Deze koudegolf is zeldzaam, maar lag in lijn der verwachting. Zelfs specifiek voor (februari) 2021

Gastblog van Rolf Schuttenhelm

Nederland is in de greep van een ‘ouderwetse’ koudegolf. Opmerkelijk, voor wie zich bewust is van de langetermijntrend van de Nederlandse winters, die sinds 1950 al ruim 2 graden zijn opgewarmd, en circa 3 graden sinds 1800 – een opwarming die nog lang niet afgelopen is.

Toch is deze vorst binnen de opwarmende trend eerder achterstallig, dan een terugval. Een paar jaar geleden becijferde het KNMI de jaarlijkse kans op een winter met voldoende kou voor een Elfstedentocht nog op 8 procent. Eens in de 12 jaar dus, statistisch.

Maar in realiteit wachten we al ruim twee keer zo lang, sinds 1997 – de laatste winter die op basis van het koudegetal nog officieel classificeert als ‘koud’ (de schaatswinter van 2010 was ‘normaal’, die van 1985 de laatste ‘zeer koude’ en die van 1963 de laatste ‘strenge’ – alles gerekend in het Hellmanngetal, een maat voor cumulatieve vorst).

Het moest er dus wel een keer van komen, óók in een opwarmend klimaat. Bovendien zijn en blijven op onze breedtegraad juist in de winter uitschieters normaal: Nederland kent een veel groter temperatuurverschil tussen een zachte en koude winter, dan tussen een hete en koele zomer.

Maar zagen we deze koudegolf niet al van wat verder aankomen? De officiële lezing is dat ‘seizoensverwachtingen’ – ruim voorbij de horizon van de (inmiddels behoorlijk betrouwbare) 14-daagse weersverwachting – het domein zijn van commerciële charlatans. Je kunt er even flink mee scoren in de media (vooral met koud weer!), en scoren betekent ‘click & views’ en dus advertentie-inkomsten. Dat de jaarlijks voorspelde horrorwinter steevast niet kwam, had voor de commerciële weersverwachters nooit gevolgen – het jaar daarop kregen ze in dezelfde media toch wel weer gehoor met een volgend kulverhaal.

Onderschrift: Overzicht van koudegolven en Elfstedentochten. Bron: Datagraver, op basis van data KNMI. De laatste koudegolf dateert van 2011.

Mensen die daadwerkelijk het klimaatsysteem onderzoeken weten beter, en vertellen een genuanceerd én nuchter verhaal: in grote delen van de tropen (en soms ook in de VS en Australië) is maanden van tevoren een richting te geven aan neerslagafwijkingen. Dat gaat op basis van trage, voorspelbare cyclische patronen in de oceanen, zoals de Pacifische El Niño/La Niña Southern Oscillation (ENSO) of de Indische Oceaandipool – die van invloed zijn op de ligging van luchtdrukgebieden.

In onze Noord-Atlantische regio bestaan ook allerlei trage en nog tragere temperatuurschommelingen, maar hun invloed op de atmosfeer erboven gaat snel verloren in de ruis van een veel groter aantal weervariabelen. Simpele conclusie: betrouwbare seizoensverwachtingen zijn voor onze regio (nog) niet te maken. Als je er een maakt die tóch uitkomt, had je geen gelijk, maar geluk – en dat is iets anders. Ook een kapotte klok duidt tweemaal daags de juiste tijd aan.

Maar in een simpele conclusie – ‘seizoensverwachtingen zijn onzin’ – kun je natuurlijk altijd een beetje peuteren. Dat kennen we van het neerslagtekort, dat immers cumulatief is. Is de lente droog, dan is de kans op zomerdroogte ook groter. En tijdens zomerdroogte treden hitte-extremen makkelijker op, vanwege verminderde evaporatie. Zo vallen er altijd wel een paar verbandjes aan elkaar te knopen, en zijn we ook in Nederland net niet helemaal blind voorbij 14 dagen in de toekomst.

Ook in de winter kun je dergelijk hobbyisme bedrijven, zonder volledig nat te gaan. Zo bestaat er een oude schaatserswijsheid dat koude winters vaak in groepjes komen. En voor wie langer naar de weerstatistieken heeft gestaard (velen kennen ze uit het hoofd) is een cadans opgevallen, als de rustige slag van een getrainde langeafstandsschaatser: koude winters, vaak in groepjes, volgen om de elf jaar. Neem de drie winters van 1985 tot en met 1987, die van 1996 en 1997 – en ook dat clustertje van 2010 tot 2013, toen eindelijk weer een paar toertochten verreden konden worden.

Al jaren herkenden schaatsers er een ander ritme in, dat van de zon – en zo ontstond bij sommigen de gedachte dat winterkou in Nederland samenhangt met de elfjarige zonnecyclus – specifieker met het minimum in die cyclus.

Onderschrift: waarneming en projectie van de elfjarige zonnecyclus (Bohmik & Nandy, 2018). Volgens een oude hypothese vallen koude winters samen met het zonnevlekkenminimum. Die gaat af en toe leuk op (bijvoorbeeld 1963), maar soms een stuk minder. Volgens een recentere aanscherping van de hypothese, vallen de koudere winters samen met de stijgende lijn ná het minimum. De correlatie lijkt dan ook voor Nederlandse relatief koude winters sterker te worden (bijvoorbeeld 1979, 2010-2013)

Het is een hypothese. En in het begrip van klimaatwetenschap is dat eigenlijk waar het áltijd misgaat: hypotheses horen op het kladblok. Pas als dergelijke leuk bedachte mogelijke verklaringen ook bewezen worden, kunnen ze worden herschreven tot een formele tekst: een wetenschappelijke theorie. Als tijdens die toetsing de hypothese daarentegen verworpen kan worden (zeker als alternatieve hypotheses wél juist blijken!) hoort dat velletje kladpapier als een propje in de papierbak te belanden.

Maar die laatste administratieve handeling verzuimen we nog wel eens. Als gevolg blijven talloze aantoonbaar onjuiste hypotheses rondslingeren, voor velen het zicht op de werkelijkheid vertroebelend. Sommigen behangen er zelfs hun slaapkamer mee, dromend van alternatieve universa met uiterst comfortabele verklaringen omtrent, bijvoorbeeld, de huidige opwarming.

Toch moet je ook oppassen in een verder terechte schoonmaakwoede het kind niet met het badwater weg te gooien. De bron van vele wetenschappelijke doorbraken ligt in vrolijk associëren en speculeren – ideeën die pas in later stadium ondersteund konden worden met data, aanvullende feitenkennis en meest cruciaal: methodologische toetsing.

En zo zijn er ook hypotheses die in een schemergebied tussen ‘aannemelijk’, ‘onbewezen’ en ‘onjuist’ blijven hangen, soms jarenlang. Inderdaad, de elfjarige zonnecyclus. De invloed op het mondiale klimaat is zeer klein: minder dan een tiende graad – en bovendien cyclisch: zoals de zomer en winter geen langetermijntrend creëren (maar wél een fors temperatuurverschil over een periode van zes maanden!) zo is de elfjarige zonnecyclus grotendeels (eventuele langdurige veranderingen van die cyclus hier even negerend) impotent op een tijdschaal van meerdere decennia.

Maar misschien heeft die zonnecyclus binnen z’n elfjarige bereik wél wat meer invloed op het regionale, Europese klimaat – bijvoorbeeld door beïnvloeding van de Noord-Atlantische Oscillatie (NAO), en daarmee de kans op westen- of oostenwinden. Zoals de hypothese luidt, zouden we ‘s winters vaker een negatieve NAO hebben, en in Nederland dus vaker koude oostenwinden, tijdens het zonneminimum.

Maar is dat vervolgens ook wel echt zo? Bij het KNMI zijn ze sceptisch. “Er is een effect van de elfjarige zonnecyclus op de uv-absorptie en temperatuur van de stratosfeer. Het effect op de troposfeer is bij mijn weten nooit aangetoond. De variabiliteit van de troposfeer is groot, de signaal-ruis-verhouding te laag”, mailt onderzoeker Peter Siegmund. Dat steunt ook op onderzoek onder leiding van zijn KNMI-collega Geert Jan van Oldenborgh – die spreekt van dun ijs.

Probleem met de hypothese is niet alleen de onvolledige correlatie in de data (er zijn voorbeelden van zachte winters, met overwegend positieve NAO, tijdens het zonneminimum – en ook van koude winters tijdens het zonnemaximum) maar ook van twijfels over het mechanisme. Om te veronderstellen dat een verband causaal is, wil je het liefst ook overtuigd zijn van een mechanisme. Daar is bij deze zonnehypothese geen sprake van.

Zo is de wetenschappelijke literatuur over het onderwerp ook wat ambivalent – sommige auteurs vinden een zwak verband, anderen niet. Tot, als ik even een glanzende kers mag plukken, 2016, toen onder andere Oxford-klimaatonderzoekers Lesley Gray and Tim Woollings een studie publiceerden waarin ze toch wel een behoorlijk sterk verband vonden tussen de elfjarige zonnecyclus en de NAO, en niet alleen in recente decennia, maar ook in reconstructie van de voorbije eeuwen.

Reden dat de studie wat extra aandacht verdient, is dat ze er een belangrijke aantekening bij plaatsen: het verband tussen een (vaker) negatieve NAO en het zonneminimum is niet instantaan (zoals de oude hypothese stelde), maar behoorlijk vertraagd: een of twee jaar voor het einde van de winter (lees: februari), en zelfs drie of vier voor december.

Als we dan kijken naar de historie van koude winters in Nederland lijken ook recente voorbeelden iets beter te passen. Het epicentrum van het cluster valt inderdaad vaak enige tijd ná het zonneminimum. Zo past de koude winter van 1979 (die er voorheen niet mee gerelateerd werd) dan wel in het verhaal (maar enkele Elfstedenwinters in de eerste helft van de twintigste eeuw niet).

Over het mechanisme blijft veel onduidelijk. Voor februari zou het atmosferisch zijn, terwijl de nog tragere doorwerking op de start van de winter via een schakel in de oceaan zou lopen, zo denkt het team van Oxford.

“Het mechanisme dat ik heb verkend, is het effect van een modulatie van uv-straling in de stratosfeer op de kans op een ‘plotselinge stratosferische opwarming’ (SSW)”, schrijft Lesley Gray.

“Het samenvallen van een SSW en negatieve NAO, vlak na het zonneminimum [dat in december 2019 viel] ondersteunt de hypothese die ik heb voorgesteld. Dat gezegd hebbende, zijn er vele andere factoren die zowel SSW’s als de NAO beïnvloeden – en het zonnesignaal is er slechts een van vele.”

Die stratosfeeropwarming is ook interessant, want ook die laat zien dat verbanden soms langer vooruit te schetsen zijn in onze winter. Zo kunnen we voorzichtig stellen dat er in elk geval een paar redenen te verzinnen waren om al van tevoren in 2021, en zelfs specifiek voor de maand februari, een grotere kans op winterkou te verwachten. Voor wie waarde hecht aan de zonnehypothese was op 1 december 2020 al te zeggen dat in 2021 de schaatskansen bovengemiddeld zouden zijn. En vervolgens was ook in januari te voorzien dat de kans op een serieuze koudegolf in februari verhoogd was – gezien de zich toen ontwikkelende sterke opwarming van de stratosfeer.

Onder andere gespecialiseerde KNMI-onderzoekers als Michiel van Weele verwachtten al begin januari dat deze stratosfeeropwarming zou leiden tot verstoring van de poolwervel, en daarmee enkele weken later een grotere kans zou geven op koude-uitbraken naar lagere breedtegraden. Koude-uitbraken die in potentie ook ons natte polderlandje kunnen bereiken. Dat er zo prachtig mooi uitziet als dit alles ook nog eens perfect in praktijk blijkt uit te komen, en de schaatsen dan eindelijk weer uit het vet kunnen.

Zijn we klaar met dit verhaal? Nee, een kleine disclaimer hoort nog te volgen. Over een psychologische valkuil: het najagen van een hypothese. Op een gegeven moment heb je je kaarten erop ingezet, en hoop je dat die tijdsinvestering ook gaat lonen. Ik herken het mechanisme in mezelf.