Verloop van de temperatuur (gemiddelde van GISTEMP, NOAA en HadCRUT4) en kosmische straling (data van de Moscow Neutron Monitor) sinds 1958. Kosmische straling is voor de duidelijkheid weergegeven op een inverse schaal: volgens de Svensmark-hypothese zou minder straling tot een hogere temperatuur leiden. De grafiek is van Jos Hagelaars.
Het komt nog wel eens voor dat het wetenschappelijk of maatschappelijk belang van een wetenschappelijke publicatie wat wordt aangedikt in een persbericht of interview. Die overdrijving zal nogal eens afkomstig zijn van een pr-afdeling, maar soms zullen wetenschappers ook zelf menen dat ze hun onderzoek zo moeten verkopen. Of ze overschatten het belang van hun onderzoek echt. Een wetenschapper is tenslotte ook maar een mens. Maar er zijn maar weinig wetenschappers die zo ver gaan in hun overdrijving dan Henrik Svensmark.
Svensmark meent dat kosmische straling een invloed kan hebben op bewolking en daarmee op het klimaat op aarde. Op zich een interessante gedachte, die best zou kunnen kloppen. Alleen is kosmische straling dan één van de vele factoren die meespelen in het complexe mechanisme waarmee aerosolen effect kunnen hebben op wolken. En er zijn nog geen aanwijzingen dat kosmische straling daar een dominante factor is. Laat staan dat die straling een grote rol speelt bij klimaatschommelingen. Dat kosmische straling heeft bijgedragen aan de opwarming van het klimaat sinds midden vorige eeuw is al helemaal onaannemelijk. De afbeelding hierboven illustreert dat: volgens de Svensmark-hypothese had het juist wat af moeten koelen.
Het effect van aerosolen op wolken en de Svensmark-hypothese zijn hier al vaker besproken. Maar het kan vast geen kwaad om de hoofdlijnen nog eens op een rijtje te zetten. Die staan in het kadertje hieronder.
Het effect van aerosolen op wolken en de Svensmark-hypothese
Condensatie van waterdamp is een proces dat moeilijk uit zichzelf op gang komt. Schone lucht kan daarom flink oververzadigd raken met waterdamp, tot de eerste druppeltjes ontstaan. Kleine vaste deeltjes of vloeistofdruppeltjes die zweven in de atmosfeer (aerosolen) kunnen de condensatie in verzadigde lucht op gang helpen. Watermoleculen hechten zich aan zo’n aerosoldeeltje dat vervolgens uitgroeit tot een wolkdruppeltje. Aerosoldeeltjes fungeren dan dus als condensatiekern. Condensatiekernen hebben een belangrijke invloed bij het ontstaan van wolken.
Er zitten overal en altijd wel aerosoldeeltjes in de aardatmosfeer die als condensatiekernen kunnen dienen. Als de atmosfeer ergens oververzadigd raakt met waterdamp zal het dan ook niet lang duren tot er druppeltjes ontstaan. De hoeveelheid water die condenseert hangt niet af van het aantal condensatiekernen: zodra de lucht niet meer oververzadigd is condenseert er niets meer. Meer condensatiekernen zorgen er dus niet voor dat er meer wolken ontstaan. Wel is het aannemelijk dat het aantal invloed heeft op de eigenschappen van wolken. Hoe meer condensatiekernen, hoe meer druppeltjes er ontstaan. Omdat de hoeveelheid water die condenseert niet afhangt van het aantal condensatiekernen, zijn de druppeltjes dan kleiner. Wolken worden hierdoor “witter”: ze kunnen meer zonlicht weerkaatsen. Ook zou de levensduur van wolken hierdoor kunnen langer kunnen worden. Over de mate waarin deze effecten invloed kunnen hebben op het klimaat is nog veel onzeker. Afgelopen zomer vond een onderzoek aanwijzingen voor een vrij beperkte invloed, maar daarmee is de onzekerheid nog niet de wereld uit.
Er zijn allerlei natuurlijke processen en menselijke activiteiten waardoor microscopisch kleine deeltjes (woestijnzand, zeezout, stuifmeel, roet, om maar wat voorbeelden te noemen) in de atmosfeer terecht komen. Bovendien ontstaan er deeltjes door fysische en chemische reacties in de atmosfeer. Ook hier spelen zowel natuurlijke als menselijke emissies een rol. Het gaat om stoffen als zwaveldioxide, organische verbindingen en ammoniak. Via een ingewikkeld proces dat een groot aantal stappen omvat kunnen moleculen samenklonteren tot deeltjes die groot genoeg zijn om als condensatiekern te dienen. Dit proces wordt nucleatie genoemd. De video onder dit kader brengt dit in beeld.
Kosmische straling heeft een ioniserende werking. De ionen die ontstaan zouden enkele stappen van de nucleatie kunnen vergemakkelijken en versnellen. Variaties in kosmische straling zouden dan van invloed kunnen zijn op bepaalde karakteristieken van bewolking een daarmee op de hoeveelheid zonlicht die door wolken wordt weerkaatst. Svensmark meent dat dit een merkbare invloed kan hebben op de mondiaal gemiddelde temperatuur. Dat zou dan betekenen dat wisselingen in de activiteit van de zon meer invloed op de temperatuur zouden hebben dan wordt verwacht op basis van de variatie in de intensiteit van het zonlicht alleen. Het magnetisch veld van de zon varieert in sterkte met de zonneactiviteit. Dat magnetisch veld werkt als een soort schild tegen kosmische straling. Bij een inactieve zon komt er dus meer kosmische straling binnen. Dit zou volgens Svensmark, via het effect op wolken, voor extra afkoeling zorgen. Zelfs een exploderende ster op lichtjaren afstand zou via dit mechanisme effect kunnen hebben op de bewolking op aarde, meent Svensmark.
Kosmische straling is dus één radertje in het complexe mechanisme van het aerosol-effect op wolken. Svensmark en zijn pseudosceptische aanhangers willen graag geloven dat dit radertje een belangrijke of zelfs allesbepalende factor is. Daarvoor zijn geen aanwijzingen.
Svensmark heeft in het verleden allerlei dingen geclaimd die absoluut niet worden ondersteund door zijn eigen onderzoek. Of die zelfs aantoonbaar onjuist zijn. Die claims zijn opgepakt door de pseudosceptische blogosfeer, waar ze nog altijd rondzingen. De belangrijkste overdrijvingen en onwaarheden:
- Het door Svensmark beschreven mechanisme zou een rol van betekenis spelen in opwarming van het klimaat in de afgelopen anderhalve eeuw. In werkelijkheid is er niets dat daar op wijst. Sterker nog: de langetermijntrend van de invallende kosmische straling is licht stijgend, sinds het midden van de vorige eeuw. De bewolking zou sindsdien dus toegenomen moeten zijn en het klimaat afgekoeld. Het tegendeel is het geval: het klimaat is sindsdien sterker opgewarmd dan in de voorafgaande halve eeuw. Zie de afbeelding bovenaan dit blogstuk. Of de tweet van Gavin Schmidt hieronder.
- Er wordt gesuggereerd dat een toename van het aantal condensatiekernen altijd meer bewolking oplevert. Dit is een enorme versimpeling van het werkelijke mechanisme. Het aantal condensatiekernen heeft invloed op de witheid van wolken en mogelijk op de levensduur. Maar de onzekerheid over de omvang van die effecten en de invloed ervan op de mondiale temperatuur is aanzienlijk.
- Er wordt gesuggereerd dat schommelingen in hoeveelheid binnenkomende kosmische straling een bepalende factor zijn voor de hoeveelheid condensatiekernen. De aanwijzingen hiervoor zijn bijzonder mager. Die schommelingen zijn ook helemaal niet zo groot: de gemeten minimale en maximale waarden liggen 10 tot 15% onder en boven het langetermijngemiddelde. Dat schommelingen van die omvang een merkbaar effect zouden hebben is op zijn zachtst gezegd speculatief. Andere factoren, niet in het minst menselijke emissies van aerosolen en stoffen die een rol spelen bij de vorming van aerosolen, hebben naar alle waarschijnlijkheid een veel grotere rol gespeeld in de afgelopen anderhalve eeuw.
Nature Communications, het open access journal van Nature, publiceerde afgelopen week een artikel van Svensmark en enkele coauteurs: Increased ionization supports growth of aerosols into cloud condensation nuclei. Een heel normaal wetenschappelijk artikel, zo lijkt het. Het behandelt een klein stukje van iets dat op zijn beurt ook maar weer een onderdeeltje van een groter geheel is. In dit geval: een klein stukje van de Svensmark-hypothese die één van de radertjes zou kunnen zijn in het aerosol-wolken-effect. Svensmark en zijn mede-onderzoekers hebben experimenten uitgevoerd waarin ionen, die in de atmosfeer onder invloed van kosmische straling worden gevormd, de vorming groei van aerosol-deeltjes versnellen. Ingewikkelde en specialistische materie. Ik denk dat er hooguit een paar honderd mensen op de wereld zijn die inhoudelijk kunnen oordelen over de experimenten en de argumenten van Svensmark. Dat zal ik dan ook niet doen.
Wat een buitenstaander wel kan constateren is hoe voorzichtig Svensmark zijn conclusies formuleert in het artikel. De bijdrage van het onderzochte mechanisme zou onder atmosferische omstandigheden “several procent” kunnen zijn. Er is uitgebreid aandacht voor onzekerheden en het beschreven mechanisme wordt zelfs “on its own speculative” genoemd. De uiteindelijke conclusie is dat het mechanisme relevant zou kunnen zijn onder bepaalde condities: een schone atmosfeer. Klimaatblogger Ari Jokimäki plaatste een kritische kanttekening bij de literatuurlijst van het artikel: het merendeel van de recente artikelen die de hypothese van Svensmark tegenspreken ontbreekt en hij citeert zichzelf wel erg vaak. Dat maakt geen sterke indruk.
Waar het wetenschappelijk artikel behoorlijk ingetogen blijft, bluft het persbericht er flink op los. De kop heeft het over “The missing link between exploding stars, clouds, and climate on Earth”. En Svensmark snoeft: “Finally we have the last piece of the puzzle explaining how particles from space affect climate on Earth.” En dan wordt er ook nog maar eens gesuggereerd dat het mechanisme uit dit onderzoek bijgedragen kan hebben aan de waargenomen klimaatverandering in de 20e eeuw. De pseudosceptische blogosfeer zal er wel weer van smullen. Maar in de wetenschap oogst Svensmark met zulke overdrijvingen en onwaarheden weinig respect. Dat hij in zijn artikel onderzoeken negeert die in tegenspraak zijn met zijn hypothese zal ook niet helpen.
Klimaatverandering 
Hoe vaak je ook probeert om deze theorie te weerleggen men zal steeds weer proberen om te bewijzen dat de opwarming van de arde veroorzaakt wordt door herstel uit de Kleine IJstijd. En dat dit herstel iets van doen heeft met de zonne-vlekken cyclus. Het maakt niets uit hoe vaak je aantoont dat het effect van de zonnevlekken cyclus op de temperatuur hoogstens 0,1 K bedraagt en misschien wel minder. Men zal met dit soort theorieën blijven aankomen. Er blijft altijd wel iets hangen in het geheugen van het grote publiek.
LikeLike
Jos, waarom heb je de kosmische straling in je grafiek op een inverse schaal weergegeven?
Paai
LikeLike
@Paai
Hans, de GCR straling is op deze wijze weergegeven omdat een afname van de hoeveelheid GCR (de inverse) volgens Svensmark zou moeten leiden tot een hogere temperatuur. Dat doet het dus niet, er is geen correlatie tussen GCR en de temperatuur vanaf ca. 1960. Hieronder de grafiek van T en de GCR count.
LikeLike
Puur hypothetisch gesproken is het denkbaar dat het ‘Svensmark effect’ vanaf ca. 1960 juist een deel van de opwarming (als gevolg van de extra broeikasgassen) gemaskeerd heeft.
Echter, zie het terechte antwoord van Zeke Hausfather:
LikeLike
De kosmische straling is wel van belang voor de ruimtevaart, vooral voor de gezondheid van de mensen in ISS. Ook een beetje voor de gezondheid van mensen die in vliegtuigen over de Noordpool vliegen. De kosmische straling brengt wel aerosolen in de atmosfeer, maar die hoeveelveid is zeer gering tov de andere bronnen van aerosolen: roet, vulkaanas, woestijnstof, zeewater en zout, enz, enz. Als je dus een statistische relatie vindt van de temperatuur en de kosmische straling moet je denken aan andere effecten van de zon en de zonnewind.
LikeLike
Pingback: Deel 4c – De invloed van zonnevlekken op de opwarming van de aarde | Raymond FANTASTische Horstman