Categorie archief: Klimaatwetenschap

De gletsjers van IJsland

In september van dit jaar ben ik in IJsland geweest. Een meer dan prachtig land met bizarre landschappen, bezaaid met ijs, lavavelden, watervallen en geisers. Zo hier en daar bekruipt je op IJsland het gevoel dat je op een andere planeet bent beland en dat je achter de volgende berg Captain Kirk tegen het lijf zult lopen. Wellicht een reden dat Hollywood regelmatig neerstrijkt op IJsland, zo zijn er bijvoorbeeld scenes van de ijsplaneet in Interstellar opgenomen op de Svínafellsjökull, een gletsjertong van de grote Vatnajökull. Ergens tijdens mijn rondreis door IJsland had ik een infobord gezien met daarop de indicatie dat die gletsjer over een paar honderd jaar zo goed als verdwenen zou kunnen zijn. Dat vond ik onverwacht snel en eenmaal weer thuis heeft dat geleid tot onderstaand verhaal over de gletsjers van IJsland.

Dat de gletsjers wereldwijd kleiner worden mag geen geheim zijn. En ja, er zijn enkele gletsjers te vinden die daar een uitzondering op vormen, een reden dat men op sommige blogs uiteraard juist dáár de nadruk op wil leggen. Gemiddeld verliezen gletsjers op aarde echter massa en nemen ze in omvang af. Eerder dit jaar is er een studie verschenen van Zemp et al. die dit alles keurig samenvat. Figuur 1 afkomstig uit die studie geeft een beeld van de toename (in blauw) en de afname (in rood) van de verandering in de positie van de gletsjerranden in diverse gebieden in de wereld, waarbij de positie van de gletsjerrand van 1950 voor elk gebied als nulpunt (wit) is genomen. De rode kleuren zitten bijna overal in de grafiek na 1950. De waarnemingen laten volgens Zemp e.a. tevens zien dat de snelheid van het wereldwijde massaverlies van de gletsjers begin deze eeuw zonder precedent is voor de geobserveerde periode (na 1850). Men verwacht dat de gletsjers nog meer massa zullen verliezen zelfs als het klimaat vanaf nu stabiel zou blijven, gletsjers reageren namelijk traag op snelle klimaatveranderingen (zie ook IPCC AR5 FAQ 4.2).

Figuur 1. Een kwalitatieve weergave van de jaarlijkse veranderingen in de positie van de randen van de gletsjers (de omvang) in diverse gebieden van de wereld van 1535 tot 2010. Donkerblauw staat voor een maximale omvang van +2.5 km en donkerrood voor een minimale omvang van -1.6 km, beide t.o.v. 1950 (0 km) in wit. Bron: figuur 6a uit Zemp 2015.

Lees verder

Een parallel wetenschappelijk universum onder de loep en door de mand

Het is bekend: de argumenten van degenen die de wetenschappelijke consensus over menselijke invloed op het klimaat ontkennen zijn voor een aanzienlijk deel afkomstig uit de “blog science”. Maar zo nu en dan verschijnen ook in de peer reviewed wetenschappelijke literatuur artikelen die de mainstream wetenschap afwijzen. Volgens het onderzoek van Cook et al. uit 2013 gaat het om 2% van de artikelen die hier een positie over innemen, of (omdat tweederde van de artikelen geen positie inneemt) 0,7% van alle onderzochte artikelen.

Vaak komen er na publicatie van zulke artikelen grote fouten aan het licht en in een enkel geval ontstaat er zelfs een stevige rel. De artikelen die de mainstream wetenschap aanvechten bevatten geen overkoepelende, consistente visie. Het zijn verschillende, soms onderling tegenstrijdige ideeën die maar een ding gemeen hebben: men wijst de consensus af. Het is daarom niet zo eenvoudig om de “dwarse” artikelen gezamenlijk te analyseren. Toch is dit wat enkele wetenschappers onlangs hebben gedaan. Naast hoofdauteur Rasmus Benestad werkten diverse – veelal bekende – namen uit de klimaatwetenschap aan het onderzoek mee: Rob van Dorland van het KNMI, Dana Nuccitelli en John Cook van Skeptical Science, Stephan Lewandowsky, Katharine Hayhoe en Hans Olav Hygen.

Benestad et al. hebben geprobeerd om 38 artikelen die tegen de consensus ingaan te reproduceren. Reproduceren omvat hier meer dan alleen het controleren van berekeningen: vanaf het vertrekpunt van het onderzoek hebben ze de analyse van die artikelen overgedaan, op de manier zoals dat volgens hun wetenschappelijke kennis en inzicht zou moeten. Het resultaat is gepubliceerd in Theoretical and Applied Climatology onder de titel Learning from mistakes in climate research. Het artikel is vrij toegankelijk en dat geldt ook voor de uitgebreide aanvullende informatie en de software die voor dit onderzoek is ontwikkeld.

In een stuk op RealClimate laat Rasmus Benestad zien dat het nog niet zo eenvoudig was om het artikel gepubliceerd te krijgen. Dana Nuccitelli gaat in zijn column bij The Guardian in op de resultaten. Resultaten die ontluisterend uitvallen voor de anti-consensus wetenschap. De fouten die men maakt zijn talrijk, vaak op het meest elementaire wetenschappelijke niveau. Er wordt nog wel eens geklaagd dat afwijkende visies geweerd worden in wetenschappelijke bladen, maar het lijkt er meer op dat het tegendeel het geval is; dat sommige tijdschriften ook plaats willen geven aan opvattingen die afwijken van de mainstream en daarom bij zulke artikelen minder kritisch zijn op de kwaliteit.

Meestal bevat de aanvullende informatie bij een wetenschappelijk artikel details die vooral voor specialisten interessant zijn. In dit geval is dat anders. Het supplement bij het artikel van Benestad et al. licht concreet toe welke fouten er in de 38 onderzochte artikelen gevonden zijn en laat op die manier zien wat het verschil is tussen serieuze, kritische wetenschapsbeoefening en analyses die naar een gewenst resultaat toewerken. Hieronder ga ik wat verder in op een aantal veel voorkomende fouten die Benestad et al. vonden. Lees verder

If we burn it all, we melt it all

De titel van dit blogstuk is een uitspraak van Ricarda Winkelmann, de hoofdauteur van een recent artikel over de relatie tussen koolstofemissies en de stabiliteit van de Antarctische ijskap (Open Access, persbericht: hier). Als we de gehele winbare voorraad (zoals die nu ingeschat wordt) aan fossiele brandstoffen in een paar eeuwen opstoken, zal al het ijs op Antarctica verdwijnen. Dat duurt even – duizenden jaren – maar dan hebben we ook wat. Al dat gesmolten ijs van Antarctica alleen al zorgt namelijk voor een zeespiegelstijging van uiteindelijk circa 58 meter.

Voor verschillende scenario’s van de toekomstige CO2-emissies hebben Winkelmann e.a. via een uitgebreid klimaatmodel (een Earth System Model) de CO2-concentraties en het temperatuurverloop berekend voor de komende duizenden jaren. Dit is vervolgens gecombineerd met een ijskap-rekenmodel (PISM) om de gevolgen van de emissies voor de ijskap van Antarctica vast te stellen. De emissiescenario’s die gebruikt zijn variëren van een extra totale koolstofuitstoot van 93 gigaton tot 12,000 gigaton na het jaar 2010 (dit betreft dus niet het aantal gigaton CO2 maar alleen de C in CO2, 1 gigaton C komt overeen met 3,66 gigaton CO2). Ter vergelijking, het IPCC schat de totale hoeveelheid koolstof die al uitgestoten is tot 2011 op 515 gigaton (AR5 SPM bladzijde 25) en jaarlijks emitteren we nu circa 10 gigaton koolstof per jaar.

In de emissiescenario’s van de studie neemt de CO2-uitstoot in de nabije toekomst verder toe om na een maximum terug te vallen naar 0, dit alles in een tijdsbestek van enkele honderden jaren. Zie figuur 1A voor de CO2-emissies en 1B voor de CO2-concentratie in de atmosfeer. De rode lijn komt overeen met een extra uitstoot van 10,000 gigaton aan koolstof en dat is vergelijkbaar met het verbranden van een hoeveelheid fossiele brandstoffen die volgens het IPCC AR5-WGIII rapport winbaar is (tabel 7.2 bladzijde 525 geeft 8,500 – 13,500 gigaton aan hulpbronnen).

Figuur 1. De CO2-emissiescenario’s zoals gebruikt in Winkelmann et al. (A) en de resulterende CO2– concentratie in de atmosfeer (B). De totale range van koolstofemissies loopt van 93 tot 12,000 gigaton koolstof (dus inclusief de grijze lijnen).

Lees verder

De risicoanalyse van James Hansen en het mijnenveld van de risicocommunicatie

Hansen fig22

Als het de bedoeling van James Hansen was om met zijn nieuwe artikel opschudding te veroorzaken, dan is dat wel gelukt. Een zoekopdracht bij Google naar recente nieuwsartikelen met de termen “Hansen” en “climate” levert honderden resultaten op. In Nederland besteedden onder meer De Volkskrant en Nieuwsuur aandacht aan het artikel.

Het artikel met de titel “Ice melt, sea level rise and superstorms: evidence from paleoclimate data, climate modeling, and modern observations that 2 °C global warming is highly dangerous” is geen soloactie van Hansen. Hij heeft 16 coauteurs: wetenschappers uit de VS, Frankrijk, Duitsland en China. Hansen presenteert zich wel nadrukkelijk als het boegbeeld van het onderzoek en hij laat er geen twijfel over bestaan dat hij er maatschappelijke consequenties aan verbindt. Ook in het artikel zelf doet hij dat. In de conclusies geeft hij als veilige bovengrens voor de CO2-concentratie een waarde van 350 ppm, dat is 50 ppm lager dan de huidige concentratie. Hij meent dat dit een haalbare doelstelling is voor het eind van de eeuw.

Hansen en zijn coauteurs hebben gekozen voor een benadering die voor risicoanalisten heel gebruikelijk is, maar in de doorgaans terughoudende (klimaat)wetenschappelijke wereld minder. Ze geven daarmee gehoor aan de oproep van Kerry Emanuel van vorig jaar om aandacht te geven aan zogenaamde staartrisico’s. Al gebiedt de eerlijkheid wel te zeggen dat het niet helemaal duidelijk is of Hansen het scenario dat in het artikel wordt behandeld ook als staartrisico ziet. Het artikel wekt wat meer die indruk dan zijn publieksoptredens. Juist met die publieksoptredens begeeft hij zich in een mijnenveld. Risicocommunicatie heeft sinds de jaren ’80 van de vorige eeuw de nodige aandacht gehad in Nederland (en daarbuiten) en degenen die zich ermee bezig hebben gehouden weten dat er heel veel mis kan gaan. Lees verder

Reconstructies van de zeespiegel in het verleden: een waarschuwing voor de toekomst

Overzicht van resultaten van reconstructies van temperatuur (in rood), CO2-concentratie (in groen), zeespiegel (in blauw) en de ijskappen van Groenland en Antarctica (de rode taartdiagrammen) voor verschillende interglacialen. De lichtrode en lichtblauwe kleur geeft het onzekerheidsinterval voor de temperatuur en zeespiegel. Bron: Dutton et al. 2015.

Overzicht van resultaten van reconstructies van temperatuur (in rood), CO2-concentratie (in groen), zeespiegel (in blauw) en de ijskappen van Groenland en Antarctica (de rode taartdiagrammen) voor verschillende interglacialen. De lichtrode en lichtblauwe kleur geeft het onzekerheidsinterval voor de temperatuur en zeespiegel. Bron: Dutton et al. 2015.

In Science verscheen deze maand een overzichtsartikel over de paleoklimatologische kennis van de hoogte van de zeespiegel en de omvang van de ijskappen op Groenland en Antarctica tijdens een aantal perioden van honderdduizenden en miljoenen jaren geleden: Sea-level rise due to polar ice-sheet mass loss during past warm periods van Dutton et al.. De onzekerheden zijn groot, en nemen toe naarmate men verder terugkijkt in de tijd. De afbeelding hierboven laat zien dat er desalniettemin een helder beeld naar voren komt uit alle onderzoeken samen: bij een temperatuur van een of enkele graden boven de pre-industriële waarde kan de zeespiegel met 6 meter of meer stijgen.

Het artikel behandelt vier perioden:

  • Een warme periode in het mid-Plioceen; zo’n 3 miljoen jaar geleden.
  • Mariene isotopen-etage 11 (ofwel MIS 11: de nummering is gebaseerd op pieken en dalen waarmee de zuurstof-18 isotoop voorkomt in sedimenten, ijskernen en fossielen; hierover verderop in dit stuk meer): ongeveer 400.000 jaar geleden.
  • MIS 5e: ongeveer 120.000 jaar geleden.
  • Het Holoceen: het interglaciaal waar we nu in leven dat bijna 12.000 jaar geleden begon.

De eerste drie perioden hebben als gemeenschappelijk kenmerk dat ze waarschijnlijk warmer waren dan het Holoceen. Of in elk geval het Holoceen tot nu toe. De afbeelding hieronder laat dit zien. De afbeelding bevat daarnaast een aantal andere belangrijke elementen uit de paleoklimatologische reconstructies. Die elementen zal ik kort toelichten, dankbaar gebruikmakend van de uitgebreide informatie die Dutton et al. aanreiken. Lees verder

Forse reductie van de CO2-uitstoot nodig voor het welzijn van onze oceanen

De oceanen bevatten een haast onvoorstelbare hoeveelheid water en heel veel leven. Lange tijd leek het alsof niets daar substantieel verandering in kon brengen, maar inmiddels weten wij beter. De mens is er wel degelijk in geslaagd om die enorme en traag reagerende massa water te veranderen. Vervuiling, overbevissing en oceaanverzuring door de opname van een gedeelte van onze CO2-uitstoot, beginnen hun tol te eisen. Vooral de oceaanverzuring gaat met een snelheid die ongekend hoog is en die waarschijnlijk niet eerder is voorgekomen in de afgelopen 300 miljoen jaar. Onze CO2-uitstoot stopt niet van vandaag op morgen en daarmee zal de accumulatie van CO2 in de atmosfeer nog een tijd doorgaan. Dat geldt dan ook voor de opwarming en oceaanverzuring; dit heeft consequenties voor het leven in de oceanen, de toekomstige CO2-opname, het zeeniveau en de temperatuur van het water in de oceanen.

In een nieuw artikel (Gattuso et al. verschenen in Science) geven 22 wetenschappers van verschillende instituten een overzicht van de huidige stand van zaken met betrekking tot de oceanen gebaseerd op de meest recente wetenschappelijke literatuur. Daarnaast vergelijken zij de effecten van CO2-uitstoot op de oceanen volgens enkele verschillende toekomstscenario’s (RCP scenario’s). In de figuur boven het blogstuk geeft men een overzicht van de risico’s voor o.a. het zeeleven, de mogelijke managementopties en de veranderingen in enkele kengetallen voor het jaar 2100 voor de scenario’s RCP2.6 en RCP8.5.
Lees verder

Attributie van hitte en ander extreem weer; een ingewikkelde kwestie

2015Attribution_EuropeanHeatWave_map

Voor niet-ingewijden in de klimaatwetenschap is het misschien een voor de hand liggende vraag: werd de hittegolf in West-Europa van vorige week veroorzaakt door klimaatverandering? Of de hittegolven in India en Pakistan van eerder dit jaar? De overstromingen in Texas en Oklahoma? Of tropische stormen zoals Sandy en Haiyan?

Het simpele antwoord op die vragen: nee, klimaatverandering is niet aan te wijzen als dé oorzaak van extreem weer. Extreme gebeurtenissen, of ze nu met weer te maken hebben of met iets heel anders, kennen zelden één oorzaak. Ze ontstaan door een samenloop van factoren. Als er al één oorzaak aan te wijzen is, dan is dat het toeval dat zorgt voor die samenloop. Klimaatverandering kan één van de factoren zijn die een rol speelt bij een extreme weersituatie. Attributie van extreem weer is dan ook geen welles-nietes kwestie, maar draait om de vraag: met welke mate van zekerheid kan de menselijke invloed op het klimaat aangewezen worden als een factor van betekenis bij extreme weersituaties.

SREX_Fig1-2a

Invloed op temperatuursextremen van een onveranderde, maar wel verschuivende waarschijnlijkheidsverdeling van de temperatuur. Bron: IPCC SREX

De afbeelding hierboven, afkomstig uit het IPCC SREX rapport, illustreert hoe in een heel eenvoudige situatie attributie van een toename van (extreme) hitte en een afname van (extreme) kou mogelijk zou zijn. De eenvoudige situatie is hier een onveranderde waarschijnlijkheidsverdeling – de vorm van de curve – van de temperatuur, die in zijn geheel opschuift langs de horizontale as bij opwarming. Maar zelfs als de wereld zo eenvoudig in elkaar zou zitten zouden er nog complicaties op de loer liggen. Het zou bijvoorbeeld nog niet zo makkelijk zijn om op basis van waarnemingen met grote zekerheid aan te tonen dat de vorm van de curve niet verandert, zeker aan de uiteinden. Extreme waardes komen immers maar weinig voor en dus zijn er relatief weinig waarnemingen. De onzekerheden over de precieze vorm van die curve, in een periode waarin deze blijft verschuiven door de opwarming, zouden waarschijnlijk dus groot zijn. Lees verder

To Pause Or Not To Pause

Het zal de meeste volgers van het klimaatnieuws niet zijn ontgaan: NOAA – NCEI (voorheen NCDC) heeft zijn oppervlaktetemperatuur dataset geüpdatet en UAH is druk doende om zijn temperatuurdataset van de lagere troposfeer op basis van satellietdata te updaten. Updaten van datasets is gewoon een onderdeel dat hoort bij de wetenschappelijke vooruitgang.
De nieuwe NOAA data laten zien dat er geen vertraging waar te nemen is in het lange termijn opwarmingssignaal. In versie v6.0-bèta van de UAH data kan men, net als bij de RSS data, weer lijntjes trekken die vanaf het bekende jaar 1998 ongeveer vlak lopen. Daarbij moet men wel de ogen sluiten voor de grotere onzekerheid in de trendbepaling bij de satelliettemperaturen ten opzichte van de oppervlaktetemperaturen en ook de invloed van de enorme piek in de satelliet-temperatuurdata rond 1998 op de trendbepaling negeren. NOAA wordt op sommige websites natuurlijk beschuldigd van manipulatie, terwijl de nieuwe UAH bèta-dataset al vrolijk wordt ingezet om te melden dat ‘global warming has stopped’. Geen verrassingen dus op dat terrein.

De wetenschappelijke beschrijving van NOAA’s update zijn te vinden in een artikel van Karl e.a. in Science (pdf). De grootste wijzigingen zitten in hun oceaan dataset en bestaan bijvoorbeeld uit correcties voor het overstappen van het meten van de temperatuur van zeewater met boeien i.p.v. met schepen. De nieuwe oceaan-dataset heet ERSST version 4.0.0. Men is tevens bezig met het verbeteren van de land-dataset (o.a. meer meetstations) en het artikel van Karl 2015 heeft daar al gebruik van gemaakt. De data die NOAA-NCEI rapporteert t/m mei 2015 zijn vooralsnog gebaseerd op de land-dataset GHCN version 3.0.0 en niet op de nieuwe land-dataset. Zie hier voor een uitleg en links. Interessant is de vergelijking in Karl 2015 tussen de ruwe data en de data met daarin alle correcties, zie figuur 1.

Figuur 1. De temperatuur anomalie zonder correcties (lichtgroen) en met de correcties van NOAA-NCEI (grijs). Bron: figuur 2B uit Karl 2015.

Lees verder

Sijpelende twijfel – Beïnvloedt de twijfelcampagne de klimaatwetenschap?

FLICC1

Vijf karakteristieken van wetenschapsontkenning uit de online-cursus Making Sense of Climate Change Denial, (via Twitter).

Wie zich – al dan niet beroepsmatig – bezighoudt met klimaatwetenschap wordt vroeg of laat geconfronteerd met verhalen over dat vakgebied die van buiten de wetenschap komen. Via nieuwsmedia bijvoorbeeld, of via vragen op opmerkingen van familie, vrienden, of kennissen. Veel van die onwetenschappelijke of zelfs anti-wetenschappelijke verhalen komen vanuit de campagne die twijfel probeert te zaaien over de wetenschappelijke inzichten over de menselijke invloed op het klimaat. Let wel, het gaat dan over twijfel aan de wetenschap; dat is iets heel anders dan de altijd aanwezige twijfel in de wetenschap. Beoefenaren en volgers van de klimaatwetenschap ontkomen niet aan de vraag hoe om te gaan met die twijfelverhalen. Sommigen zullen ze liefst zo veel mogelijk negeren, terwijl anderen ervoor kiezen tegengas te geven via bijvoorbeeld blogs, presentaties of opiniestukken. Sommigen specialiseren zich zelfs in dat tegengas geven. Zo iemand is John Cook, oprichter van Skeptical Science. Onder leiding van Cook begon vorige maand bij de University of Queensland de MOOC (massive open online course) “Making Sense of Climate Change Denial”. Via het Youtube kanaal van de cursus zijn de videocolleges, veelal in de vorm van interviews met vooraanstaande wetenschappers, vrij toegankelijk te bekijken.

De meeste klimaatwetenschappers zullen zich zo nu en dan dus afvragen of en hoe ze moeten reageren op niet-wetenschappelijke verhalen over hun vak. Ze zullen daar een (min of meer) bewuste keuze in maken, waarvan ze vinden dat die het verstandigst is of het beste bij hen past. Maar er is meer. Wetenschappers zijn namelijk heel gewone mensen en dus zijn ze, net als iedereen, gevoelig voor goed gevoerde en nadrukkelijk aanwezige PR-campagnes. Lees verder

Kip-en-ei bij CO2 en de temperatuur

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