Auteursarchief: Hans Custers

Exponentiële groei in de economische wetenschap

De cartoon hierboven (van Jens von Bergmann) gaat natuurlijk over de covid-epidemie van de afgelopen jaren. Maar hij gaat ook over exponentiële groei, hoe lastig dat fenomeen te begrijpen is en hoe makkelijk het daardoor onderschat kan worden. Volgens de cartoon zou je natuurwetenschapper moeten zijn om te begrijpen hoe je overvallen kunt worden door exponentiële groei, als die uit de hand begint te lopen. Dat lijkt me overdreven, maar een beetje wiskundig inzicht helpt vermoedelijk wel.

Oneindige exponentiële groei is onmogelijk in het fysieke universum. Ooit moet er een eind aan komen en meestal gebeurt dat abrupt en met ingrijpende gevolgen. Epidemiologen weten dat, zoals de afgelopen jaren is gebleken. Ecologen weten het ook. Als bijvoorbeeld een insectenpopulatie exponentieel groeit, dan wordt het een plaag die hele ecosystemen of oogsten kan vernietigen, waarna ook de insecten zelf massaal sterven omdat ze hun voedselbron hebben uitgeput. Chemici blijven liever uit de buurt bij een reactie die exponentieel versnelt, want dat eindigt nogal eens met een explosie. Kernfysici denken er exact zo over. En sommige kosmologen verwachten dat de exponentiële toename van de uitdijing van het heelal uiteindelijk het einde ervan zal betekenen.

De tijdschaal waarop exponentiële groei uit de hand loopt kan sterk verschillen. Een eventuele ‘big rip’ of ‘big chill’ is vermoedelijk nog miljarden jaren van ons verwijderd. Een epidemie of een insectenplaag kan binnen enkele weken tot maanden helemaal uit de hand lopen. En bij sommige chemische en nucleaire reacties gebeurt het in een fractie van een seconde. Wetenschappelijke kennis van de onderliggende mechanismes kan helpen om de groei en de te verwachten gevolgen te voorspellen of zelfs te beheersen. Als er nog veel onzekerheden zijn, dan is het verstandig om op je hoede te zijn als ergens exponentiële groei optreedt. Merk je te laat op dat er problemen ontstaan, dan zijn er vaak rigoureuze maatregelen nodig om de situatie beheersbaar te krijgen. Zit je aan de linkerkant van de groeicurve in het plaatje hierboven, dan heb je de gelegenheid om geleidelijk de curve naar beneden af te laten buigen. Maar zit je aan de rechterkant, dan kun je alleen nog maar vol op de rem. Hoe dat uitpakt hebben we de afgelopen jaren kunnen zien, met maatregelen als lockdowns en een avondklok.

Lees verder

Leven we nog in het Holoceen of al in het Antropoceen?

Schematisch overzicht van stratigrafische verschijnselen die gebruikt kunnen worden om het begin van het Antropoceen te markeren. Bron: Waters et al. 2014

In 2000 interrumpeerde Paul Crutzen een spreker tijdens een wetenschappelijke conferentie, omdat die het meermaals over het Holoceen had als aanduiding van de huidige tijd. De omstandigheden op aarde zijn zodanig veranderd dat er een nieuw geologisch tijdperk is begonnen, vond hij. En hij bedacht spontaan een naam voor dat tijdperk: het Antropoceen. Die naam is sindsdien ingeburgerd geraakt, zowel binnen als buiten de wetenschap. En de afgelopen jaren zijn er, meer of minder serieuze, alternatieven voorgesteld: het Capitaloceen, het Occidentaloceen, het Chthuluceen of het Misantropoceen. Natuurlijk hebben we allemaal het recht om zelf onze woorden te kiezen. Maar de beslissing over officiële namen van officiële geologische tijdperken wordt in de geologenwereld genomen. En dat gebeurt niet van de ene dag op de andere. De Internationale Unie voor Geologische Wetenschappen (IUGS) hanteert uitgebreide regels en procedures voor het aanbrengen van wijzigingen in de geologische tijdschaal.

Van oudsher worden geologische periodes geïdentificeerd en gedefinieerd op basis van stratigrafie, ofwel: sedimentlagen die wijzen op veranderende omstandigheden op aarde. Vaak zijn die lagen visueel van elkaar te onderscheiden en er kunnen ook geofysische of geochemische verschillen zijn, of verschillen in fossielen die worden aangetroffen. Dat het aanzien van de aarde ingrijpend is veranderd door menselijke activiteiten is een feit. Aanwijzingen voor die veranderingen zullen, wat er verder ook gebeurt, nog duizenden jaren detecteerbaar blijven in sedimenten op land en de zeebodem, of in ijskernen (aannemende dat we het klimaat niet zoveel op laten warmen dat alle ijskappen op aarde helemaal wegsmelten). We hebben materialen over grote afstanden verplaatst, of uit diepere aardlagen gehaald voor de bouw van gebouwen, steden, industrie en infrastructuur. We hebben natuur vervangen door landbouwgrond en de biosfeer ingrijpend veranderd. We hebben, bedoeld en onbedoeld, materialen geproduceerd die eerder niet voorkwamen op aarde en die zich hebben verspreid over de aarde: plastics, bestrijdingsmiddelen en vliegas, bijvoorbeeld. Bij bovengrondse kernproeven in de jaren ’50 zijn radioactieve stoffen vrijgekomen die nog duizenden jaren detecteerbaar zullen zijn. En het is warmer geworden, gemiddeld over de hele wereld en nog aanzienlijk meer in het noordpoolgebied. Laat ik hier, om misverstanden te voorkomen, aan toevoegen dat ik mijn luxeleventje als eenentwintigste-eeuwse stadsbewoner in een welvarend land helemaal te danken heb aan dergelijke ingrijpende veranderingen. De feitelijke constatering dat ze hebben plaatsgevonden is dan ook niet bedoeld als waardeoordeel.

Lees verder

Klimaatdesinformatie in de rechtszaal

Het belang van feiten

Het geheim achter het succes van klimaatrechtszaken, zo weet advocaat Roger Cox te vertellen, dat zijn de feiten. Rechters die zich op basis van het partijdebat verdiepen in klimaatverandering begrijpen de noodzaak van aanvullende broeikasgasreductie. Zo ook in de rechtszaak van Milieudefensie tegen Shell. Maar in hoger beroep van deze procedure dreigt het proces van waarheidsvinding te worden bemoeilijkt, want de antiwetenschappelijke lobbyclubs ‘Clintel’ en ‘Bezorgde Energie Gebruikers’ willen zich voegen als partij. Wat hopen deze partijen te bereiken, en welke argumenten brengen zij in?

‘Klimaatwaakhond’ Clintel

Stichting Clintel omschrijft zichzelf op hun website als “een waakhond voor klimaatwetenschap en klimaatbeleid”. Het beweert een “stem van rede in het vaak oververhitte klimaatdebat” te zijn. Volgens Clintel gaan Milieudefensie en Shell uit van “een vertekend beeld van de klimaatwetenschap”, en de stichting zegt dat in hoger beroep te willen rechtzetten.

Clintel heeft recentelijk bij het Hof Den Haag een verzoek ingediend om zich te voegen aan de zijde van Shell, maar die zit daar niet op te wachten: “Shell is het niet eens met, en neemt afstand van, de opvattingen van de Stichting Clintel over klimaatwetenschap. Ons hoger beroep stelt het bestaan van klimaatverandering of de noodzaak om snelle actie te ondernemen niet ter discussie.” De reactie is veelzeggend en begrijpelijk. De stichting staat namelijk bekend als een aanjager van klimaatdesinformatie. De manifesten van Clintel, zoals de ‘World Climate Declaration’, worden door fact-checkers afgedaan als vooringenomen, misleidend, en in strijd met het beschikbare klimaatwetenschappelijke bewijs.

De argumenten die Clintel gebruikt in het voegingsverzoek zijn van hetzelfde kaliber. Clintel betwist bijvoorbeeld dat er in de wetenschap en de internationale gemeenschap consensus bestaat over de doelstelling om de opwarming van de aarde te beperken tot maximaal 2°C. Dat is een grove ontkenning van de eensgezindheid die bestaat over deze temperatuurdoelstelling. In de klimaatwetenschap staat buiten kijf dat klimaatverandering van meer dan 1.5°C leidt tot ingrijpende, mogelijk onomkeerbare gevolgen voor mens en natuur. In Parijs zijn 195 landen overeengekomen dat de opwarming ‘ruim onder de 2°C’ moet blijven, met 1.5°C als streefdoel. Grotere consensus is moeilijk voorstelbaar.

Lees verder

Natuurrampen en het belang van adaptatie

Laat ik beginnen met een disclaimer. De constatering dat adaptatie belangrijk is, doet niets af aan de noodzaak van mitigatie: het zoveel mogelijk beperken van de toekomstige opwarming. Adaptatie is geen keuze, maar een gegeven. We zitten al op zo’n 1,2 °C opwarming en in het aller- allerbeste geval komen daar nog enkele tienden van een graad bij. Daar zullen mens en natuur zich hoe dan ook, zo goed en kwaad als het gaat, aan moeten aanpassen. Het aantal weergerelateerde rampen neemt toe, zoals uit onderstaande afbeelding blijkt. Nu is het nog niet zo eenvoudig om met grote zekerheid vast te stellen hoe groot de rol van klimaatverandering hier is, maar dat er een invloed is, is wel duidelijk. Dat is onder meer gebleken uit attributiestudies van onder meer World Weather Attribution in de afgelopen jaren.

Gerapporteerde natuurrampen sinds 1970. Bron: Our World in Data.

Dat mensen zich aan kunnen passen aan moeilijke en extreme omstandigheden staat niet ter discussie. Er zijn maar weinig gebieden in de wereld waar zich in de loop van de tijd geen mensen hebben gevestigd en waar ze weten te overleven. We worden er zelfs steeds beter in. Zelfs op Antarctica kunnen mensen tegenwoordig maandenlang verblijven zonder om te komen van kou, honger of dorst. Maar er zit een grens aan dat aanpassingsvermogen. Er zijn nog steeds plekken op aarde die te heet, te koud, of om andere redenen te onleefbaar zijn voor mensen om zich er permanent te vestigen. Onze fysiologie stelt dergelijke grenzen, maar ze kunnen ook van een andere aard zijn. Economisch, politiek, of technisch, bijvoorbeeld.

Lees verder

‘De theorie van warmte’ uit op 27 oktober

Volgende week is het zover: dan ligt mijn boek in de winkel: De theorie van warmte: Een geschiedenis van de wetenschap achter klimaatverandering. Het eindpunt van een avontuur, waar ik misschien niet eens aan begonnen was in het vroege voorjaar van 2020, als ik toen had geweten hoe lang ik ermee bezig zou zijn. Gelukkig maar dat ik dat toen niet wist. Ik wist namelijk ook niet hoe interessant die speurtocht in de wetenschapsgeschiedenis zou zijn. En hoe plezierig, ondanks de zwaarte van het thema, het puzzelwerk om van de verschillende verhaallijnen een overzichtelijk, leesbaar geheel te maken. Of dat laatste is gelukt, daar mag elke lezer zelf over oordelen. Maar het avontuur dat tot het boek heeft geleid is het hoe dan ook waard geweest.

Voor wie al even wil proeven is er een voorpublicatie op klimaatweb.nl. En het boek is nu al te bestellen via de site van Athenaeum, of bij de lokale boekhandel (zoals Donner, de betrouwbare leverancier van belangrijke grondstoffen voor mijn boek). De grote webwinkels hebben het natuurlijk ook.

De ongewisse toekomst van de Thwaitesgletsjer

Front van de Thwaitesgletsjer in 2020. Foto: David Vaughan/thwaitesglacier.org.

Eind vorig jaar trok de Thwaitesgletsjer op West-Antarctica de aandacht toen een groep onderzoekers een online persconferentie hield. Daar maakten ze bekend dat de ijsplaat die de snelstromende gletsjer in bedwang houdt, dreigt op te breken. De verwachting is dat dat binnen vijf tot tien jaar al gebeurt. Thwaites en de naburige Pine Islandgletsjer zijn de delen van de Antarctische ijskap die het meest kwetsbaar zijn voor klimaatverandering. En dus wordt er veel wetenschappelijk onderzoek gedaan in dit gebied. Dat levert regelmatig interessant nieuws op, dat helaas zelden geruststellend is over de toekomst van die gletsjers en de stijging van de zeespiegel in de komende eeuwen.

Ligging van de Thwaitesgletsjer. Bron: thwaitesglacier.org.
Lees verder

Versleten mythes van een zelfverklaard deskundige

Iemand die zichzelf het predikaat ‘klimaatdeskundige’ liet aanmeten kreeg laatst de ruimte om zijn praatjes te verkopen bij Ongehoord Nederland. Ferdinand Meeus heet hij, een Vlaamse ‘doctor in de wetenschappen.’ Meeus heeft geen enkele aantoonbare deskundigheid op dit onderwerp. Hij heeft nooit onderzoek naar het klimaat gedaan en dus ook geen enkele wetenschappelijke publicatie daarover op zijn naam staan. Hij noemt zichzelf ‘IPCC expert reviewer’, maar ook dat zegt niets over zijn inhoudelijke kennis en veel over de trucjes die hij gebruikt om de schijn van deskundigheid te wekken.

We kregen het verzoek om te reageren op de serie claims die voorbijkomen in een clipje van de uitzending van een paar minuten dat op sociale media is geplaatst. Heel moeilijk is dat niet, omdat het allemaal oeroude, tot op de draad versleten pseudosceptische mythes zijn. De weerleggingen hebben we allang geschreven, meestal al jaren geleden. Hieronder een kort overzicht.

Lees verder

Zijn worst-case scenario’s van belang voor de maatschappelijke discussie over het klimaat?


Cascade-scenario’ van gevolgen van klimaatverandering. Bron: Kemp et al.

Een artikel in PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) vroeg onlangs om aandacht voor extreme gevolgen van klimaatverandering die niet heel waarschijnlijk zijn, maar ook niet ondenkbaar. Die gevolgen zouden bijvoorbeeld op kunnen treden als er een kantelpunt in het klimaat wordt bereikt, maar het artikel wijst ook op mogelijke ‘kantelcascades’. In zekere zin zijn dat ook kantelpunten, maar dan van een complexere aard: naast klimatologische kunnen er bijvoorbeeld ook politieke en sociaaleconomische factoren in meespelen. De auteurs van dat artikel pleiten voor meer onderzoek naar dergelijke gevolgen. Dat lijkt me zeker nuttig. Wie weet levert het enigszins geruststellende resultaten op, of helpt het ooit juist om een enorm rampscenario af te wenden. En ook als geen van beide het geval is, dan zit het er nog dik in dat het interessante nieuwe kennis oplevert. Inzichten die behulpzaam kunnen zijn bij de aanpassingen aan de veranderingen die eraan zitten te komen, bijvoorbeeld.

Het artikel trok nogal wat aandacht en ik vraag me af of we daar iets aan hebben in het huidige maatschappelijke en politieke debat. Dat zou misschien zo zijn als dat debat enkel en alleen gevoerd zou worden op rationele argumenten. Ik denk dat iedereen, hoe die ook denkt over klimaatverandering, het met me eens is dat dat niet zo is. En het lijkt me onwaarschijnlijk dat het debat rationeler wordt als dit type scenario’s erin mee gaat spelen. Juist bij onderwerpen met (vermeende) grote gevolgen in combinatie met grote onzekerheid spelen de emoties hoog op, of het nu gaat over het klimaat, zoönosen, vaccins, kernenergie of wat al niet meer. Noem een extreem rampscenario en vrijwel iedereen graaft zich onmiddellijk in in de al ingenomen positie.

De nuchtere realiteit is dat er wereldwijd is afgesproken om de opwarming ruim onder de twee graden te houden, en dat het er alle schijn van heeft dat dat nog een hele klus wordt. Laten we ons als wereldbevolking daar nu maar op concentreren. Extra complicaties helpen het publieke en politieke debat op dit moment niet verder. Maar dat mag geen reden zijn om het wetenschappelijke onderzoek hiernaar taboe te verklaren.

De stand van zaken rond attributie van extreem weer

Waargenomen temperaturen op 29 april 2022 tijdens hittegolf in India en Pakistan. Bron: ESA.

Attributie van extreme weersomstandigheden is een relatief nieuwe discipline in de klimaatwetenschap. De eerste attributiestudie dateert uit 2004, en pas vanaf ongeveer 2010 is dit type onderzoek echt op gang gekomen. Een overzichtsartikel dat vorige maand uitkwam laat zien dat er sindsdien aardig wat vorderingen zijn gemaakt, maar dat er ook de nodige problemen overblijven die niet eenvoudig op te lossen zijn.

Een aanzienlijk deel van die problemen is eenvoudig samen te vatten als: afwezigheid van bewijs is geen bewijs van afwezigheid. Om iets te kunnen zeggen over factoren die invloed hebben gehad op specifieke weersomstandigheden op een bepaald moment en een bepaalde plaats, is er veel informatie nodig. Meteorologische metingen natuurlijk, maar ook gegevens over de gevolgen van weersextremen. In welvarende of politiek stabiele landen – overbodig te zeggen dat daar een flinke overlap in zit – is er meestal aardig wat voorhanden. In andere landen is dat vaak niet zo. Terwijl daar natuurlijk ook extreme omstandigheden voorkomen, en het is al zeker niet zo dat de gevolgen er minder ernstig zijn.

Het grote verschil tussen diverse delen van de wereld wordt in het artikel duidelijk gemaakt aan de hand over gegevens over hittegolven in de internationale rampen-database EM-DAT. Die vermeldt in totaal 147 voorvallen van hitte voor de periode van 2000 tot 2020, waarvan maar 58 uit Azië, Afrika, Zuid- en Midden-Amerika en de Caraïben bij elkaar. En van de in totaal 157.000 geregistreerde hittedoden zijn er maar 10.000 uit die gebieden. Terwijl er 85% van de wereldbevolking woont en de warmste en meest vochtige regio’s ter wereld daar liggen. Het werkelijke aantal hittegolven en slachtoffers daarvan zal dus veel hoger zijn.

Lees verder

Een nieuwe analyse van de warmte-opname door de oceanen

Warmte-opname in de verschillende componenten van het klimaatsysteem sinds 1958. Bron: Cheng et al.

Journal of Climate publiceerde vorige maand een nieuwe analyse van de hoeveelheid warmte die de oceanen hebben opgenomen in de afgelopen periode van ruim zestig jaar. In het verleden werd wel eens gezegd dat zo’n onderzoek over de warmte-inhoud van de oceaan ging, maar eigenlijk is dat niet zo handig. Het gaat over de verandering van de warmte-inhoud, en dat is hetzelfde als de warmte-opname. Het artikel draait vooral om een verbeterde statistische analyse van de beschikbare informatie. Aan een beschrijving daarvan waag ik me niet. Ik houd het bij enkele opmerkelijke punten.

Oceanograaf en klimaatwetenschapper Lijing Cheng van de Chinese Academie van Wetenschappen is eerste auteur van het nieuwe artikel. Hij is een van de specialisten op dit onderwerp in de wereld. Zijn instituut onderhoudt een webpagina met de actuele gegevens over warmte-opname door de oceanen. De overige vier auteurs zijn Amerikanen en eveneens bekende namen in de klimaatwetenschap. Ze zijn allemaal al wel eens in de een of andere hoedanigheid voorbijgekomen op dit blog, vanwege hun bijdrage aan interessant onderzoek: Grant Foster (ook bekend als blogger Tamino), Zeke Hausfather, Kevin Trenberth en John Abraham.

In zekere zin is de warmte-opname door de oceanen veruit het grootste gevolg van de toename van de hoeveelheid broeikasgassen. Simpelweg omdat het water in de oceanen veel meer warmte op kan nemen dan het land of de atmosfeer. Zoals bekend zorgt het versterkte broeikaseffect ervoor dat de aarde minder warmte uitstraalt dan er aan zonlicht binnenkomt. Omdat de energiebalans niet in evenwicht is, vindt er een accumulatie van energie plaats in het klimaatsysteem. Van die extra warmte belandt zo’n 90% in de oceanen. Dat wij klimaatverandering niet zozeer als accumulatie van energie zien, maar als opwarming van het aardoppervlak en de atmosfeer, komt omdat dat de veranderingen zijn die wij direct ervaren en die we relatief eenvoudig kunnen meten. Overigens stijgt de temperatuur van het landoppervlak wel sneller dan die van de oceanen, ook al nemen die het overgrote deel van de warmte op. Dat komt doordat de warmte veel dieper doordringt in water dan in land.

Lees verder