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.

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

  1. Dat de zonnevlekkencyclus niet goed wil werken hoeft niet te verbazen. DE variatie in zonne-energie TSI is zo dan zo klein dat er niet veel te verwachten valt. De jaarlijkse afwijking door de ellipsvormige baan van de Aarde om de zon is veel groter en dit leidt niet echt tot grote afwijkingen in temperaturen.

  2. G.J. Smeets

    Rolf,
    Dank voor deze informatieve inkijk in klimatologisch werk en werkwijze. De kleine disclaimer op het einde van je stuk fascineert. Wie of wat behoedt jou om hypotheses ‘na te jagen’ (jouw woorden)?

  3. Lennart van der Linde

    Mooi stuk, Rolf. Zou het in dit geval niet vooral een kwestie van kansberekening zijn? Als er een zonneminimum is, zal de kans op meer kou misschien een bepaald percentage groter zijn dan rond een zonnemaximum, maar door allerlei andere relevante, maar moeilijk voorspelbare factoren, is dat percentage wellicht maar heel klein. Zoiets? Of is dat te simpel gedacht?

  4. Rolf Schuttenhelm

    Hallo G.J. Smeets,
    Nou het helpt in elk geval om er expliciet over te zijn. Zodra een hypothese gaat fascineren, loop je het risico dat je er selectief bewijs voor gaat sprokkelen – daar probeer ik me van bewust te zijn. En het is gewoon belangrijk te erkennen dat deze hypothese best gammel is. Oa het onderzoek van Van Oldenborgh (KNMI) was heel ontnuchterend, enkele jaren geleden. Maar toen was die vervolgstudie (Oxford) die een vertraging toevoegt aan het verband, en dat ook op veel grotere tijdschaal terugvindt, opnieuw wel weer overtuigend in de omgekeerde richting. Conclusie: het is nog geen uitgemaakte zaak. Dat geldt ook voor de mogelijke invloed van Grand Solar Minima (hier niet besproken) op winters in de Kleine IJstijd. Ook dat is behoorlijk onzeker, en hangt er sterk mee samen…

  5. Rolf Schuttenhelm

    Hallo Lennart,
    Ja – zoiets inderdaad 🙂 Maar dan moet je dus idealiter ook harde percentages kunnen ophangen aan al die andere variabelen. Zo ver is de klimaatwetenschap ook nog niet 😉 Vandaar dat het nog wat blijft hangen in een schemergebied met een mogelijke wel-of-toch-niet (zwak) verband. Leuk he! 🙂

  6. Pingback: Jaarlijkse kans op een Elfstedentocht neemt af richting één procent in 2050 | Lekker Thuis!!! In de tijd van Corona Bier.

  7. Vermoeiend… neem nu eens de cijfers over 300 jaar en niet de afgelopen 20 jaar. Volgens Al Gore hadden we nu al geen Gletsjers en geen ijs meer gehad op de noord en zuidpool en een zeespiegel stijging en was er geen sneeuw meer gevallen in de Alpen. Niets van deze voorspellingen zijn uitgekomen omdat ze niet op feiten berust zijn maar gewoon uit de lucht gegrepen zijn. Kijk nu eens naar de cijfers van 300 jaar of sterker nog naar 100.000 jaren we kunnen uit de metingen zien dat er al meerdere malen een ijstijd geweest is.

  8. Beste whosnext,

    Volgens Al Gore …

    Nee, dat is niet wat Gore zei. En wat Al Gore wel of niet zegt is niet van belang — het gaat erom wat de klimaatwetenschap concludeert. Hier zie je bijvoorbeeld de afname van koude-extremen:

    Kijk nu eens naar de cijfers van 300 jaar of sterker nog naar 100.000 jaren …

    Nou, lees dan gewoon al onze blogstukken over de laatste 300 jaar en 100.000 jaren? Hierbij alvast enkele linkjes: Nieuwe blik op de temperatuur tijdens ons verleden, Kleine ijstijd was geen ijstijd, Twee tijdperken van Marcott en: De afgelopen 2 miljoen jaar.

    Je vraagt naar de cijfers van 300 jaar? Zie s.v.p. hieronder (tot het jaar 2000). De gehele PAGES 2K reconstructie kan je in dit eerdere blogstuk vinden: Een nieuwe blik op de temperatuur tijdens ons verleden.

  9. Inderdaad deze korte koude periode heeft geen invloed op het opwarmende klimaat. Er zullen altijd nog winters komen die wat winterweer bij zich hebben. Alleen denk ik zal koud minder koud worden naar de toekomst toe. Want ook de koudegebieden zijn ook warmer aan het worden. Dus strenge winters zullen geleidelijk afnemen in een opwarmende klimaat. Of de zon zou voor verrassingen kunnen zorgen.

  10. Dexter Deloyd

    Voor de langetermijntrend moet de correlatie uiteraard over meerdere zonnecycli in beschouwing worden genomen. Wellicht zijn de huidige koudegolven die we thans ervaren dan wèl te correleren aan een afnemende zonneactiviteit en vormen ze slechts een voorbode voor wat ons de komende tijd te wachten staat aan koude winters. Met zonnecyclus 25 zijn we namelijk aanbeland in het zogenaamde Modern Grand Solar Minimum. Dat betekent dat ons over een periode van meerdere zonnecyli (25-27) een zeer lage zonneactiviteit te wachten staat zoals we dat niet meer hebben ervaren sinds het Maunder Minimum. We staan daarmee aan de vooravond van een nieuwe Kleine IJstijd waarin de wintertaferelen van Charles Dickens zullen terugkeren. Naast romantische scenes brengen deze taferelen ook ongekende chaos en ellende met zich mee. Uitgerekend in een wereld die zich niet wenst voor te bereiden op een kouder klimaat. Voor dat laatste hoeven we alleen maar het laatste winter echec dat de Amerikaanse Texas heeft ondervonden in herinnering te roepen.

  11. Voor de langetermijntrend moet de correlatie uiteraard over meerdere zonnecycli in beschouwing worden genomen.

    Dat is allang gebeurd. Hier rechtsboven de relatief geringe correlatie (R^2=0.23) over alle zonnecycli sinds 1900. Rechtsonder de veel grotere correlatie tussen CO2 en temperatuur:

    We staan daarmee aan de vooravond van een nieuwe Kleine IJstijd

    Een paar weken koud weer in Nederland is bepaald geen klimaatverandering. Mondiaal gezien is de lange-termijn trend (en daar gaat het over bij klimaat), onmiskenbaar opwaarts:

    Klimaatgrafieken / datasets

  12. Dexter Deloyd

    En uiteraard staren we ons niet blind op de (geringe) TSI variatie gedurende opeenvolgende zonnecycli. Niet voor niets wordt de TSI nagenoeg als een constante beschouwd. Veel interessanter is de variatie in Solar Magnetic Flux die zeer sterk meebeweegt op de variatie in zonneactiviteit. Een lage Solar Magnetic Flux hangt samen met een lage zonneactiviteit. Op zijn beurt laat een lage Solar Magnetische Flux een hoge invallende kosmische straling toe waardoor weer extra wolkenvorming kan plaatsvinden, wat uiteindelijk resulteert in een daling van de gemiddelde temperatuur. De wereldwijde koudeperikelen van dit moment kunnen we aan deze trend toeschrijven.

  13. Hans Custers

    Weekje vorst in februari in Nederland + enkele dagen stevige kou in Texas = wereldwijde koudeperikelen.

    Zo kennen we je, Dexter.

  14. Dexter Deloyd eerst: “… moet de correlatie uiteraard over meerdere zonnecycli in beschouwing worden genomen.

    Vervolgens laat ik hem meerdere zonnecycli zien, sinds 1900, en dan: “… uiteraard staren we ons niet blind op de (geringe) TSI variatie gedurende opeenvolgende zonnecycli.” Wat wil je nou? Wil je meerdere zonnecycli of niet?

    Elk effect van de ‘Solar Magnetic Flux’, als het er al zou zijn, loopt gewoon synchroon met de variatie in zonnesterkte, de TSI. Het effect is daarom al een onderdeel van de (relatief geringe) correlatie tussen TSI en temperatuur. Over je verouderde kletspraat over kosmische straling, zie deze eerdere blogstukken uit 2011 en 2017:

    Wetenschapsjournalistiek, deel II: ‘false balance’ in berichtgeving over CLOUD experiment bij CERN

    Svensmark – een nieuw artikel, het oude liedje

  15. Dexter Deloyd

    Niet alleen in de meest zuidelijke staat van Amerika heeft men kennis kunnen maken met barre wintertaferelen, maar ook aan de andere kant van de globe. Kijken we bijvoorbeeld naar Japan dan zijn daar deze winter nieuwe sneeuwrecords verbroken, terwijl men in Japan echt wel wat gewend is aan extreme sneeuwval. De extreme koudetaferelen laten zich steeds lastiger verklaren aan de hand van een hypothese die opwarming in het vooruitzicht stelt. Daarentegen passen deze koudetaferelen moeiteloos in een afkoelende trend zoals die door de Svensmark reeds in het vooruitzicht was gesteld. https://arc-anglerfish-washpost-prod-washpost.s3.amazonaws.com/public/ZA5JB42LWBBANMU6MVKW7SLBOY.png

  16. Hans Custers

    Dexter,

    Als ik me niet heel erg vergis ben je er in het verleden al heel regelmatig op gewezen dat de hoeveelheid sneeuw geen goede maat is voor kou. Koude lucht kan minder waterdamp bevatten, dus bij extreme kou valt er juist weinig of geen sneeuw. En in een warmer klimaat verdampt er meer water en valt er meer neerslag. Meer extreme neerslag – als het vriest in de vorm van sneeuw – is dus helemaal in overeenstemming met de opwarming van het klimaat.

    Het enige dat je bewijst is dat je met elke onzin-redenering genoegen neemt, als je denkt dat die je gelijk bewijst. En dat je niet van je fouten leert. Maar om wetenschap te weerleggen zul je met wat beters moeten komen.

  17. G.J. Smeets

    Als Dexter de moeite had genomen om het blogstuk aandachtig te lezen had hij twee zaken opgepikt die hij nu in zijn reacties laat liggen:
    A) hypothesen [zoals die van Svensmark] zijn niet meer dan kladblokmateriaal dat de prullenbak in gaat als de hypothese verworpen kan worden -en dat is gebeurd door collega’s van Svensmark.
    B) de valkuil van het *najagen* van een hypothese – en Dexter trapt hier nog maar weer eens in die valkuil.

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s