Auteursarchief: Hans Custers

Open discussie najaar 2021

Het is alweer meer dan zeven jaar geleden dat het befaamde consensus-onderzoek van Cook et al. uitkwam. Sindsdien zijn er meerdere andere consensus-onderzoeken gedaan, met allemaal een redelijk vergelijkbaar resultaat. Al kwamen ze niet allemaal op exact 97% uit. Omdat die onderzoeken andere methodes volgden, was dat niet zo vreemd. Deze week kwam er een nieuw onderzoek uit, dat de methode van Cook herhaalt, met wat kleine verbeteringen. De onderzoekers hebben de wetenschappelijke publicaties onderzocht die er sinds het onderzoek van Cook zijn verschenen. Ze vonden in totaal meer dan 88.000 artikelen over klimaatverandering uit die periode. Natuurlijk was er geen beginnen aan om die allemaal te bekijken en dus namen ze een steekproef van 3.000 stuks. Daarvan vielen er 282 af omdat ze niet over klimaatonderzoek gingen. In de overgebleven 2718 artikelen werden er 4 gevonden die de wetenschappelijke consensus over antropogene klimaatveranderingen betwistten of betwijfelden. De afbeelding hieronder geeft de resultaten wat verder uitgesplitst weer.

Op basis van de resultaten is de conclusie dat ruim 99% van de wetenschappelijke artikelen de consensus steunt. De onderzoekers lieten het hier niet bij, maar hebben op basis van een aantal steekwoorden in alle ruim 88.000 artikelen gezocht naar andere publicaties die de consensus betwistten. Zo vonden ze er nog 28. Waarschijnlijk hebben ze er nog wel enkele gemist, maar het geeft een indicatie.

De aanvullende informatie bij het onderzoek geeft een overzicht van alle opgespoorde publicaties die de consensus bestrijden. Het zou natuurlijk interessant zijn als pseudosceptici zouden vertellen welk artikel uit die lijst nu de meest overtuigende weerlegging van de consensus geeft. Ik verwacht niet dat dat gaat gebeuren.

Voor wie zich afvraagt of dit onderzoek nog nut heeft, vergeet niet dat het uit de VS komt. Waar een van de twee grote politieke partijen nog altijd structureel de wetenschappelijke consensus ontkent. Bovendien kan het nooit kwaad als een vakgebied met zo’n groot maatschappelijk belang in de spiegel blijft kijken.

In deze Open Discussie kunnen klimaatzaken die geen verband houden met de inhoud van recente blogs aan de orde worden gebracht.

De Nobelprijs voor klimaatwetenschappers

Afgelopen week werd bekend dat klimaatwetenschappers Syukuro Manabe en Klaus Hasselmann dit jaar de Nobelprijs voor natuurkunde krijgen. Ze delen de prijs met de Italiaanse theoretisch natuurkundige Giorgio Parisi. Parisi deed fundamenteel onderzoek aan complexe fysische systemen. Er lopen verschillende lijntjes tussen dat onderwerp en de klimaatwetenschap. Vroege weermodellen zijn voorouders van zowel het onderzoek van Manabe en Hasselman, als dat van Parisi. Onderzoek naar complexe systemen kwam pas goed op gang nadat meteoroloog Edward Lorenz bij toeval de chaostheorie op het spoor kwam, via berekeningen met zo’n model. Bij het theoretisch onderzoek naar complexe systemen wordt veel gebruik gemaakt van computermodellen. Meteorologie was, samen met kernfysica, een vakgebied dat pionierde op dat gebied. De kennis en ervaring van die pioniers kwamen goed van pas bij het onderzoek naar chaos en complexiteit. Aan de andere kant is het klimaat een complex fysisch systeem, en dus zijn resultaten van fundamenteel onderzoek naar dergelijke systemen ook van belang voor het klimaatonderzoek.

Onder volgers van de klimaatwetenschap is de in Japan geboren Amerikaan Syukuro Manabe veruit de bekendste van de drie winnaars. Niet omdat Manabe altijd de aandacht heeft gezocht, integendeel. Het is zijn werk dat de aandacht trok. Hoe belangrijk Manabe is geweest voor de ontwikkeling van moderne klimaatmodellen is nauwelijks te overschatten. Toen Manabe in de late jaren ‘50 van de vorige eeuw naar de VS kwam was daar net een eerste, rudimentair klimaatmodel gebouwd. Dat model kon vrij adequaat enkele patronen in de grootschalige atmosferische circulatie simuleren op een plat stuk aarde. Aan het eind van de twintigste eeuw waren er uitgebreide modellen, met een realistische topografie, met seizoenen, die alle cruciale processen in zowel de atmosfeer als de oceaan simuleerden: circulatie, de hydrologische cyclus, wolken, emissie en absorptie van straling. Aan vrijwel elke stap die er is gezet vanaf het rudimentaire naar het complexe model, heeft Manabe wel iets bijgedragen.

Lees verder

Wat het asgrauwe schijnsel van de maan zegt over de albedo van de aarde

“There is no dark side in the moon, really. Matter of fact, it’s all dark. The only thing that makes it look light is the sun.”
(Gerry O’Driscoll, portier van Abbey Road Studios, op The Dark Side of the Moon van Pink Floyd)

Vandaag laat ik een keer alle maatschappelijke relevantie en urgentie van klimaatverandering voor wat die is. In dit stuk komt de wetenschapsnerd in mij aan het woord. Die wetenschapsnerd wordt nog regelmatig verrast door de combinatie van inventiviteit en vakkennis waarmee onderzoekers te werk gaan om meer te weten te komen over het klimaat. Zelfs de maan blijkt een bron van informatie.

Natuurlijk had Gerry O’Driscoll gelijk. De maan geeft zelf geen licht. Maanlicht is gereflecteerd zonlicht. Maar de maan ontvangt niet alleen direct zonlicht. Zoals de maan aardig wat licht kan geven in een donkere nacht op aarde, kunnen maannachten verlicht worden door de aarde. Dat is vooral goed te zien in de nachten kort voor en na een nieuwe maan. Op de maan is het dan bijna volle aarde. Een deel van het aardlicht wordt vanaf het maanoppervlak weer weerkaatst naar de aarde. Genoeg om met het blote oog te zien. Asgrauw licht of asgrauw schijnsel, zo wordt dat door de maan gereflecteerde aardlicht genoemd.

Een volle aarde geeft ongeveer honderd keer meer licht op de maan dan een volle maan op aarde. Ten eerste omdat de aarde veel groter is en dus meer zonlicht weerkaatst. Maar ook omdat de aarde een hogere albedo heeft. De albedo is de fractie van het zonlicht dat door een oppervlak wordt weerkaatst. De gemiddelde albedo van de aarde is 0,3, maar de variatie van tijd tot tijd en plaats tot plaats is groot. Versgevallen sneeuw heeft een albedo van 0,8 tot 0,9. Voor bewolking varieert het sterk: de albedo kan oplopen tot ruim 0,8 voor een dik wolkenpak, terwijl hoge sluierbewolking amper zonlicht weerkaatst. De albedo van zeewater is 0,06 en voor land varieert de waarde, onder meer afhankelijk van het type begroeiing, van ruwweg 0,05 tot 0,3. De albedo van de aarde is dus een stuk groter dan die van het land- en zeeoppervlak. Dat komt vooral door de bewolking, die een aanzienlijk deel van het aardoppervlak bedekt en daarnaast door sneeuw en ijs. De maan heeft geen atmosfeer en geen water en dus ook geen wolken, sneeuw en ijs. Dat verklaart grotendeels de lagere albedo van ongeveer 0,12. (Overigens kan de precieze waarde van de albedo afhangen van de context. De albedo voor zichtbaar licht is vaak anders dan die voor het volledige spectrum van zonnestraling. Ook de hoek van inval van het zonlicht kan invloed hebben. De getallen die in de wetenschappelijke literatuur worden genoemd kunnen daarom wat variëren)

Lees verder

Wat is nou precies de wisselwerking tussen klimaatverandering en orkanen?

Eerder gepubliceerd in de Leeuwarder Courant. Ik viel daar in voor Bart in het klimaatpanel van de krant.

De periode van half augustus tot eind oktober, wanneer het zeewater het warmst is, vormt het hoogtepunt van het Atlantische orkaanseizoen. En dus is het ook de periode waarin steevast de vraag opkomt in hoeverre klimaatverandering invloed heeft op orkanen.

Het is geen kwestie waarop een heel eenvoudig antwoord te geven is. We kunnen wel met een eenvoudig begin beginnen: een specifieke orkaan wordt nooit veroorzaakt door klimaatverandering. Zo werkt het niet. Weersverschijnselen, van een mistbank tot een orkaan, van een schapenwolkje tot een wekenlange periode van regen, worden veroorzaakt door een samenloop van allerlei omstandigheden. Al die verschillende omstandigheden kunnen beïnvloed worden door klimaatverandering. Om iets te zeggen over de invloed van klimaatverandering op orkanen en op de schade die ze kunnen veroorzaken, moeten we dus kijken naar de verschillende factoren die daar een rol een spelen.

Krachtigste orkaan

Op de schade kan de mens veel invloed hebben. Dat bleek onlangs, toen orkaan Ida over New Orleans trok. Ida was de krachtigste orkaan die daar ooit aan land was gekomen, maar het aantal slachtoffers was veel kleiner dan bij Katrina in 2005. De nieuwe kustverdediging bleek te werken, maar ook het tijdig waarschuwen en evacueren van bewoners leverde een belangrijke bijdrage. Desondanks vielen er nog tientallen doden en was er voor miljarden aan schade, niet alleen in New Orleans en omgeving, maar ook veel verder naar het noordoosten, waar overvloedige neerslag viel uit de restanten van Ida.

Natuurlijk is de harde wind van een orkaan gevaarlijk, maar de meeste schade en slachtoffers vallen door overstromingen die het gevolg zijn van de stormvloed en van de extreme neerslag die altijd samengaan met zo’n orkaan. Ida liet op sommige plekken in tweeënhalve dag meer dan 280 millimeter regen vallen, bijna een derde van wat er in Nederland gemiddeld in een jaar valt.

Het kan nog extremer. In een ander Nederland, een plaatsje in Texas, viel in 2017 anderhalve meter regen in enkele dagen, toen orkaan Harvey daar overtrok. Volgens orkaanonderzoekers zou dat in het koelere klimaat van anderhalve eeuw geleden ruwweg een kwart (15 tot 35 procent) minder zijn geweest. Nog steeds meer dan genoeg om forse overstromingen te veroorzaken, maar het is toch een behoorlijk verschil. Om dat verschil te begrijpen moeten we kijken naar hoe een orkaan werkt.

Lees verder

Anticiperen of reageren

Geprojecteerde toename van enkele typen extreem weer bij opwarming van 1°C (nu), 1,5°C, 2°C en 4°C t.o.v. de pre-industriële temperatuur. Bron: IPCC AR6 Werkgroep I, Summary for Policymakers

Adaptatie. Dat is een belangrijk onderdeel van het klimaatbeleid, overal in de wereld. Daarmee trap ik een open deur in, want dat we ons aan het veranderende klimaat aan moeten passen is niet meer dan een onontkoombaar feit. Toch doe ik dat maar, om te voorkomen dat ik het verwijt krijg onvoldoende aandacht te hebben voor adaptatie. Of voor het vermogen van de mens om zich aan allerlei omstandigheden aan te passen.

Behalve een onontkoombaar feit is adaptatie ook vaak een holle kreet in discussies over het klimaat. Vooral in de retoriek van tegenstanders van maatregelen om klimaatveranderingen te beperken, en van sommigen die cynisch zijn over de kans dat die maatregelen op tijd zullen komen. Het is dan een holle kreet omdat er in die retoriek vaak een valse tegenstelling verborgen zit. Maar ook omdat er een echte tegenstelling in het begrip besloten zit, die vrij structureel onderbelicht blijft.

Over de valse tegenstelling hebben we het hier wel vaker gehad. De suggestie is nogal eens dat er een keuze gemaakt zou moeten worden tussen ofwel adaptatie, ofwel mitigatie. Natuurlijk is dat nonsens. Adaptatie is, zoals ik al zei, geen keuze maar een gegeven. Het klimaat verandert en daar zullen we mee moeten leven. De vraag waar het werkelijk om gaat is tot hoever dat aanpassingsvermogen reikt en waar het punt ligt waarop voorkomen beter is dan genezen. De beslissing daarover kan alleen de politiek nemen: wetenschappelijke kennis kan hier wel bij helpen, maar uiteindelijk is het vooral een afweging op basis van waarden en belangen. In 2013 heeft de wereldpolitiek in Parijs besloten om, alle wetenschappelijke kennis met bijbehorende onzekerheden in beschouwing genomen, dat punt vast te stellen op “well below 2°C”.

De tegenstelling waar in mijn ogen veel te weinig aandacht voor is, is die tussen proactieve en reactieve adaptatie. Anticipeer je in beleid op te verwachten veranderingen, of wacht je simpelweg af tot die veranderingen plaatsvinden en reageer je daarop? Een dijk bouwen na een overstroming, om herhaling te voorkomen, is reactief. Een kustverdediging ontwerpen of versterken met het oog op de verwachte zeespiegelstijging en toename in extreme neerslag is proactief. Overigens is het onderscheid niet altijd scherp. De aanleiding voor maatregelen is vaak reactief: een ramp of bijna-ramp, bijvoorbeeld. Maar bij het ontwerp en de uitvoering wordt dan meestal wel proactief gedacht.

Lees verder

Bij De Telegraaf ligt de rode loper voor Clintel altijd klaar

De Telegraaf en Clintel zijn dikke maatjes. Clintel-duo Berkhout en Crok kreeg in twee weken tijd drie keer de ruimte om uit te pakken met klimaatfabeltjes, in twee opiniestukken en een redactioneel verhaal. Marcel Crok kwam aan het woord in het redactionele verhaal dat over het nieuwe IPCC-rapport gaat. De strekking van het verhaal is dat ‘rampscenario’s leidend’ zouden zijn in dat rapport.

Marcel Crok snijdt zichzelf daarin pijnlijk in de vingers met een typisch gevalletje de pot verwijt de ketel. Het IPCC schijft: “Human influence very likely contributed to the decrease in Northern Hemisphere spring snow cover since 1950”. Crok noemt dat een cherry-pick, want volgens ‘veelgebruikte data van de Amerikaanse Rutgers University’ zou er in de wintermaanden juist een kleine toename van de sneeuwbedekking zijn. En dat is de echte cherry-pick. Het IPCC kijkt namelijk niet alleen naar die ene dataset, maar naar alle gegevens die er zijn. En in dat totaal zijn de ‘veelgebruikte data’ van Rutgers de uitzondering. Het IPCC houdt wel rekening met die gegevens en schrijft dan ook (2.3.2.2 p. 2-62) dat er een aanzienlijke onzekerheid is over de trends vanaf 1978 voor de maanden oktober tot en met februari. Maar dat doet niet af aan de constatering dat er, op basis van alle informatie, een afname is als je het over het hele jaar bekijkt. In hoofdstuk 9 van het rapport is te lezen en te zien (zie figuur 9.23 hieronder) dat de trend voor alle maanden van het jaar negatief is.


Lees verder

Nieuwe zeespiegelprojecties: de asymmetrische onzekerheid blijft

Een mariene ijskap. Foto: Bethan Davies / AntarcticGlariers.org

In Nature stonden vorige week twee artikelen met nieuwe projecties van de zeespiegelstijging. Of, om precies te zijn: de te verwachten bijdrage van het smelten van landijs daaraan. Voor de totale stijging moet daar nog de bijdrage van thermische expansie van zeewater bij worden opgeteld. Volgens het IPCC Speciale Rapport over de oceanen en de cryosfeer is dat, afhankelijk van hoeveel het opwarmt, zo’n 15 tot 30 centimeter aan het eind van deze eeuw. En, om helemaal compleet te zijn, er wordt ook nog enkele centimeters stijging verwacht als gevolg van grondwateronttrekking en veranderingen in opslag van zoet water op land.

De grootste onzekerheden zitten in de bijdrage van het landijs en dan vooral in die van de ijskappen van Groenland en Antarctica. De reden daarvoor is eenvoudig: er hoeft maar een fractie van al dat ijs te smelten om de zeespiegel een halve of een hele meter te laten stijgen. Hoe groot de fractie die smelt precies zal zijn en hoe snel dat smelten gaat is niet zo eenvoudig te voorspellen.

Er zijn nogal wat variabelen die invloed kunnen hebben op het smeltproces: de temperatuur, de hoeveelheid neerslag, de eigenschappen van het ijs en van de bodem waar het op ligt, enzovoort. Bij ijs dat op de zeebodem rust komen daar dan nog oceaanstromingen, de temperatuur van het zeewater en de eigenschappen van de zeebodem bij. Modellen die de bepalende processen gedetailleerd simuleren zijn behoorlijk complex. De rekentijd op supercomputers die nodig zijn voor dergelijke simulaties is duur en dus zit er een grens aan het aantal simulaties dat ijsonderzoekers uit kunnen voeren.

Tamsin Edwards heeft een statistische methode toegepast om uit bestaande simulaties extra informatie te peuteren. Het artikel met haar resultaten telt maar liefst 84 auteurs. Dat het er zoveel zijn komt vooral omdat Edwards een groot aantal ijskap- en gletsjermodellen heeft geanalyseerd (de modellen die meedoen in het Ice Sheet Model Intercomparison Project ISMIP6 en in het Glacier Model Intercomparison Project GlacierMIP) en de onderzoeksgroepen die die modellen hebben ontwikkeld allemaal mee hebben gewerkt. Met haar methode kan Tamsin Edwards eerdere berekeningen van die modellen “vertalen” naar de SSP-scenario’s die in het komende IPCC-rapport worden gebruikt.

De berekeningen laten een aanzienlijk verschil zien tussen de hoeveelheid ijs die smelt bij 1,5°C en bij 2°C opwarming. Bij 1,5°C zorgt smeltend landijs naar verwachting voor zo’n 13 centimeter zeespiegelstijging in 2100, bij 3°C (de te verwachten opwarming op basis van het totaal aan nu ingediende plannen in het kader van het Akkoord van Parijs) is dat bijna het dubbele: 25 centimeter. Vooral voor de hoeveelheid ijssmelt op Groenland maakt die anderhalve graad een groot verschil, ongeveer een factor 3. Voor berggletsjers is dat een factor twee. Voor Antarctica maakt een anderhalve graad weinig uit, volgens de modellen. Maar daar zit wel een adder onder het gras: asymmetrische onzekerheid.

Lees verder

Klimaatverandering in droge ecosystemen

Droge klimaten vormen een aparte hoofdgroep in het classificatiesysteem van Köppen. In deze klimaattypes is beschikbaarheid van water een limiterende factor voor plantengroei. De vegetatie is dan ook beperkt, met niet of nauwelijks bomen: woestijnen, steppes of savannes, bijvoorbeeld. Ongeveer 40% van het landoppervlak op aarde bestaat uit droge gebieden en er woont ongeveer 35% van de wereldbevolking. De afbeelding hieronder geeft aan waar die droge gebieden liggen, op basis van gegevens over de periode 1971-2000. De kleuren geven de zogenaamde Leaf Area Index (LAI) weer, een maat voor de hoeveelheid vegetatie. Een lage LAI, lichtgroen weergegeven, staat voor weinig plantengroei, een hoge LAI, in donkerblauw, voor veel.

Ligging van droge gebieden (rode lijnen) en gemiddelde plantengroei volgens de Leaf Area Index, volgens gegevens over 1971-2000. Bron: Berg & McColl 2021.
Lees verder

De invloed van interne variabiliteit op de gemiddelde wereldtemperatuur

Interne variabiliteit in het klimaat kan kleine schommelingen in de gemiddelde wereldtemperatuur veroorzaken. Het bekendste voorbeeld zijn de El Niño’s en La Niña’s, ofwel de El Niño – Southern Oscillation (ENSO), die de aarde gedurende een aantal maanden enkele tienden van een graad warmer of kouder kunnen maken. Het mechanisme is goed bekend: interactie tussen de temperatuur van het oceaanoppervlak, wind en oceaanstromingen heeft invloed op de warmte-uitwisseling tussen oceaan en atmosfeer. Bij een El Niño geeft de oceaan meer warmte af dan gemiddeld en bij een La Niña neemt die juist meer warmte op. Veranderingen in bewolking versterken het effect waarschijnlijk.

Interne variabiliteit kan voorkomen in allerlei complexe systemen. Op basis van de theoretische kennis over dergelijke systemen is het niet onaannemelijk dat er in het klimaat, met zijn trage componenten zoals de oceanen en de ijskappen, ook interne variabiliteit voorkomt op langere tijdschalen. Op die langere tijdschalen is interne variabiliteit een stuk lastiger op te sporen, omdat er ook invloed is van geforceerde variatie, zoals dat in klimaatjargon heeft: temperatuurverandering door wisselingen in activiteit van de zon, door vulkaanuitbarstingen en door de Milanković-cycli. En door de mens, via ontbossing en de uitstoot van broeikasgassen en aerosolen, bijvoorbeeld. Het precieze effect van al die factoren ontrafelen is niet eenvoudig. Zeker als het over langere periodes gaat; het wordt immers allemaal nog niet zo lang nauwkeurig gemeten. Terwijl er om iets te kunnen zeggen over oscillaties met een periodiciteit van een halve tot een hele eeuw toch op zijn minst een jaar of vijfhonderd aan observaties nodig is.

Halverwege de jaren ‘90 zochten klimaatwetenschappers naar aanwijzingen van interne variabiliteit over langer periodes in klimaatreconstructies. Min of meer regelmatige schommelingen van de wereldtemperatuur zouden zo’n aanwijzing kunnen zijn, maar terugkerende ruimtelijke patronen zouden nog sterker bewijs zijn. ENSO heeft bijvoorbeeld zo’n ruimtelijk patroon: bij een El Niño is de tropische Stille Oceaan in het oosten warmer dan normaal en in het westen minder warm en bij een La Niña is het andersom. Omdat oceanen hoogstwaarschijnlijk een grote rol spelen bij interne variabiliteit, onder meer vanwege hun grote warmte-inhoud waardoor ze langere tijd warmte op kunnen nemen of af kunnen geven zonder dat de temperatuur veel verandert, lag het voor de hand dat die patronen vooral daar te vinden zouden zijn.

Lees verder

Quack?! Hoe te reageren op pseudowetenschap: enkele vuistregels

Eerder deze maand startte Jona Lendering een serie blogposts op Sargasso over nepwetenschap, partijdige geschiedschrijving, kwakzalverij en andere vormen van niet-academische kennis, onder de titel Quack?!. Ik had de nodige opmerkingen bij verschillende delen van die serie. En omdat ik alleen maar commentaar leveren wat te makkelijk vond, besloot ik zelf ook een bijdrage te leveren. Afgelopen maandag is mijn stuk op Sargasso geplaatst. Ik neem het hieronder integraal over. De tekening hierboven is van Marije Mooren.

Een dikke tien jaar geleden begon ik, heel argeloos, te reageren op de desinformatie die door pseudosceptici werd en wordt verspreid over klimaatwetenschap. Ik heb niet de pretentie dat ik het perfecte recept tegen desinformatie heb gevonden. Maar ik heb, met vallen en opstaan, wel wat geleerd. Dit zijn de vuistregels waar ik me, met wisselend succes, aan probeer te houden.

Een pragmatische aanpak

Het is geen diepgravende analyse, want die zijn er al genoeg. Ik vraag me wel eens af of die diepgravende analyses veel bijdragen aan een oplossing. Misschien is een pragmatische aanpak wel beter. Pseudowetenschap en wetenschapsontkenning zijn er altijd geweest en ze zullen waarschijnlijk nooit verdwijnen. Wat er is veranderd is de omgeving: social media, de opkomst van populistische partijen, de toenemende onvrede in de maatschappij. De allerbelangrijkste regel voor communicatie blijft, in welke omgeving dan ook: houd rekening met je publiek. Ik weet dat ik daarmee een open deur intrap, maar dat kan geen kwaad omdat die basisregel nogal eensover het hoofd wordt gezien. Hoe interessant en diepgravend een analyse van het fenomeen ook is, je legt er je buurman niet mee uit waarom die meer waarde zou moeten hechten aan het standpunt van een grote meerderheid van de virologen en epidemiologen danaan de praatjes van Maurice de Hond. Daarom wat tips voor een pragmatische aanpak. Wie weet zijn ze bruikbaar, tijdens de zoom-bedrijfsborrel, of een online-discussie, of in een talkshow op de nationale tv, mocht iemand daar ooit in belanden.

Lees verder