCC wordt deze uitspraak van Crok in twijfel getrokken, waarbij men als ‘bewijs’ grafieken van het KNMI vergelijkt met die van o.a. GISS. Conclusie op de site: “ Maar belangrijker is dat deze passage tevens een verkeerd beeld geeft van de manier waarop correcties en individuele stationdata doorwerken in de mondiale temperatuurreeksen. De onderstaande figuren illustreren het correctief vermogen van de reconstructie van mondiale temperatuurreeksen en tonen aan dat de stelling dat de reconstructie ‘dus volledig is mislukt’ onjuist is. ”

Nu lijken de getoonde grafieken allemaal wel op elkaar, maar een dergelijke visueel ‘bewijs’ zegt op zich nog niet zo veel. Daarom heb ik hieronder het verschil weergegeven tussen de Labrijnreeks van van Engelen en Nellestijn en de gehomogeniseerde reeks van GISS op basis van hun laatste homogenisatie van oktober 2010:

lab min giss1

De gemiddelde afwijking tussen beide reeksen is in vele jaren van de periode 1880-2010 zeer groot, zeker vergeleken met de globale temperatuurstijging in deze periode. In deze periode zijn er maar liefst 40 jaren met een verschil tussen beide reeksen van 0,5 °C. Ik denk dus dat Marcel Crok met zijn forse uitspraak toch dichter bij de waarheid zit dan het PCCC.

 

debilt0

Meetapparatuur op DB260, links de schotelhut voor temperatuurmetingen. Bron KNMI

Dat het niet meevalt om de luchttemperatuur te meten komen we te weten uit het rapport van Theo Brandsma dat het KNMI onlangs liet verschijnen.

In de vorige bijdrage van 31-5-2011 schetste ik de problemen die ontstonden bij de verplaatsing van het meetpunt De Bilt in 1950, waarbij een plotselinge daling van de temperatuur plaatsvond van meer dan 1 °C. Dergelijke inhomogeniteiten die ontstaan door bijvoorbeeld verplaatsingen of verlagingen van meetpunten dienen gecorrigeerd te worden. Dat doet men vaak door de meetreeks van het betreffende station te vergelijken met die van nabijgelegen stations. Vaak ook zorgt men bij een verplaatsing voor een overlappingsperiode van de oude en de nieuwe meetplaats, zodat de oude meetplaats de nieuwe calibreert. Men zou er dan van uit moeten gaan dat de ‘oude’ meetreeks correct is.

Zoals reeds beschreven is de meetreeks van De Bilt van extra groot belang omdat het een van de oudste ter wereld is. Bovendien wordt zij ook gebruikt door grote organisaties zoals GISS/NASA, die zich bezig houden met de berekening van de globale temperatuur. Het is dus zaak om dergelijke inhomogeniteiten op de juiste wijze te corrigeren, te homogeniseren. Dat dat op een correcte wijze (KNMI) en op een foute wijze (GISS) kan, heb ik in die vorige bijdrage al beschreven.

debilt1

Het meetpunt DB260 was gelegen op het grote meetveld van het KNMI en is operationeel geweest van 27 augustus 1951 tot 25 september 2008. Zie de foto hierboven. In 2008 is het meetpunt verplaatst naar een nieuwe locatie, die op de foto is aangeduid als Test4.

Er was een aantal redenen voor het onderzoek. In de eerste plaats waren de bomen in de bomenrij ten ZZW van DB260 in de loop van de jaren flink gegroeid: er waren exemplaren bij van 30m hoog. Gezien de relatief kleine afstand tussen meetpunt en de bomenrij was te verwachten dat er sprake zou kunnen zijn van enige beïnvloeding. Bovendien lag het graslandperceel tussen DB260 en het bosperceel ten W van het meetpunt vanaf 1999 braak en was gaandeweg veranderend in een ruderaal terrein met opgaande bosjes tot wel 3m hoog.

debilt2
Het KNMI heeft daarom vanaf mei 2003 een drietal parallel meetpunten geïnstalleerd, genaamd Test1, Test2, Test3 en Test4. Test 1 ligt vlak bij de hoofdgebouwen van het KNMI, Test 2, 3 en 4 op het meetveld, en Test4 ten O van het volkstuinencomplex. Gedurende de testperiode is het ruderaal terrein aan de westzijde veranderd is in een soort van landschapspark inclusief een grote en kleine vijver. Op de foto hierboven zijn deze duidelijk waar te nemen. Reden voor het KNMI om de testfase te verlengen tot juni 2005 om ook deze omgevingsveranderingen mee te kunnen nemen in de metingen.

Mogelijke oorzaken van meetverschillen tussen de diverse meetpunten kunnen zijn: advectie (aanvoer van warmte van omgeving), verschillen in stabiliteit van de onderste luchtlagen, verschillen tussen de schotelhutten als gevolg van straling, schaduw, straling door omgeving, verschillen in bodemtype/GWS/albedo, en instrumentfouten.

debilt3
Zoals te verwachten waren de verschillen het grootst tussen test1 en de andere locaties, vanwege de nabijheid van gebouwen en hoge bomen bij Test1. Op bovenstaande figuur is dat te zien voor wat betreft het percentage schaduw. Duidelijk is dat Test4 het minst last heeft van nabijgelegen obstakels. De gemiddeld maandelijkse minimum temperatuur was op Test1 1,2 °C hoger dan bij Test4. Test4 was het referentiemeetpunt gedurende het onderzoek.

Een van de belangrijkste conclusies van het onderzoek is dat ‘sheltering’, beschutting door gebouwen, bomen en struiken een relatief grote invloed heeft op de meetresultaten, en dat niet alleen voor wat betreft de schaduwwerking zoals hierboven beschreven. Beschutting veroorzaakt ook het ontstaan van een stabiele grenslaag gedurende de nacht, vermindert de uitgaande langgolvige straling en vermeerdert de stralingsfouten van de schotelhutten als gevolg van een afname van de natuurlijke ventilatie.

debilt4

debilt4a

Een ander opmerkelijke zaak is dat de landschappelijke veranderingen op het ruderaal terrein invloed hadden op de dagelijkse gang van de temperatuur. Dat betekende dat bij homogenisatie het niet voldoende zou zijn om alleen de dagelijkse gemiddelde temperatuur te homogeniseren.

Het onderzoek toonde dat de verschillen tussen de meetpunten sterk afhankelijk waren van windsnelheid (afhankelijk van mate van beschutting) en bewolkingsgraad. In het algemeen namen de temperatuurverschillen toe met afnemende windsnelheid en afnemende bewolkingsgraad. De nachtelijke grenslaag verhinderde homogenisatie vanwege het feit dat daardoor de correlatie tussen de windsnelheid aan de grond en die op 10m hoogte gering was. Bovendien is het ontstaan en het verdwijnen van een dergelijke grenslaag een niet-lineair proces en derhalve moeilijk te vangen in een model.
Dat het KNMI uiteindelijk heeft besloten het meetpunt De Bilt te verplaatsen naar de locatie van Test4 is , gelet op het bovenstaande, begrijpelijk. Minder begrijpelijk is dat het KNMI aan deze verplaatsing geen ruchtbaarheid gaf. Natuurlijk een onvergeeflijke fout, zeker in de richting van de zakelijke klanten van het KNMI, zoals MeteoConsult in Wageningen. Daar had men in 2009 in de gaten dat het meetstation De Bilt, dat al jaren erg hoge temperaturen gaf in vergelijking met omliggende meetstations, plotseling in de pas liep.

Men nam de proef op de som en vergeleek de meetgegevens van De Bilt met die van Cabauw ten ZW van Utrecht. De gemiddelde maximumtemperatuur in de zomer van 2009 bleek in De Bilt slechts 0,02 °C hoger te liggen dan die van Cabauw, terwijl dat verschil in de zomer van 2008 nog 0,53 °C was in het voordeel van De Bilt. Kortom: de verplaatsing van DB260 naar de Test4 locatie was een juiste beslissing geweest, er niets over zeggen een onjuiste beslissing.

debilt5

Bron: http://www.surfacestations.org

Dat de ligging van meetpunt DB260 thans prima is en het voortdurend onderzoek naar de validiteit van de locatie de professionaliteit van het KNMI benadrukt, lijkt me evident. Hoe het anders kan bewijst een reeks van foto’s van officiële meetpunten van het Amerikaanse USHCN netwerk. Op de foto hierboven ziet u het meetpunt Forest Grove in Oregon. De foto spreekt voor zich.


Al 15 jaar lang geen opwarming De Bilt

 

de bilt 1997 2011 def

Nu het einde van 2011 met rasse schreden nadert ben ik maar weer eens in de temperatuurdatabank van het KNMI gedoken. Op basis van de gehomogeniseerde maandgemiddelden van meetstation De Bilt is bovenstaande grafiek gemaakt. Voor de lopende maand december heb ik gebruik gemaakt van de daggemiddelden t/m 9 december j.l. Het temperatuurverloop gedurende het resterende deel van de maand is gebaseerd op de maandverwachtingen voor De Bilt.

Wat opvalt is dat de zomertemperaturen in 2011 wat achterblijven bij die van de afgelopen jaren. Ook zakt De Bilt heel slapjes de winter in, zeker vergeleken met wat we de afgelopen paar jaar gewend waren.

De zwarte lijn is de lineaire trendlijn voor de weergegeven periode. Zoals te zien is is er al 15 jaar lang geen enkele stijging of daling te bespeuren in De Bilt, terwijl ons toch een fikse opwarming beloofd is. Die vlakke trend van De Bilt komt overigens heel fraai overeen met de globale trend. In de data van BEST (zie oudere items) is de afgelopen 10 jaar geen statistisch significante temperatuurstijging waar te nemen op aarde. De CRU-meetreeks toont al 15 jaar geen opwarming, en de Remote Sensing Systemsversie van de satelliet-meetreeks MSU al 15,6 jaar.

Volgens Ben Santer et al in een recente publicatie tonen de resultaten van hun onderzoek aan dat temperatuurrecords van ten minste 17 jaar lang nodig zijn voor het identificeren van de menselijke effecten op de globale troposferische temperatuur. Kortere geven teveel ruis volgens Santer. Nog eventjes dus.