Categorie archief: Klimaatwetenschap

Een nieuwe analyse van de klimaatgevoeligheid

Waarschijnlijkheidsverdeling voor de opwarming in 2089 t.o.v. de pre-industriële periode bij verschillende emissiescenario’s. Bron: Sherwood et al.

Afgelopen week kwam er een artikel uit van een team van 25 klimaatwetenschappers. Of eigenlijk is het meer een rapport: het is 166 pagina’s lang. Laat ik beginnen met een bekentenis. Ik heb het nog niet in zijn geheel gelezen. Dit stuk is mede gebaseerd op wat de auteurs er zelf over schrijven op Carbon Brief en RealClimate.

De conclusie van het onderzoek: het 66%-waarschijnlijkheidsinterval – dat is de “likely range” in de terminologie van het IPCC – voor de klimaatgevoeligheid is 2,6 – 3,9°C. Na een extra gevoeligheidsanalyse – het artikel spreekt van een test op robuustheid – wordt dat 2,3 – 4,5°C.

De klimaatgevoeligheid is de temperatuurstijging die het gevolg is van een verdubbeling van de CO2-concentratie. Evenwichtsklimaatgevoeligheid (ECS, van equilibrium climate sensitivity) is de klimaatgevoeligheid als die wordt berekend over een periode van duizenden jaren. Zo lang duurt het tot het klimaatsysteem helemaal in evenwicht is, na een verandering van de CO2-concentratie. Om praktische redenen berekent men in dit onderzoek de zogenaamde effectieve klimaatgevoeligheid (afgekort als S). Die benadert de ECS, maar is iets lager.

De grafiek hieronder geeft de waarschijnlijkheidsverdeling van de effectieve klimaatgevoeligheid volgens deze analyse. De zwarte curve geeft de uitkomst van de basis-analyse. De gekleurde curves geven resultaten van de gevoeligheidsanalyse weer: in die gevoeligheidsanalyse is onderzocht hoe het resultaat zou kunnen veranderen als bepaalde bewijslijnen buiten beschouwing worden gelaten of als onzekerheden anders worden ingeschat. De drie lijnen bovenin geven het 66%-waarschijnlijkheidsinterval weer voor achtereenvolgens het resultaat van de basisanalyse, dat resultaat rekening houdend met de gevoeligheidsanalyse en de klimaatgevoeligheid volgens IPCC AR5.

Waarschijnlijkheidsverdeling van de effectieve klimaatgevoeligheid volgens Sherwood et al. Bovenaan: het 66%-waarschijnlijkheidsinterval volgens achtereenvolgens de basis-analyse, de test op robuustheid en IPCC AR5. Daaronder: resultaat van de basis-analyse in zwart, resultaat van delen van de test op robuustheid in verschillende kleuren.

Het slechte nieuws: een heel lage klimaatgevoeligheid, onder de 2°C, is erg onwaarschijnlijk. Het goede nieuws: het is ook erg onwaarschijnlijk dat de klimaatgevoeligheid veel hoger is dan 4,5°C. Er is dus geen reden voor paniek omdat sommige klimaatmodellen van de nieuwste generatie op zo’n hoge klimaatgevoeligheid uitkomen. Deze analyse ziet geen aanwijzingen dat die modellen het bij het juiste eind hebben. De waarschijnlijkheidsverdeling is asymmetrisch. Dat wil zeggen dat er wat meer kans is op een mogelijke tegenvaller dan op een mogelijke meevaller. Lees verder

Meerdere oorzaken voor het opwarmingsgat in de noordelijke Atlantische Oceaan

Temperatuurverandering in de periode 1900 – 2019 volgens NASA-GISS

De aarde warmt op. Maar in een gebied in de noordelijke Atlantische Oceaan daalt de temperatuur juist. Dat opwarmingsgat in de noordelijke Atlantische Oceaan is hier al eerder besproken. Het werd toegeschreven aan een vertraging van het Atlantische deel van de thermohaliene circulatie (de Atlantic Meridional Overturning Circulation of AMOC). Nieuw onderzoek, met als hoofdauteur Paul Keil van het Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg, weerlegt die opvatting niet, maar nuanceert hem wel. Er zijn verschillende factoren in het spel, die wel allemaal samenhangen met de opwarming van het klimaat.

Dat de AMOC vertraagt in een opwarmend klimaat is de verwachting, maar hoe snel en hoe sterk is onzeker. Op een aantal plaatsen wordt de stroming in de oceaan nu over de volle breedte gemeten (zie de afbeelding hiernaast, de gestippelde lijnen zijn projecten die nog niet operationeel zijn), maar dat gebeurt nog niet zo lang. De metingen in het noordelijke deel, OSNAP genaamd, begonnen pas in 2014. Vorig jaar werden de eerste resultaten gepubliceerd met als conclusie dat er nog niet zoveel te zeggen is over een trend. De variatie op korte termijn is aanzienlijk en dus kan het nog wel even duren tot de trend te onderscheiden is van de schommelingen. Er werd nog een andere interessante waarneming gedaan, die door het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) wordt beschreven. Lees verder

Een evaluatie van attributiemethoden. Maar van welke precies?

Een inventieve toepassing van het single study syndrome door xkcd

Een week of wat geleden trok een artikel in Science Advances, het open access filiaal van Science, mijn aandacht: Verification of extreme event attribution: Using out-of-sample observations to assess changes in probabilities of unprecedented events van Noah Diffenbaugh. De conclusie van Diffenbaugh is pittig: de methodes die worden gebruikt voor de attributie van extreem weer zouden het effect van klimaatverandering vaak flink onderschatten. Ik besloot het artikel te lezen, en er misschien wel iets over te schrijven.

Maar eerst keek ik even naar wat berichten die er al over op internet stonden. Science Advances geeft een handig overzicht van die berichten. En daar viel me iets op: veel van die artikelen schrijven wel iets over een onderschatting, maar wat er precies onderschat wordt is niet altijd even duidelijk. Er wordt nogal eens geschreven dat het om de voorspelde toename van extreem weer zou gaan, in plaats van over attributie. En dat is toch echt iets anders: attributie is geen voorspelling maar een analyse achteraf. Zelfs Stanford, het instituut waar Diffenbaugh werkt, heeft het over “more extreme weather than predicted“. Een slordigheidje van de voorlichters, misschien? Lees verder

West-Antarctica en de Thwaitesgletsjer

Het lijkt welhaast eeuwen geleden, maar tot in februari zijn wij drukdoende geweest met het schrijven van een boek en wat daarbij (en daarna) zoal komt kijken. Het lezen van allerlei nieuwe artikelen over het klimaat die mij interesseren was er nogal bij ingeschoten. Het fijne daarvan is dan weer dat ik nu een dikke digitale stapel over van alles en nog wat heb liggen om eens te bekijken. In die stapel zat een artikel over West-Antarctica en de Thwaitesgletsjer en vol goede moed was ik daar eind februari ingedoken, tot het Corona-virus toch vrij plotseling mijn wereldje en aandacht begon te domineren. Inmiddels is dat een beetje gezakt en heb ik de West-Antarctica-draad opnieuw opgepakt. Bij mij wil het bekijken van zo’n artikel wel eens ietwat uit de hand lopen, het gevolg daarvan staat onder dit overzichtsplaatje van West-Antarctica.

Figuur 1. Overzicht van West-Antarctica. Bron: CarbonBrief.

West-Antarctica staat al erg lang in de belangstelling van de wetenschap. Al in 1968 was er een glacioloog, John Mercer, die het volgende schreef:

“If the apparent warming trend is real and continues until hypsithermal [met hypsithermal bedoelt men de warme periode in het begin van het Holoceen – JH] conditions are reached and exceeded, whether because of industrial pollution of the atmosphere or for any other reason, the West Antarctic Ice Sheet will become a threat to coastal areas of the world within 6 m of sea level.”

Tien jaar later werkte Mercer dit verder uit in een Nature artikel dat ging over de mogelijke gevolgen van het versterkte broeikaseffect op de ijskap van West-Antarctica. Mercer schreef daarin het volgende:

“If the CO2 greenhouse effect is magnified in high latitudes, as now seems likely, deglaciation of West Antarctica would probably be the first disastrous result of continued fossil fuel consumption. A disquieting thought is that if the present highly simplified climatic models are even approximately correct, this deglaciation may be part of the price that must be paid in order to buy enough time for industrial civilisation to make the changeover from fossil fuels to other sources of energy”.

Mercer trok zijn conclusies uit de toenmalige kennis over de ijskap tijdens het geologische verleden en de nog ruwe kennis over het gegeven dat de ondergrond van de ijskap onder de zeespiegel lag. Het vervuilen van de atmosfeer met een berg broeikasgassen is ons in ieder geval gelukt en het afsmelten van de ijskappen op West-Antarctica is gaande en aan het versnellen. Het IPCC rapporteerde in hun SROCC-rapport van 2019 een massaverlies van 53 gigaton aan ijs over 1992-1996 en 159 gigaton over 2012-2016 voor alleen al dat gebied.
Lees verder

Reconstructie van het Arctisch zee-ijs vanaf 1850

Zeeijs-extent in het Noordpoolgebied. In blauw het verloop in dit jaar, in rood het recordjaar 2012, donkergrijs de bandbreedte waar 50% van de waarmeningen in valt en lichtgrijs de bandbreedte van 80% van de waarnemingen. Bron: Charctic/NSIDC

Het leek er even op dat het weer in Nederland dit jaar de lente over zou slaan, zoals het ook de winter heeft overgeslagen, en dat we dus in een keer vanuit een lange herfst de zomer in zouden schieten. Maar ondertussen is het toch lente geworden. Ook in het Noordpoolgebied, waar het elk jaar nog wel echt winter is, is het voorjaar. Het smeltseizoen is daar alweer een tijdje onderweg. Het gaat op het moment vrij hard, zoals de grafiek hierboven laat zien. Veel voorspellende waarde heeft dat niet. Het minimum-record voor zee-ijs dateert van 2012 en toen was er in deze tijd van het jaar nog niets bijzonders aan de hand. Het kan, kortom, nog alle kanten op. Hieronder de trend voor de maand september, de maand waarin de hoeveelheid Arctisch zee-ijs zijn jaarlijkse minimum bereikt. De variabiliteit van jaar tot jaar is vrij groot en dus kan het best nog een tijd duren tot het record van 2012 wordt verbroken.

Arctisch zee-ijs in september, de maand waarin het minimum optreedt. Bron: NSIDC

Lees verder

De hogere klimaatgevoeligheid van de nieuwste generatie klimaatmodellen

Al sinds maart vorig jaar komt het nieuws met enige regelmaat voorbij op klimaatwebsites en in de wetenschappelijke literatuur: de nieuwste generatie klimaatmodellen komt uit op een hogere klimaatgevoeligheid dan vorige generaties. Dat blijkt uit resultaten van het CMIP6-project, die het afgelopen jaar geleidelijk aan binnengekomen zijn. Onderstaande grafiek van Carbon Brief geeft een overzicht, op basis van modelresultaten die begin december beschikbaar waren. Naast de hogere klimaatgevoeligheid die door een aantal modellen wordt berekend valt ook de grotere spreiding op. De ondergrens van het modelensemble ligt 0,3 °C lager dan bij de CMIP5 modellen.

CMIP staat voor Coupled Model Intercomparison Project. Het project is toe aan zijn vijfde ronde (CMIP4 is overgeslagen, naar verluidt om de nummering in overeenstemming te brengen met die van IPCC-rapporten, overigens is er tussen CMIP5 en 6 nog wel een zijstraatje geweest dat C4MIP werd genoemd), waarin 49 onderzoeksgroepen samenwerken die een of meerdere klimaatmodellen hebben ontwikkeld. In totaal worden ongeveer 100 verschillende modellen vergeleken. Om de modellen te kunnen vergelijken voeren ze allemaal een serie gestandaardiseerde simulaties uit. Verder kunnen deelnemende onderzoeksgroepen ervoor kiezen om een of meer extra simulaties uit te voeren uit een serie aangeboden opties.

De planning van CMIP wordt afgestemd op die van het IPCC. Op die manier kan – als alles goed gaat tenminste, CMIP6 schijnt nogal achter te lopen op de oorspronkelijke planning – het IPCC recente simulaties van een groot aantal modellen meenemen in zijn rapportages. Maar dat is niet het enige nut van de vergelijking. Waar het voor het IPCC wel zo eenvoudig zou zijn als de verschillende modellen allemaal identieke resultaten op zouden leveren, zijn wetenschappelijk gezien de verschillen juist interessant. Lees verder

Is er bewijs dat CO2-emissies het klimaat opwarmen?

Gastblog van Tinus Pulles

Is de relatie tussen fossiel CO2 en opwarming bewezen?

In veel discussies op internet komt steeds weer de mededeling dat het niet bewezen zou zijn dat de emissies van fossiel CO2 door mensen het klimaat opwarmt. Vaak komt dan de vraag naar een “linkje” naar dat bewijs. De vraag om zo’n “linkje” kan vrij eenvoudig worden afgedaan met een link naar het meest recente rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Het IPCC produceert elke zes jaar of zo een overzicht van de wetenschappelijke stand van de kennis over klimaatverandering. Het meest recente overzicht (het vijfde in de serie) is gerapporteerd in 2013. Volgend jaar komt de zesde rapportage uit.

Deze vraag om een linkje naar ‘bewijs’ komt meestal echter uit de “sceptische” hoek, waar men, zacht gezegd, niet onder de indruk zal zijn van het gedegen en uitgebreide overzicht dat IPCC geeft. Niettemin laat een recente studie van Santer et al. zien dat de waarschijnlijkheid dat de wetenschap nu zeer goed weet hoe CO2-emissies en de opwarming van het klimaat samenhangen zeer groot is. Die samen­hang wordt ook wel de theorie van de Anthropogenic Global Warming (AGW) genoemd. Daarom zal ik hieronder aangeven waarom, inderdaad, het bewijs (evidence) voor AGW zeer sterk is. Voor ik die vraag beantwoord, hecht ik er aan een korte uitstap naar de wetenschapsfilosofie te maken. Dit om zeker te zijn dat we hetzelfde begrijpen wanneer we het over bewijs hebben. Daarbij zal ik ook een zijstapje maken naar hoe we de steeds ook door “sceptici” aangevallen weten­schap­pelijke consensus moeten begrijpen.

Bewijs: ‘Evidence’ of ‘Proof’

Wetenschap schrijdt voort:

  • enerzijds door het verzamelen van ‘evidence’ door metingen en experimenten om te onderzoeken of verwachtingen, afgeleid uit toepassing van eerdere kennis en inzichten, in de werkelijke wereld waarneembaar zijn;
  • anderzijds door, als de verwachting niet wordt waargemaakt, falsificatie: ‘proof’ dat de theorie niet waar is.

Alleen in de wiskunde en in de logica kan worden bewezen dat een stelling waar is, op basis van een aantal gekozen uitgangspunten (axioma’s). Tegelijkertijd kan niet onweerlegbaar worden bewezen dat die axioma’s of gekozen uitgangspunten waar zijn.

Helaas wordt zowel het Engelstalige concept evidence, als het concept proof vertaald met het Nederlandse bewijs. Het Nederlands kent wel het woord “evidentie”, maar dat wordt nauwelijks gebruikt. Dat leidt helaas tot verwarring bij mensen die niet thuis zijn in de wetenschappelijke methode en in de wetenschapsfilosofie. Lees verder

RCP8.5: worst case, business as usual of foute voorspelling?

Er woedt al een tijd een pittige discussie onder energie- en klimaatdeskundigen en hun volgers over de RCP-emissiescenario’s, die onder meer zijn gebruikt in het vijfde Assessment Report van het IPCC. Het gaat dan met name over het hoogste scenario, RCP8.5. Ik kan me niet aan de indruk onttrekken dat we hier te maken hebben met wat Stephan Lewandowsky ooit “seepage” noemde: een pseudosceptisch frame dat binnensijpelt in de wereld van de wetenschap. Dat pseudoscpetische frame komt er op neer dat RCP8.5 een foute voorspelling is. Dat is nonsens.

Scenario’s zijn geen voorspellingen. Er wordt juist met verschillende scenario’s gerekend omdat de menselijke keuzes grotendeels bepalend zullen zijn voor de toekomstige emissies en concentraties van broeikasgassen onvoorspelbaar zijn. Het simpele feit dat er uiteenlopende scenario’s zijn die onmogelijk allemaal uit kunnen komen zou voldoende moeten zijn om te beseffen dat ze niet bedoeld zijn als voorspelling. Maar toch blijft de suggestie van de foute voorspelling, van de overdreven pessimistische klimaatwetenschap, maar terugkomen. Het spiegelbeeld van die suggestie, dat klimaatwetenschappers veel te optimistisch zouden zijn omdat in onderzoeken ook vaak het laagste scenario RCP2.6 wordt meegenomen, zie je zelden of nooit. En dat terwijl de werkelijke emissies nog altijd een stuk dichter bij het hoogste dan bij het laagste scenario liggen, zeker als ook emissies van ontbossing worden meegenomen.

Het tekent de moeite die de maatschappij en de wetenschap blijken te hebben met het benoemen van risico’s. En de gevoeligheid die er nog steeds is voor het verwijt van bangmakerij. Het is natuurlijk ook een lastige kwestie, omdat mensen zo verschillend reageren op informatie over risico’s. De communicatie hierover blijft dan ook een mijnenveld, tussen wetenschappers onderling én tussen wetenschap en maatschappij. Lees verder

Klimaatboek komt 22 januari uit!

Een kort en bondig boek waarin duidelijk wordt uitgelegd wat er nu zoal bekend is over klimaatverandering. Een handvat voor het debat, zodat je als krantenlezer en internetsurfer beter in staat bent om het kaf van het koren te scheiden in de informatiejungle. Dat is wat ik met dit boek beoog.

‘Wat Iedereen zou moeten weten over Klimaatverandering’ verschijnt op 22 januari 2020 bij Uitgeverij Prometheus

Het boek is bedoeld voor een algemeen, geïnteresseerd publiek. Het introduceert de belangrijkste aspecten van klimaatverandering: hoe en waarom verandert het klimaat en hoe weten we dat eigenlijk? Welke risico’s kleven daaraan en hoe kunnen we die beperken? Naast de basale wetenschappelijke inzichten komen ook veelgehoorde misvattingen aan bod, evenals klimaatvragen die wellicht bij u opkomen tijdens het lezen van de krant of het surfen op internet.

Hans heeft een website gemaakt voor bij het boek waarop meer informatie te vinden is, zoals een korte samenvatting, de literatuurlijst voorzien van hyperlinks en een overzicht van relevante blogs, gerangschikt per hoofdstuk (en dus tevens per onderwerp). Dat laatste is wellicht handig voor bloglezers die naar informatie over een bepaald onderwerp op zoek zijn.

Lees verder

De meeste klimaatmodellen doen het prima!

Modelprojectie uit een rapport van Exxon uit 1982. Deze projectie is overigens niet meegenomen in het onderzoek van Hausfather et al. (Bron: InsideClimate News)

Wetenschappelijke modellen zijn geen glazen bollen. En wetenschappers geen helderzienden. Dat pretenderen ze ook niet te zijn. Alleen charlatans suggereren dat ze in de toekomst kunnen kijken. Wetenschappers kunnen op basis van hun vakkennis wel iets zeggen over oorzaak en gevolg. En daarmee kunnen ze voorwaardelijke voorspellingen doen: als dit, dan dat. Als ik het glas dat ik in mijn hand heb loslaat, zal het vallen. Niemand zal dat een onjuiste voorspelling noemen als het glas heelhuids de tafel haalt omdat ik het niet echt heb losgelaten. Ook klimaatwetenschappers doen alleen voorwaardelijke voorspellingen, op basis van hun vakkennis. Bij het interpreteren van klimaatprojecties en modelresultaten is het belangrijk om daar rekening mee te houden.

Klimaatmodellen simuleren de fysica van het klimaatsysteem. Dat begon in de tweede helft van de vorige eeuw met het doorrekenen van een relatief eenvoudige energiebalans. Het soort berekeningen dat Arrhenius eind 19e eeuw nog met de hand moest doen. Computers maakten het mogelijk om die berekeningen aanzienlijk te verfijnen. Al snel werden die berekeningen aangevuld met simulaties van atmosferische circulatie en van verdamping en condensatie van water. Met het groeien van de klimaatkennis en het toenemen van de rekenkracht van computers werden de modellen steeds uitgebreider en fijnmaziger. Lees verder