Svensmark – een nieuw artikel, het oude liedje

Verloop van de temperatuur (gemiddelde van GISTEMP, NOAA en HadCRUT4) en kosmische straling (data van de Moscow Neutron Monitor) sinds 1958. Kosmische straling is voor de duidelijkheid weergegeven op een inverse schaal: volgens de Svensmark-hypothese zou minder straling tot een hogere temperatuur leiden. De grafiek is van Jos Hagelaars.

Het komt nog wel eens voor dat het wetenschappelijk of maatschappelijk belang van een wetenschappelijke publicatie wat wordt aangedikt in een persbericht of interview. Die overdrijving zal nogal eens afkomstig zijn van een pr-afdeling, maar soms zullen wetenschappers ook zelf menen dat ze hun onderzoek zo moeten verkopen. Of ze overschatten het belang van hun onderzoek echt. Een wetenschapper is tenslotte ook maar een mens. Maar er zijn maar weinig wetenschappers die zo ver gaan in hun overdrijving dan Henrik Svensmark.

Svensmark meent dat kosmische straling een invloed kan hebben op bewolking en daarmee op het klimaat op aarde. Op zich een interessante gedachte, die best zou kunnen kloppen. Alleen is kosmische straling dan één van de vele factoren die meespelen in het complexe mechanisme waarmee aerosolen effect kunnen hebben op wolken. En er zijn nog geen aanwijzingen dat kosmische straling daar een dominante factor is. Laat staan dat die straling een grote rol speelt bij klimaatschommelingen. Dat kosmische straling heeft bijgedragen aan de opwarming van het klimaat sinds midden vorige eeuw is al helemaal onaannemelijk. De afbeelding hierboven illustreert dat: volgens de Svensmark-hypothese had het juist wat af moeten koelen. Lees verder

Een wetenschappelijke check van klimaatmodellen

Schematische weergave van de stralingsbalans van de aarde. Bron: IPCC WG1 AR5

De spelers en volgers van ClimateBallTM kennen natuurlijk de gemakzuchtige pseudosceptische retoriek over klimaatmodellen die niet zouden deugen. Die is steevast gebaseerd op de misvatting dat klimaatmodellen een soort glazen bollen zouden zijn, die elk detail in het klimaat moeten kunnen voorspellen. Terwijl klimaatwetenschappers er geen geheim van maken dat dat niet zo is en dat modellen zeker hun beperkingen en onzekerheden hebben.

Klimaatmodellen simuleren de fysische processen in het klimaatsysteem. Die simulaties kunnen een beeld geven van het effect van veranderingen in de energiebalans (stralingsforceringen in klimaatterminologie) op die fysische processen. En van de interne variabiliteit in die processen. Niet al die factoren zijn voorspelbaar op basis van de fysica in de modellen. Klimaatmodellen voorspellen geen vulkaanuitbarstingen of wisselingen in zonneactiviteit en de toevallige schommelingen op korte termijn binnen het klimaatsysteem zijn ook niet voorspelbaar. Maar dat wil nog niet zeggen dat modellen de onderliggende fysica niet goed simuleren. En dat laatste bepaalt hoe bruikbaar een klimaatmodel voor bepaalde toepassingen en projecties is.

Waar pseudosceptici al jaren zijn blijven hangen in hun opwinding over het feit dat klimaatmodellen niet kunnen voorspellen wat op basis van de gesimuleerde fysica niet voorspelbaar is, pakt de wetenschap het anders aan. Wetenschappers zoomen in op de processen in en de eigenschappen van het klimaatsysteem die de modellen werkelijk simuleren. Ze zoeken naar verschillen tussen de simulaties en waarnemingen en naar verschillen tussen simulaties onderling. Dat doen ze niet om een makkelijk goed/fout-oordeel uit te kunnen spreken over modellen. Of over waarnemingen. Wetenschappers zoeken zo naar kennis en begrip. Als een wetenschapper begrijpt waarom een model afwijkt van de observaties, begrijpt hij iets meer van het systeem. En daarmee kan het model verbeterd worden. Dit geldt overigens niet alleen voor complexe klimaatsimulaties, maar voor elk wetenschappelijk model. En dus voor elke wetenschappelijke theorie, verklaring, of formule. Lees verder

Klimaatdebat bij RTL Z: wetenschappelijk gefundeerd realisme en gecherrypickte meningen

Roderick Veelo van RTL Z heeft onlangs twee mensen geïnterviewd over het klimaat, klimaatwetenschapper Bart Strengers (Planbureau voor de Leefomgeving) en wetenschapsjournalist Marcel Crok. Twee mensen met een nogal verschillende kijk op de oorzaken en gevolgen van de huidige klimaatverandering. Zucht, altijd maar weer die 1 op 1 opstelling. Dat dit geen recht doet aan de verhouding binnen de klimaatwetenschap zal eenieder inmiddels wel duidelijk zijn. De eerste twee interviews bestonden uit gesprekken met Bart Strengers en Marcel Crok afzonderlijk, deze hebben we hier eerder besproken in: Klimaatgesprekken bij RTL Z.
Het derde interview was een tweegesprek tussen de twee heren:

Moet een wetenschapper een discussie als deze nu wel of niet aangaan? De meningen zijn daarover verdeeld. Sommigen beginnen er niet aan, onder meer vanwege het risico op een “false balance”. De indruk kan ontstaan dat er twee gelijkwaardige wetenschappelijke opvattingen tegenover elkaar staan en dat de waarheid wel ergens in het midden zal liggen. De realiteit is dat Bart Strengers het volledige beeld van de wetenschap meeneemt in zijn argumentatie, terwijl Marcel Crok heel selectief elementjes uit de wetenschap plukt en daar soms nog een onwetenschappelijke draai aan geeft om bij het gewenste antwoord uit te komen. Aan de andere kant kunnen wetenschappers zo’n onzorgvuldige of zelfs onjuiste weergave van hun vakgebied natuurlijk niet onweersproken laten. En dat is een goede reden om het debat juist wel aan te gaan. We hebben Bart Strengers gevraagd naar zijn reden om deze keer mee te doen aan de discussie. Dit was zijn antwoord:
Lees verder

Een update van het laatste IPCC-rapport door de Royal Society

Historische CO2-concentratie bepaald uit de ijsboorkern van Law Dome, Oost-Antarctica en metingen op Mauna Lao, Hawaï

Een goed idee van de Royal Society: in de hiaat die er tussen het vijfde en het zesde (pdf) IPCC-rapport zit hebben ze een overzicht uitgebracht van de actuele ontwikkelingen in de klimaatwetenschap. Het is een prettig leesbaar rapport geworden. Na de inleiding volgen 13 beknopte hoofdstukken die steeds dezelfde opbouw hebben. Het vertrekpunt is steeds een concrete bevinding uit het laatste IPCC-rapport. Daarna volgt een korte beschrijving van de achtergronden van en de recente wetenschappelijke ontwikkelingen op dat onderwerp. Aan het eind van elk hoofdstuk geeft men steeds aan welke invloed de nieuwste wetenschap zou kunnen hebben op de betreffende IPCC-passage. Een apart document geeft per hoofdstuk een uitgebreide lijst referenties.

Het rapport geeft een goed beeld van de actuele stand van de klimaatwetenschap en van de thema’s waar klimaatonderzoekers zich tegenwoordig mee bezighouden; het document met referenties geeft dan ook nog eens een mooie lijst van recente wetenschappelijke publicaties op die thema’s. Wie daarin is geïnteresseerd zou vooral het rapport zelf moeten bekijken. Want in een blogpost is er niet veel aan toe te voegen. Ik beperk me daarom hier tot een puntsgewijze opsomming van de bevindingen en een aantal interessante afbeeldingen. Maar eerst een citaat uit de inleiding. Zo’n puntige formulering van waar het allemaal om gaat kom je niet vaak tegen:

Human emissions of carbon dioxide and other greenhouse gases have changed the composition of the atmosphere over the last two centuries. This is expected to take Earth’s climate out of the relatively stable range that has characterised the last few thousand years, during which human society has emerged. Measurements of ice cores and sea-floor sediments show that the current concentration of carbon dioxide, at just over 400 parts per million, has not been experienced for at least three million years. This causes more of the heat from the Sun to be retained on Earth, warming the atmosphere and ocean. The global average of atmospheric temperature has so far risen by about 1˚C compared to the late 19th century, with further increases expected dependent on the trajectory of carbon dioxide emissions in the next few decades.

Lees verder

Wat is principale componenten analyse (PCA)?

Gastblog van Dr Peter Roessingh (Universiteit van Amsterdam)

Een PCA (principale componenten analyse) is een methode om de variatie in een dataset handig samen te vatten en samenhang tussen de gegevens zichtbaar te maken. PCA is een vorm van factoranalyse. In wetenschappelijke stukken worden PCA’s zelden uitgelegd, en op het internet is de meeste uitleg op het eerste gezicht een brei van afkortingen en ondoorgrondelijke matrixalgebra. Daarom hierbij een poging om PCA op een voor leken begrijpelijke manier uit te leggen.

Stel je voor dat je (net de als de auteurs van het ijsbeer artikel) van een groep van 200 objecten 7 zeven eigenschappen hebt gemeten en die hebt gecodeerd. Voor ieder object heb je nu een rijtje van 7 getallen. In meer technische termen kan je zeggen dat je zeven variabelen hebt die de objecten beschrijven.

Je kan deze dataset weergeven in een tabel met 200 regels (voor de 200 objecten) en 7 kolommen waarin de scores voor de 7 eigenschappen staan. Zo’n blok met 1400 getallen is natuurlijk niet heel leesbaar, en dat maakt het lastig om in de tabel verbanden tussen objecten in te ontdekken.

Een plaatje zegt meer dan 1000 (of 1400) woorden, dus proberen we een grafiek van de gegevens te maken.

Om een idee te krijgen eerst maar een weergave waarin we twee van de eigenschappen tegen elkaar uitzetten in een zogenaamde “scatterplot” of “x-y plot”: de eerste score op de x-as, de tweede score op de y-as. Dit maakt de variatie en samenhang van beide variabelen zichtbaar (figuur A). De figuren zijn alleen ter illustratie; de weergegeven punten zijn geen daadwerkelijk geobserveerde data.

Lees verder

Er was eens een ijsbeer – wetenschap versus de blogosfeer

Blogs waarop antropogene klimaatverandering en de mogelijke gevolgen daarvan worden gebagatelliseerd zijn ver verwijderd van de wetenschappelijke literatuur. Dat is de conclusie van een nieuw artikel in Bioscience waarin diverse blogs worden vergeleken met de wetenschappelijke literatuur op het gebied van het slinkende Arctische zee-ijs en het lot van ijsberen.

Hoewel er binnen de wetenschap brede overeenstemming bestaat over de oorzaken van klimaatverandering, is er bij een groot deel van het algemene publiek nog altijd veel twijfel hierover. Dit wordt ook wel de ‘consensus gap’ (consensus kloof) genoemd. Blogs en andere social media vormen een belangrijke schakel in de verspreiding van misinformatie, waarmee twijfel aan en wantrouwen in de wetenschap wordt gevoed.

Jeff Harvey, een Canadese ecoloog werkzaam bij het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW) en de Vrije Universiteit (VU), wilde in kaart brengen hoe blogs zich verhouden tot de wetenschappelijke literatuur. De focus lag daarbij op conclusies over Arctisch zee-ijs en ijsberen. De resultaten zijn gepubliceerd in het artikel “Internet Blogs, Polar Bears, and Climate-Change Denial by Proxy” in het tijdschrift Bioscience. Disclaimer: ik ben co-auteur van het artikel.

Wat blijkt? Er is een duidelijke tweedeling te zien in blogs, waarbij sommige in grote lijnen overeenkomen met het gros van de wetenschappelijke literatuur (respectievelijk de blauwe ruiten en groene driehoeken in onderstaande figuur), en andere een diametraal tegenovergestelde visie etaleren (de gele vierkanten). De laatste groep beroept zich vaak op dezelfde bron: Susan Crockford.

90 blogs en 92 wetenschappelijke artikelen zijn geclassificeerd aan de hand van zes beweringen over zee-ijs en ijsberen, en het al dan niet citeren van Crockford. De grafiek geeft een Principale Componenten Analyse (PCA) van de resultaten. PCA is een techniek om door het draaien van de datapunten in de ruimte een zodanig gezichtspunt te kiezen dat de maximale variatie in de positie van de data zichtbaar wordt. De score op PC1 laat een tweedeling zien tussen aan de ene kant de positie dat zee-ijs afneemt en ijsberen hierdoor bedreigd worden (de meeste wetenschappelijke artikelen en wetenschappelijk georiënteerde blogs), en aan de andere kant de positie dat zee-ijs niet afneemt of dat het natuurlijke variatie betreft, en dat ijsberen hierdoor niet worden bedreigd (pseudo-skeptische blogs).

Lees verder

De Global Warming Index: een actuele indicator van de antropogene opwarming

Klimaatonderzoekers van de universiteiten van Oxford en Leeds hebben een Global Warming Index ontwikkeld. De indruk zou kunnen ontstaan dat die index niet meer is dan een gimmick en die indruk zou versterkt kunnen worden door het tellertje dat meeloopt op de website, dat suggereert de opwarming per seconde en tot op 9 cijfers achter de komma nauwkeurig weer te geven. Geen idee waar dat nou goed voor is. Vooral ook omdat die Global Warming Index wel degelijk meer is dan alleen maar een gimmick.

Het artikel van Karsten Haustein et al. in Scientific Reports (details, een interessante discussie en een spreadsheet met alle data zijn te vinden in een gastblog van Haustein bij And Then There’s Physics) maakt duidelijk wat de bedoeling is. Voor beleid en (internationale) afspraken is het belangrijk dat er duidelijke doelen worden gesteld. Zonder die duidelijkheid ligt altijd vrijblijvendheid op de loer. Klimaatdoelstellingen worden geformuleerd als een maximale opwarming die nog acceptabel wordt geacht. Zo werd in Parijs in 2015 de volgende doelstelling vastgesteld:

Holding the increase in the global average temperature to well below 2 °C above pre-industrial levels and pursuing efforts to limit the temperature increase to 1.5 °C above pre-industrial levels.

Lees verder

Klimaatgesprekken bij RTL Z

Na zijn twee columns waar wel wat op aan te merken viel heeft RTL Z journalist Roderick Veelo de afgelopen tijd twee mensen geïnterviewd over het klimaat: Marcel Crok en Bart Strengers. Laten we zeggen dat hij daarmee hoor en wederhoor heeft gepleegd, al was het natuurlijk evenwichtiger geweest als Veelo tegenover het activisme[*] van Crok het verhaal van een milieu- of klimaatactivist had geplaatst. De wetenschapper Bart Strengers had dan in een derde interview beide visies kunnen becommentariëren.

Het interview met Bart Sprengers spreekt voor zich. Het is van begin tot eind doordrongen van wetenschappelijke nuance.

Op het interview met Marcel Crok is, het zal onze vaste lezers niet verbazen, wel het een en ander aan te merken. Zoveel zelfs dat dit een behoorlijk lang stuk is geworden.

ONZEKERHEID

Onzekerheid is geen onwetendheid en wetenschappelijke onzekerheid heeft twee kanten

Als er een grote lijn in het interview met Marcel Crok zit, dan is het de moeizame relatie die hij heeft met verschillende vormen van onzekerheid: onzekerheid over toekomstige ontwikkelingen en wetenschappelijke onzekerheid. Terwijl onzekerheid over de toekomst onlosmakelijk is verbonden met het leven en wetenschappelijke onzekerheid integraal onderdeel is van wetenschappelijke onderzoeken, inzichten en resultaten. Hoeveel kennis er ook is over een onderwerp, die kennis heeft altijd zijn grenzen. En in de wetenschap is het belangrijk om die grenzen te markeren. Dat doet de wetenschap dan ook.

Crok gaat uiterst flexibel om met wetenschappelijke onzekerheid. Naar gelang het hem het beste uitkomt wordt die uitvergroot tot totale onwetendheid of juist volledig genegeerd. Of hij concentreert zich op het stukje onzekerheidsinterval dat hem het meeste bevalt. En voor de toekomst lijkt hij alles in te willen zetten op één scenario: dat het allemaal wel meevalt. Over het algemeen wordt het verstandiger gevonden om in het beleid zo veel mogelijk rekening te houden met alle denkbare scenario’s. Rationeel afwegen van risico’s is echt iets anders dan maar gokken op een goede afloop. Lees verder

Ja, de mens is verantwoordelijk voor de opwarming van de aarde

Eerder verschenen op RTLZ, in antwoord Roderick Veelo en Marijn Poels:

We horen het vaak: de meeste klimaatwetenschappers zijn het erover eens dat de aarde opwarmt door toedoen van de mens. Dit is keer op keer aangetoond op basis van literatuuranalyses en enquêtes, en de mate van consensus ligt steevast tussen de 90% en de 100%. Maar hoe weten we nu of die wetenschappers het wel bij het juiste eind hebben?

Een aantal conclusies van de klimaatwetenschap is zo goed als zeker. Zo is al in de 19de eeuw aangetoond dat gassen zoals CO2 infraroodstraling absorberen, en daardoor het warmteverlies van de aarde temperen. Dit is inmiddels middelbare school natuurkunde. Ook weten we dat de toename van de CO2-concentratie in de atmosfeer komt door het verbranden van fossiele brandstoffen. De koolstof in de CO2 heeft namelijk een fossiele vingerafdruk, die ondubbelzinnig de afkomst verraadt. Meer CO2 betekent dus een dikkere deken van CO2 om de aarde heen, die daardoor wel moet opwarmen.

Maar het klimaat is toch altijd al veranderd, lang voordat de mens op het toneel verscheen? Jazeker. En de studie daarvan, paleoklimatologie, laat zien dat CO2 vaak een sleutelrol vervulde bij die klimaatveranderingen in het verre verleden. Modellen, gebaseerd op natuurkundige kennis van het klimaatsysteem, kunnen de recente opwarming goed verklaren, maar alleen als daarbij ook de menselijke invloeden zoals emissies van broeikasgassen en aerosolen (fijn stof) worden meegenomen.

Oftewel, meerdere bewijslijnen bevestigen de conclusie dat menselijk handelen de belangrijkste oorzaak is van de huidige opwarming. Zou het kunnen dat al die wetenschappers het faliekant mis hebben? Dat kun je natuurlijk nooit uitsluiten, maar voor een dergelijke boude stelling heb je dan wel heel sterke bewijzen nodig (‘extraordinary claims require extraordinary evidence’). En dat ontbreekt steevast aan dit soort claims.

Zo heeft Roderick Veelo het in zijn opiniestuk van 19 oktober over een “opgelegde eensgezindheid zonder tegenspraak”. Ik denk dat de heer Veelo nooit een wetenschappelijke conferentie heeft bijgewoond, want ik kan hem vertellen dat wetenschappers niets liever doen dan elkaar tegenspreken en corrigeren. Eensgezindheid  is vaak ver te zoeken. Geen wonder, want wetenschappelijke roem krijg je niet door je collega’s braaf na te praten; je moet met nieuwe inzichten komen! Over de grote lijn echter, zoals hierboven kort beschreven, zijn vrijwel alle klimaatwetenschappers het wel eens. Net zoals de meeste theoretisch fysici het eens zijn over Einstein’s theorieën. Dat ze om de haverklap een e-mail krijgen van iemand die meent het ultieme bewijs te hebben dat Einstein er helemaal naast zat zal hooguit tot een lach of wat irritatie leiden, maar zal hun inzichten meestal niet beïnvloeden. Lees verder

Waarom al die aandacht voor CO2 in het regeerakkoord?

Dinsdag 10 oktober is het nieuwe regeerakkoord gepubliceerd. Er is veel aandacht voor het klimaat en het tegengaan van klimaatverandering in dit akkoord onder het motto: “We pakken de uitdaging van de klimaatverandering aan. Nederland wordt duurzaam.”. De komende regering wil maatregelen nemen om Nederland voor te bereiden op het terugdringen van onze broeikasgasemissies met 49% in 2030 t.o.v. de uitstoot in 1990. Gezien de historie van deze emissies over de laatste 26 jaar mag je dat toch ambitieus noemen. In 2016 lag de totale uitstoot van broeikasgassen circa 12% lager dan in 1990, maar de uitstoot van CO2 was met 2,6% toegenomen.

Juist aan de Nederlandse CO2-emissies wil men blijkbaar wat gaan doen want in het regeerakkoord komt het woord CO2 (of koolstofdioxide) erg vaak voor, 21 keer als ik me niet verteld heb. Vanwaar al die aandacht voor dat gas CO2 en klimaatverandering? Heel veel mensen weten dat waarschijnlijk al, maar voor de minder ingevoerde lezers van ons blog geven we nog een kleine samenvatting.

Meer CO2 in de atmosfeer zorgt voor opwarming.

Ieder voorwerp dat een temperatuur heeft straalt ook energie uit. De aarde wordt verwarmd door de zon en zal daarom eveneens energie uitstralen, dit gebeurt in de vorm van infrarood licht. De broeikasgassen in de atmosfeer absorberen een deel van dat infrarode licht. Deze absorptie zorgt ervoor dat de aarde iets warmer moet zijn om evenveel energie uit te stralen naar het heelal als het van de zon ontvangt. Als de ontvangen en uitgezonden energie niet gelijk aan elkaar zijn, koelt de aarde af of warmt hij op totdat de balans weer in evenwicht is. Dit komt in feite neer op de wet van behoud van energie. Door dit zogenoemde broeikaseffect is het aan het oppervlak van de aarde warmer dan het zonder de aanwezigheid van broeikasgassen zou zijn: dan was het gemiddeld circa -18 °C op aarde, 33 graden kouder dan nu het geval is.
Lees verder