Auteursarchief: Jos Hagelaars

Kip-en-ei bij CO2 en de temperatuur

Geplaatst op 25 april 2015| 102 reacties

Door Jan van Rongen en Jos Hagelaars

IJstijden

De ijstijden zijn fascinerende klimatologische fenomenen. Ze waren in het verleden dan ook vaak een bron van inspiratie voor wetenschappers (zoals Arrhenius) voor gedachten en inzichten over de oorzaken van deze grote klimaatveranderingen. Tijdens een ijstijd waren grote delen van de wereld volledig bedekt met ijs, plekken waar wij nu dorpen en steden hebben gebouwd. Figuur 1 geeft een visualisatie van de ijsbedekking circa 18500 jaar BC, zo te zien zouden we toen zeker elk jaar een Elfstedentocht hebben kunnen rijden.

Figuur 1. Een visualisatie van de ijsbedekking circa 18500 jaar BC. Bron: Zurich University of Applied Sciences (de video is de moeite van het bekijken waard).

Lees verder →

102 reacties

Geplaatst in IJstijden, Klimaatwetenschap, Paleoklimatologie

Getagged , , ,

Toename van CO2 versterkt het broeikaseffect

Geplaatst op 5 maart 2015| 110 reacties

Metingen aan de infraroodstraling die door de atmosfeer naar de aarde terug wordt gezonden, laten zien dat de stijgende CO2-concentratie heeft geleid tot een versterking van het broeikaseffect: meer en meer infraroodstraling in precies die golflengten waar CO2 absorbeert, wordt teruggestraald naar het aardoppervlak.

Broeikasgassen in de atmosfeer absorberen infrarood licht dat door de aarde wordt uitgestraald en zenden dat vervolgens in alle richtingen weer uit. Het teruggestraalde infrarode licht zorgt ervoor dat de aarde en de oceanen warmer zijn dan ze zouden zijn zonder de aanwezigheid van broeikasgassen: het broeikaseffect. Zonder dit broeikaseffect was het op aarde gemiddeld circa -18 °C. Als de concentratie aan broeikasgassen in de atmosfeer toeneemt, wordt het broeikaseffect versterkt. Figuur 1 geeft de uitgestraalde infraroodstraling door de aarde als functie van het golfgetal (het omgekeerde van de golflengte). Daarin is duidelijk te zien dat broeikasgassen zoals CO2, waterdamp of CH4 bij bepaalde golflengten de uitstraling naar het heelal toe verminderen. Het grote gat rond 667 cm-1 (golflengte 15 µm) wordt veroorzaakt door CO2.

Figuur 1. Uitgaande straling bij de top van de atmosfeer met daarin de absorptie bij bepaalde golflengten van diverse broeikasgassen. De rode lijn is de zogenaamde ‘black body’ emissie van 294 °K. Bron NASA.

Lees verder →

110 reacties

Geplaatst in Klimaatwetenschap, Observaties, Stralingsbalans

Getagged , , , ,

Klimaatgevoeligheid in het Plioceen en Pleistoceen

Geplaatst op 14 februari 2015| 15 reacties

Onderzoek naar de veranderingen in de CO2 concentratie en de temperatuur in het geologische verleden, tot circa 3,3 miljoen jaar geleden, ondersteunt de range van de klimaatgevoeligheid van 1,5 tot 4,5 °C van het IPCC.

Al heel lang voordat de mens op aarde verscheen viel er soms regen of sneeuw, scheen de zon of was het bewolkt en was het wel eens warm of koud. Het weer bestaat dus al heel lang en daarmee ook het gemiddelde weer over een langere periode: het klimaat. Daar CO2 moleculen honderdduizenden of miljoenen jaren geleden exact dezelfde eigenschappen hadden als ze nu hebben, kan wetenschappelijk inzicht in de invloed van de CO2 concentratie (en veranderingen daarin) in de atmosfeer op het klimaat, en de temperatuur in het bijzonder, in vroeger tijden zeer leerzaam zijn voor het CO2-experiment dat wij mensen nu met de Aarde uitvoeren. De studie van het klimaat van het verre Aardse verleden is het terrein van de paleoklimatologie en begin deze maand is er in dat onderzoeksveld een artikel verschenen van Martínez-Botí en anderen over de klimaatgevoeligheid tijdens het Plioceen en Pleistoceen (zie ook het persbericht of The Carbon Brief).

Het Plioceen is de geologische periode van 5,3 tot 2,6 miljoen jaar geleden en het Pleistoceen loopt dan van 2,6 miljoen jaar geleden tot 11,7 duizend jaar geleden, toen het zogenaamde Holoceen begon. Het Plioceen kenmerkt zich door een geleidelijke daling van de temperatuur op Aarde en het Pleistoceen door diverse ijstijden en interglacialen, zie figuur 1. Tijdens het middelste gedeelte van het Plioceen, circa 3,3 tot 3 miljoen jaar geleden, was de temperatuur op Aarde gemiddeld 2 tot 3 °C warmer dan nu het geval is en was het zeeniveau circa 12 – 32 meter hoger.

Figuur 1: Het verloop van de mondiale oppervlaktetemperatuur gedurende de afgelopen 5,3 miljoen jaar vanaf de start van het Plioceen (boven) en de laatste 800.000 jaar (onder). Bron: Hansen et al 2013.

Lees verder →

15 reacties

Geplaatst in Klimaatgevoeligheid, Paleoklimatologie

Getagged , ,

Klimaatonderzoeker Bart Strengers wint weddenschap van scepticus Hans Labohm

Geplaatst op 22 januari 2015| 63 reacties

Door Bart Strengers, Planbureau van de Leefomgeving.

Eind 2009, in de aanloop naar de internationale klimaatconferentie in Kopenhagen, voerde PBL klimaatonderzoeker Bart Strengers een discussie met klimaatscepticus Hans Labohm op de website van de NOS. Deze discussie, die vervolgens ook gepubliceerd werd als PBL-rapport, eindigde met een weddenschap. Strengers wedde dat de gemiddelde mondiale temperatuur over de periode 2010-2014 hoger zou zijn dan het gemiddelde over de periode 2000-2009. Hans Labohm wedde dat het niet zou opwarmen of zelfs zou gaan afkoelen, bijvoorbeeld door de verminderde activiteit van de zon.

Op verzoek van Labohm werd destijds uitgegaan van de zogenaamde UAH-temperatuurreeksen voor de lage troposfeer (dat is ongeveer de onderste 5 km van de atmosfeer). Deze worden samengesteld door de University of Alabama in Huntsville (UAH). Hierbij wordt gebruik gemaakt van satellieten die straling meten in de atmosfeer en waaruit vervolgens via een complex algoritme de temperatuur van verschillende lagen in de atmosfeer wordt afgeleid.

Nu, vijf jaar later, blijkt volgens UAH dat de temperatuur de afgelopen 5 jaar gemiddeld 0,1 graad warmer was dan het gemiddelde over de 10 jaar daarvoor en daarmee heeft Strengers de weddenschap gewonnen. De inzet? Een ‘mooie fles wijn’, die binnenkort bij een etentje overhandigd zal worden.

De UAH-temperatuurreeks vanaf 1979 (daarvoor waren er geen satellieten beschikbaar). De groene gestippelde lijnen geven het gemiddelde van opeenvolgende periodes van 10 jaar. De laatste lijn is het gemiddelde over de periode 2010-2014.
UAH satellietreeks laat meeste opwarming zien

Overigens laat uitgerekend deze UAH-reeks met afstand de meeste opwarming zien. De andere 4 belangrijkste mondiale temperatuurreeksen laten in de afgelopen 5 jaar ook opwarming zien, maar deze is beduidend kleiner (tussen 0,03 en 0,05 graden).

Waar komen de verschillen tussen de reeksen vandaan?

De onderstaande tabel laat de opwarming van de afgelopen 5 jaar zien ten opzichte van de 10 jaar daarvoor in °C voor de 5 belangrijkste mondiale temperatuurreeksen: de eerder genoemde satellietreeks van de University of Alabama in Huntsville (UAH), de satellietreeks van Remote Sensing Systems (RSS), en de oppervlaktereeksen van NASA, het Climate Research Unit (CRU) en het National Climatic Data Centre (NCDC). CRU is gebaseerd op oppervlaktemetingen tot en met november 2014 omdat de getallen voor december nog niet bekend zijn.

Lees verder →

63 reacties

Geplaatst in Bart Strengers, Hans Labohm, opwarming

Getagged , , ,

FAQ Oceaanverzuring

Geplaatst op 12 januari 2015| 8 reacties

Oceaanverzuring wordt door sommigen ‘het andere CO2 probleem’ genoemd en soms zelfs de ‘kwaadaardige tweeling van de opwarming van de aarde’. De Engelse term ocean acidification wordt ook vaak gebruikt. Met enige regelmaat wordt men in discussies geconfronteerd met allerlei misvattingen of vragen omtrent de oceaanverzuring. Hieronder pogen we voor de meest voorkomende vragen een aantal antwoorden en uitleg te geven. Deze zijn voor het grootste gedeelte gebaseerd op het “FAQs about Ocean Acidification” rapport uit 2012 en het rapport uit 2013 van het derde symposium over “The Ocean in a High-CO2 World”. Meer info en veel wetenschappelijke referenties zijn in die rapporten te vinden en op hun websites, zie de ‘Wetenschappelijke referenties en links’ onderaan het blogstuk.

1. Wat is oceaanverzuring?
2. Is oceaanverzuring hetzelfde als klimaatverandering?
3. Waarom noemt men het oceaanverzuring terwijl de oceanen basisch zijn?
4. Welke chemische reacties spelen een rol in de oceanen als het over CO2 gaat?
5. Waarom wordt er door de CO2 opname niet spontaan calciumcarbonaat gevormd?
6. Zijn er metingen die aantonen dat de pH daalt?
7. Hoeveel is de pH (zuurgraad) gedaald sinds de industriële revolutie?
8. Waarom is men bezorgd over de oceaanverzuring?
9. De natuurlijke variatie in de pH van de oceanen is groter dan de verwachte daling van de pH in de komende eeuw, waarom is dat laatste dan toch een punt van zorg?
10. Blijven de oceanen zoveel menselijk CO2 opnemen zoals nu het geval is?
11. Wat is de verwachting voor de toekomst voor de chemische samenstelling van de oceanen?
12. Hoe zullen de verschillende soorten reageren op de oceaanverzuring?
13. In het geologische verleden was de CO2 concentratie in de atmosfeer soms erg hoog en toch waren er koraalriffen en ander leven met een kalkskelet in de oceanen. Hoe kan dat?

Wetenschappelijke referenties en links.

1. Wat is oceaanverzuring?

Oceaanverzuring is een daling van de zuurgraad van de oceanen over decennia of langer. De oorzaak daarvan is meestal een opname van CO2 uit de atmosfeer; CO2 vormt in combinatie met water namelijk koolzuur (H2CO3). In het geologische verleden van de aarde is oceaanverzuring vaker voorgekomen en door natuurlijke oorzaken. Dit keer zijn wij mensen er de veroorzakers van, want in de huidige tijd neemt de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer sterk toe door de verbranding van fossiele brandstoffen.

De zuurgraad wordt in de chemie aangeduid met de pH en dat is een logaritmische schaal (pH = – Log[H+]): een vloeistof met een pH van 5 is dus tien keer zo zuur als die met een pH van 6. Een pH van 7 noemt men neutraal, een hogere pH noemt men basisch en een lagere pH zuur. De pH van de oceanen varieert van circa 7.8 tot 8.4 (IPCC AR5, blz. 293) en is gemiddeld 8.1, de oceanen zijn derhalve licht basisch.

Lees verder →

8 reacties

Geplaatst in oceaanverzuring, Oceanen

Getagged , , , ,

Hiaten in de temperatuurstijging?

Geplaatst op 22 december 2014| 17 reacties

Door Geert Jan van Oldenborgh, KNMI

“De laatste jaren warmt de aarde niet meer op” is tegenwoordig een veelgehoorde opmerking. Is dat inderdaad zo, en is de conclusie dan ook dat de verdere opwarming onderschat wordt door de klimaatmodellen waarop het IPCC en KNMI hun toekomstverkenningen baseren? En hoe komt het dan dat Nederland, Europa en misschien de wereld in 2014 weer op een temperatuurrecord afstevenen?

De stijging van de wereldgemiddelde temperatuur vlakt af

De meest gebruikte maat voor de opwarming is de wereldgemiddelde temperatuur. Deze heeft een vreemde definitie: het is de zeewateroppervlaktetemperatuur (SST) boven open water en de 2-meter temperatuur boven land. (De gebieden met zeeijs worden niet meegenomen of geïnterpoleerd vanaf landstations.) De reden hiervoor is een praktische: er zijn veel meer metingen van de zeewatertemperatuur dan van de luchttemperatuur boven zee, en de oceanen beslaan nu eenmaal 70% van het aardoppervlak. Het verschil tussen SST en T2m boven zee is klein en verandert niet veel, dus als we alleen naar de anomalieën kijken maakt dat verschil niet uit.

Figuur 1: De anomalie van de jaargemiddelde wereldgemiddelde temperatuur (GISTEMP, NASA/GISS), waarin gebieden zonder metingen geïnterpoleerd worden. 2014 is een schatting gebaseerd op de metingen van januari-november en persistentie voor december.

Het oude argument was dat de wereld sinds 1998 niet meer is opgewarmd. Je kan die uitspraak op twee manieren interpreteren. De eerste manier was dat er geen warmer jaar gekomen is. Dat jaar was namelijk door de record-sterke El Niño van 1997/1998 een kwart graad warmer dan de trendlijn van 0.16 K/10jr. Dat record is echter in 2005 en 2010 gebroken, dus dat argument gaat niet meer op. Een verwarrende omstandigheid is dat in één oude dataset, HadCRUT3 van het Britse Met Office, de bijdrage van het sterk opwarmende noordpoolgebied systematisch onderschat werd, zodat die 1998 wel als warmste jaar beschouwde. Dat is inmiddels gecorrigeerd in de nieuwe HadCRUT4 dataset, waarin de metingen van veel meer stations in het poolgebied opgenomen zijn.
Lees verder →

17 reacties

Geplaatst in Geert Jan van Oldenborgh, Klimaatwetenschap, KNMI, Mondiale temperatuur, opwarming

Getagged , , ,

De rol van de media bij het communiceren over (klimaat)wetenschap

Geplaatst op 11 november 2014| 90 reacties

Door Bart, Bob, Jos en Hans

Voor veel mensen zijn de reguliere media nog steeds het belangrijkste medium waarmee ze informatie over wetenschap tot zich nemen. De media zijn daarbij niet slechts een doorgeefluik van wetenschappelijke informatie, maar proberen die informatie natuurlijk ook te duiden, bijvoorbeeld door het in te bedden in een maatschappelijke context of door er ook kritische kanttekeningen bij te plaatsen. Er bestaat in die zin een gezond spanningsveld tussen wetenschappers (die vooral willen dat de media een correcte en begrijpelijke vertaalslag maken van de wetenschap) en journalisten (die graag kritische ‘luis in de pels’ willen zijn). Idealiter hanteren media een balans tussen wetenschappelijk verantwoord en kritische reflectie, maar het is niet zeldzaam dat wetenschappers zich groen en geel ergeren aan onzinverhalen of “valse balans” in de media.

Natuurlijk moet er ruimte zijn voor verschillende meningen. Opiniepagina’s in de krant geven juist daarom vaak ruimte aan allerlei meningen die ook afwijken van het standpunt van de krant zelf. Van een kwaliteitskrant zou je mogen verwachten dat men niet elke mening zomaar een podium biedt, maar aandacht heeft voor feitelijke juistheid en kwaliteit van de argumentatie. Onlangs werd in de Volkskrant een groot stuk van Frans Dijkstra geplaatst in de opiniepagina’s, waarin aperte onzin over de opwarming van de aarde en Nederland in het bijzonder werd verkondigd. Navraag bij de redacteur van de opiniepagina, Chris Rutenfrans, leerde dat hij wel degelijk inziet dat niet elke mening een podium verdient, maar ook dat hij klimaatwetenschap vooral vanuit zijn klimaat-sceptische overtuiging beziet:




Getuige zijn twitterfeed moet Rutenfrans niets weten – en weet hij inderdaad niets – van klimaatwetenschap. Een litanie aan mythes komt je tegemoet, alsof je het klimaat niet kunt voorspellen omdat het weer al zo onvoorspelbaar is, alsof klimaatwetenschap niet falsifieerbaar is, alsof de opwarming is gestopt en dat dit de klimaatwetenschap falsifieert (de ironie ontgaat hem waarschijnlijk). De mainstream klimaatwetenschap wordt door hem weggezet als zijnde intolerante klimaatgelovigen. Nog bonter maakte hij het afgelopen zaterdag, toen de Volkskrant een brief plaatste waarin zo’n 120 jaar aan klimaatwetenschap werd omschreven als “het doortrekken van wat trends over enkele decennia”.
Oftewel, de opiniepagina van een kwaliteitskrant wordt beheerd door iemand die een sterke aversie heeft tegen klimaatwetenschap, maar niet gehinderd is door enige kennis van zaken. Lees verder →

90 reacties

Geplaatst in Maarten Keulemans, Media, Volkskrant

Getagged , , , , , , , , , ,

Toerisme, klimaatverandering en klimaatsceptici

Geplaatst op 1 november 2014| 12 reacties

Fraaie vergezichten, historische gebouwen, andere culturen, zon, zee, het strand of vakantie. Dat zijn zo enkele zaken waar ik aan moet denken als ik het woord ‘toerisme’ ergens zie staan. Aan de zogenaamde klimaatsceptici zou ik dan echt nooit hebben gedacht. Toch kreeg ik onlangs een uitgebreide verzameling klimaatsceptische teksten in een vakblad voor de toerismesector onder ogen. De wetenschappelijke wereld let gelukkig goed op en heeft als weerwoord enkele meer dan duidelijke stukken in datzelfde vakblad gepubliceerd. Meer hierover in het tweede deel van dit blogstuk, eerst een kort overzicht van de invloed van klimaatverandering op de toerismesector en de bijdrage van die sector aan diezelfde klimaatverandering.

Toerisme en Klimaatverandering

De toerismesector is goed voor 9% van het mondiale BBP en 1 op de 11 banen. Het aantal toeristen is gestegen van 25 miljoen in 1950 tot 1087 miljoen in 2013 (bron: UNWTO 2014). Vooral dat gereis over de aardbol draagt natuurlijk bij aan de CO2 uitstoot en samen met enkele andere factoren is de toerismesector verantwoordelijk voor circa 5% van de totale menselijke CO2 emissies. Zie figuur 1 voor een onderverdeling van die 5%. De toerismesector is zich inmiddels zeer wel bewust van hun bijdrage aan de toenemende broeikasgasconcentraties in de atmosfeer, zie bijvoorbeeld deze zinsnede uit een mitigatie statement van de World Tourims Organization van de VN (UNWTO) uit 2010:
“The Davos Declaration, adopted in October 2007 by the second global Conference on Climate Change and Tourism, specifies that the tourism sector must rapidly respond to climate change within the evolving UN framework, and progressively reduce its Greenhouse Gas (GHG) contribution if it is to grow in sustainable manner..”.

Figuur 1: Onderverdeling van de CO2 emissies van de toerismesector. Bron: UNWTO.

Lees verder →

12 reacties

Geplaatst in klimaatsceptici, klimaatverandering

Getagged , , ,

Red de Cabauw curve

Geplaatst op 30 oktober 2014| 19 reacties

Door Bart Verheggen en Hans Custers

Bijna een jaar geleden verscheen er op dit blog een stuk over het dreigende einde van de Keeling curve: de metingen van CO2 in de atmosfeer op Mauna Loa, Hawaii. De Keeling curve werd uiteindelijk (voor de komende vijf jaar) gered door een donatie van een half miljoen dollar van Wendy en (ex-Google-baas) Eric Schmidt.

In het NRC van vandaag bericht Paul Luttikhuis dat de Nederlandse versie van de Keeling curve nu tot een einde dreigt te komen (zie ook zijn NRC blog). De regering wil de financiering van CO2-metingen door ECN, bij het meetpunt van het KNMI in Cabauw, stoppen. Omdat ze niet strikt noodzakelijk zouden zijn.

Daar valt wel wat op af te dingen. Het is belangrijk voor het energie- en klimaatbeleid om goed de vinger aan de pols te houden wat de emissies precies zijn en hoe die zich ontwikkelen. Daarvoor zijn metingen onontbeerlijk. Met name metingen op hoge masten zijn heel nuttig, omdat die representatief zijn voor een groter oppervlak dan grondmetingen (die bijvoorbeeld verstoord kunnen worden door een voorbijrijdende auto).

Deze metingen kunnen bijvoorbeeld als input dienen voor atmosferische simulatiemodellen, en door die in “inverse modus” te draaien kun je dan de emissies uitrekenen. Dit heet inverse modelering, omdat normaalgesproken diezelfde modellen worden gebruikt om vanuit de aangenomen emissies en de meteorologische windvelden de concentratie als functie van tijd en plaats te berekenen. Door input en output om te draaien kun je de aangenomen emissies verifiëren op basis van de observaties. Emissieverificatie dus. Daar heb je natuurlijk wel goede, representatieve metingen voor nodig over langere tijd.

Op basis van deze methode, namelijk het koppelen van toren-metingen aan inverse modelering, is bijvoorbeeld gebleken dat de emissies van methaan en lachgas in een aantal landen toch wel wat hoger waren dan de officiële “emission inventories”. De toren metingen worden ook veelvuldig gebruikt voor “ground truthing” van satelliet gegevens. Een meetmast zoals Cabauw is onderdeel van onze kennis-infrastructuur. Het is niet voor niets gekenmerkt als een zogenaamde “super-site” voor meteorologische observaties.

Cabauw 2
Lees verder →

19 reacties

Geplaatst in KNMI, NRC, Observaties

Getagged , , ,

Verwarring over de opwarming van de oceanen

Geplaatst op 14 oktober 2014| 43 reacties

Door Bob Brand en Jos Hagelaars

Door menselijke activiteiten is de aarde aan het opwarmen en circa 93% van die warmte wordt door de oceanen opgenomen. De verandering in de warmte-inhoud van de oceanen is derhalve een heel belangrijke graadmeter voor de klimaatverandering. Het is voor de klimaatwetenschap dan ook een belangrijk onderwerp van onderzoek.

Recent zijn er twee artikelen uitgekomen over de opwarming van de oceanen in het tijdschrift Nature: Durack et al over het onderschatten van de opwarming van 1970 t/m 2004 tot 700 meter diepte (vooral op het zuidelijk halfrond) en Llovel et al over de opwarming van de gehele oceaan van 2005 t/m 2013. Volgens sommige commentatoren lijken deze onderzoeken elkaar tegen spreken en er is wat verwarring over de verschillende oceaandiepten.

Durack: onderschatten van de opwarming

Durack e.a. hebben de diverse datasets betreffende de warmte-inhoud (OHC = ocean heat content) van de oceanen vergeleken met de theoretische verwachting volgens modellen en met de zeespiegelstijging zoals gemeten met satellieten. Daar een deel van de zeespiegelstijging wordt veroorzaakt door de thermische uitzetting van het oceaanwater, is er een grote correlatie tussen de zeespiegelstijging en de warmte-inhoud. Op grond van deze analyses concluderen Durack e.a. dat de warmte-opname van het zuidelijk halfrond voor de periode 1970 t/m 2004 te laag is ingeschat. Zij wijten dit aan de beperkte dekkingsgraad van de diverse warmte-inhoud meetinstrumenten op het zuidelijk halfrond over die periode. Vanaf circa 2004 is deze dekkingsgraad verbeterd door het inzetten van de Argo sondes.

Durack en zijn mede-auteurs hebben doorgerekend wat deze onderschatting van de opwarming betekent voor de diverse warmte-inhoud datasets, zie figuur 1. Voor de mondiale NOAA data (Levitus 2012, de donkerblauwe balk) zou de onderschatting mondiaal gemiddeld oplopen tot maar liefst 58%.

Figuur 1: De waargenomen en gesimuleerde verandering van de warmte-inhoud voor 1970-2004. Figuur 5 uit Durack et al.

Lees verder →

43 reacties

Geplaatst in Observaties, Oceanen, opwarming, Zeespiegelstijging

Getagged , , ,