Door Bart Strengers, Planbureau van de Leefomgeving.
Eind 2009, in de aanloop naar de internationale klimaatconferentie in Kopenhagen, voerde PBL klimaatonderzoeker Bart Strengers een discussie met klimaatscepticus Hans Labohm op de website van de NOS. Deze discussie, die vervolgens ook gepubliceerd werd als PBL-rapport, eindigde met een weddenschap. Strengers wedde dat de gemiddelde mondiale temperatuur over de periode 2010-2014 hoger zou zijn dan het gemiddelde over de periode 2000-2009. Hans Labohm wedde dat het niet zou opwarmen of zelfs zou gaan afkoelen, bijvoorbeeld door de verminderde activiteit van de zon.
Op verzoek van Labohm werd destijds uitgegaan van de zogenaamde UAH-temperatuurreeksen voor de lage troposfeer (dat is ongeveer de onderste 5 km van de atmosfeer). Deze worden samengesteld door de University of Alabama in Huntsville (UAH). Hierbij wordt gebruik gemaakt van satellieten die straling meten in de atmosfeer en waaruit vervolgens via een complex algoritme de temperatuur van verschillende lagen in de atmosfeer wordt afgeleid.
Nu, vijf jaar later, blijkt volgens UAH dat de temperatuur de afgelopen 5 jaar gemiddeld 0,1 graad warmer was dan het gemiddelde over de 10 jaar daarvoor en daarmee heeft Strengers de weddenschap gewonnen. De inzet? Een ‘mooie fles wijn’, die binnenkort bij een etentje overhandigd zal worden.
De UAH-temperatuurreeks vanaf 1979 (daarvoor waren er geen satellieten beschikbaar). De groene gestippelde lijnen geven het gemiddelde van opeenvolgende periodes van 10 jaar. De laatste lijn is het gemiddelde over de periode 2010-2014.
UAH satellietreeks laat meeste opwarming zien
Overigens laat uitgerekend deze UAH-reeks met afstand de meeste opwarming zien. De andere 4 belangrijkste mondiale temperatuurreeksen laten in de afgelopen 5 jaar ook opwarming zien, maar deze is beduidend kleiner (tussen 0,03 en 0,05 graden).
Waar komen de verschillen tussen de reeksen vandaan?
De onderstaande tabel laat de opwarming van de afgelopen 5 jaar zien ten opzichte van de 10 jaar daarvoor in °C voor de 5 belangrijkste mondiale temperatuurreeksen: de eerder genoemde satellietreeks van de University of Alabama in Huntsville (UAH), de satellietreeks van Remote Sensing Systems (RSS), en de oppervlaktereeksen van NASA, het Climate Research Unit (CRU) en het National Climatic Data Centre (NCDC). CRU is gebaseerd op oppervlaktemetingen tot en met november 2014 omdat de getallen voor december nog niet bekend zijn.
![]()
Het grote verschil (meer dan factor 3!) tussen de satellietreeksen UAH en RSS is opmerkelijk (zie ook onderstaande grafiek). Volgens het UAH-team, waarin twee bekende klimaatsceptici zijn betrokken, wordt het verschil met name veroorzaakt doordat RSS zich onder andere baseert op een oude satelliet (NOAA-15) waarvan de baan om de aarde steeds lager wordt. Dit veroorzaakt volgens UAH een fout in de metingen waarvoor RSS niet voldoende zou corrigeren. Al met al is het een technisch en complex verhaal waardoor verschillen veroorzaakt zouden kunnen worden, maar het geeft vooral ook aan dat het bepalen van een mondiale temperatuur op basis van satellietmetingen een ingewikkelde procedure is waarin allerlei correcties moeten plaatsvinden en die tot nogal verschillende uitkomsten kunnen leiden. De 3 oppervlakte-metingen laten een veel consistenter beeld zien van 0,04 tot 0,05 graden opwarming.
Temperatuurmetingen door satellieten moeilijk te vergelijken met die aan aardoppervlakte.
Daarnaast is het belangrijk om op te merken dat de satelliettemperatuur en de oppervlaktetemperatuur niet goed met elkaar te vergelijken zijn. Dit komt doordat de satellietreeksen zijn gebaseerd op de temperatuur van de gehele lage troposfeer (ongeveer de onderste 5 km van de atmosfeer). De temperatuur van deze luchtlaag reageert bijvoorbeeld veel gevoeliger op een El Niño dan de oppervlaktetemperatuur. Dit is in onderstaande grafiek goed te zien aan de relatief hoge piek voor de twee satellietreeksen ten tijde van de super El Niño in 1997-1998 en de minder sterke El Niño van 2010. Het omgekeerde is het geval voor een La Niña zoals in 2008; dan laten de satellietreeksen juist een lagere temperatuur zien.
De temperatuur volgens de 2 satellietreeksen (UAH en RSS). De paarse lijn is het gemiddelde van de 3 oppervlaktereeksen. De satellietreeksen laten pieken zien in 1998 en 2010 ten gevolge van El Niño die groter zijn dan die voor de oppervlaktereeksen. De lage satellietwaarde in 2008 valt samen met het tegenovergestelde van een El Nino: La Niña. Merk op dat RSS in de laatste 4 jaar ver onder de andere reeksen ligt. 2014 was het warmste jaar volgens de oppervlaktemetingen (stippellijn in de figuur)!
In de grafiek is te zien dat de laatste jaren RSS duidelijk afwijkt van alle andere temperatuurreeksen, namelijk met waarden die ruim 0,1 graad lager zijn dan die van de andere reeksen. Dit suggereert dat RSS en dus niet UAH te laag zit (zoals het UAH-team ook beweert). De uitkomst van deze discussie zal wellicht leiden tot aanpassing van (één van) de satellietreeksen, zoals dat in het verleden, vooral bij UAH, ook veelvuldig het geval is geweest.
Ten slotte geldt voor de oppervlaktereeksen dat 2014 het warmste jaar was, zonder dat er sprake was van een El Niño!
Bijdrage van koelende en opwarmende invloeden.
Strengers gaf destijds aan dat “gezien de wetenschappelijke onzekerheden die er zijn, kan ik verliezen, maar waarschijnlijk is dat niet”. Hij noemde vier redenen waarom de opwarming getemperd zou kunnen worden of zelfs een afkoeling had kunnen plaatsvinden. De kleur rood geeft aan dat de betreffende reden in meer of mindere mate bewaarheid is in de afgelopen 5 jaar:
- een aanhoudende (relatief) lage activiteit van de zon;
- een relatief grote warmteopname van de (diepe) oceaan;
- een periode van koeling door toevallige variaties in het klimaat;
- een klimaatgevoeligheid die blijkt mee te vallen.
Daarnaast noemde hij een drietal redenen waarom hij dacht desondanks te winnen:
- een verder oplopende concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer;
- de ‘best-estimate’ van het IPCC is een opwarming van ongeveer 0,2 graden per decennium;
- de kans dat de klimaatgevoeligheid overschat wordt is kleiner dan dat hij onderschat wordt.
De optelsom van factoren heeft dus geleid tot een opwarming. Hieronder worden deze verder toegelicht.
• Een aanhoudende (relatief) lage activiteit van de zon.
In de afgelopen 5 jaar heeft de afname van de activiteit van de zon doorgezet en dit heeft de mondiale opwarming in die periode waarschijnlijk iets getemperd. In de discussie schreef Strengers destijds: “astrofysici […] sluiten niet uit dat er langdurige periode van (relatief) lage activiteit zou kunnen optreden. Dit zou kunnen leiden tot een tempering van de opwarming tot maar liefst 0.4 graden (maar waarschijnlijk 0.2 graden) in de komende 20 tot 30 jaar.” De afgelopen 5 jaar sluiten dus aan bij het idee dat de zon een langdurige periode van relatief lage activiteit zou kunnen gaan doormaken, maar het is nog steeds erg onzeker hoe ver de afname in activiteit echt doorzet in de komende jaren en hoe lang deze zal aanhouden.
• Een relatief grote warmteopname van de (diepe) oceaan.
Meer dan 90% van de warmte die wordt toegevoegd aan het klimaatsysteem, voornamelijk door de toename van broeikasgassen,
komt in de oceaan terecht. Slechts een paar procent wordt opgeslagen in de atmosfeer. De rest wordt opgenomen door het landoppervlak en het (daardoor gestaag smeltende) ijs. Variaties in die warmteopname kunnen grote invloed hebben op de oppervlaktetemperatuur. Volgens
een recente studie van England et al in december 2013 in Nature is er sprake van een verhoogde warmteopname van de oceaan sinds 2001, waardoor de opwarming sinds die tijd is getemperd met 0,1 tot 0,2 °C. Die extra warmte lijkt zich in hoge mate op te houden rond de evenaar in het westelijke deel van de Stille oceaan op zo´n 125 tot 200 meter diepte waardoor het ‘verborgen’ blijft voor de atmosfeer. England en zijn team verwacht dat de extra warmte-opslag niet op deze wijze door zal gaan en dat daardoor de temperatuur aan het oppervlak op zeker moment weer sneller zal gaan stijgen. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door een El Niño waardoor grote hoeveelheden warmte plotseling kunnen vrijkomen en de temperatuur een sprong zou kunnen maken, zoals bijvoorbeeld ook is gebeurd in 1997-1998 met de toenmalige super El Niño. De afgelopen maanden lijkt zich een nieuwe El Niño te ontwikkelen. Als dit doorzet in 2015, dan zou dit jaar nog warmer kunnen worden dan het recordjaar 2014.
• Een periode van koeling door toevallige variaties in het klimaat.
Het klimaat bevat willekeurige variaties. Strengers schreef hierover dat die er toe kunnen leiden dat er
langere periodes van geen-opwarming of zelfs koeling kunnen optreden, zelfs bij een gestaag stijgende concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer. In de discussie destijds wees Strengers op
een studie die op basis van klimaatmodellen liet zien dat er periodes tot 16 jaar van toevallige koeling of niet-opwarming kunnen voorkomen, zelfs in een opwarmend klimaat.
Recent onderzoek laat zien dat een combinatie van toevallige factoren waarschijnlijk heeft geleid tot een tempering van de toename in de temperatuur in de afgelopen 15 jaar (deze factoren worden verder toegelicht bij
De ‘best-estimate’ van het IPCC is een opwarming van ongeveer 0,2 graden per decennium.) Maar deze tempering van de opwarming was dus niet genoeg om de afgelopen 5 jaar koeler te maken dan de 10 jaar daarvoor.
• Een klimaatgevoeligheid die blijkt mee te vallen.
Het IPCC, dat tot functie heeft om alle kennis op het gebied van klimaatverandering eens per 5 tot 7 jaar bijeen te brengen, stelde in 2007 in het vierde assessment rapport dat de klimaatgevoeligheid waarschijnlijk (dat wil zeggen met een kans van 66%) ligt tussen 2,0 en 4,5 graden Celsius met een ´beste schatting´ van 3 graden. In het vijfde assessment rapport van 2013 werd een range genoemd van 1,5 tot 4,5 graden en werd er geen beste schatting gegeven. De reden van het naar beneden bijstellen van de ondergrens naar 1,5 graden, waarop deze al sinds 1990 werd geschat, kwam voort uit een aantal studies die wezen op de mogelijkheid van een lage klimaatgevoeligheid. De reden voor het ontbreken van een beste schatting kwam door een gebrek aan overeenkomst tussen de verschillende benaderingen (ten minste op basis van alle studies tot en met juli 2012). Dit alles wil echter nog niet zeggen dat de klimaatgevoeligheid ‘blijkt mee te vallen’. Eigenlijk kan alleen worden geconstateerd dat de waarde van de klimaatgevoeligheid onzekerder is geworden.
• Een verder oplopende concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer.
De concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer is in de afgelopen 5 jaar gestaag doorgestegen. De concentratie van CO2 stond eind 2014 op 399 ppm (399 moleculen CO2 per miljoen moleculen lucht). Vijf jaar geleden was dit 388 ppm. Deze toename is een direct gevolg van een steeds sneller toenemende uitstoot van CO2, vooral in landen zoals India en China.
• De ‘best-estimate’ van het IPCC is een opwarming van ongeveer 0,2 graden per decennium.
Ten tijde van het vierde assessment rapport van het IPCC in 2007 ging men, vooral op basis van de uitkomsten van klimaatmodellen, uit van een opwarming voor het huidige decennium van zo’n 0,2 graden. Zoals besproken is de opwarming volgens de UAH-reeks, die is gebaseerd op satellietmetingen, in de afgelopen 5 jaar 0,1 graden geweest ten opzichte van het gemiddelde in de 10 jaar daarvoor. Als dit zich in de komende 5 jaar voortzet dan zou het huidige decennium uitkomen op zo’n 0,15 graden opwarming; iets minder dan de ‘best-estimate’ maar ruim binnen de range die het IPCC verwacht. Echter, alle oppervlaktereeksen laten een kleinere opwarming zien tussen de 0,04 en 0,05 graden in de afgelopen 5 jaar (zie
‘Waar komen de verschillen tussen de reeksen vandaan?’). Als dit wordt doorgetrokken dan zou het hele decennium 2010-2019 uitkomen op een totale opwarming van hooguit 0,08 graden. Dit past ook in de discussie over de
‘hiatus’ ofwel de constatering dat het in de afgelopen 15 jaar minder is opgewarmd dan in de 20 jaar daarvoor en ook minder dan de gemiddelde uitkomst van de klimaatmodellen. Echter, als in de
klimaatmodellen wordt rekening gehouden met de ‘toevallige factoren’ – dat zijn dus factoren die zich niet laten voorspellen zoals het vóórkomen van El Nino’s, de activiteit van de zon en vulkaanuitbarstingen – dan blijkt dat de modellen en de observaties zeer goed met elkaar overeenkomen (zie onder andere
Schmidt et al 2014).
• De kans dat de klimaatgevoeligheid overschat wordt is kleiner dan dat hij onderschat wordt.
In het vijfde assessment rapport van het IPCC uit 2013 staat dat de klimaatgevoeligheid waarschijnlijk, dat wil zeggen met een kans van 66%, ligt tussen 1,5 en 4,5 graden Celsius. Vervolgens wordt gesteld dat het extreem onwaarschijnlijk is – minder dan 5% kans – dat de klimaatgevoeligheid kleiner is dan 1, terwijl het zeer onwaarschijnlijk is – minder dan 10% kans – dat de klimaatgevoeligheid hoger is dan 6. Met andere woorden de kans op zeer kleine waarden is kleiner dan de kans op zeer grote waarden en daarmee is de bewering hierboven nog steeds waar.
[Noot: diverse links zijn door Klimaatverandering toegevoegd. Ook gepubliceerd op de website van PBL.]
![]()
![]()
