Tagarchief: trend

Lange termijn persistentie en interne variabiliteit in het klimaatsysteem

Geplaatst op 30 april 2013door | 3 reacties

Na een lange stilte is nu een nieuwe discussie van start gegaan op ClimateDialogue.org. Het onderwerp is lange termijn persistentie in de mondiale temperatuurdata en de eventuele implicaties daarvan voor de sterkte van interne variabiliteit en voor trend significantie. Deze discussie is gerelateerd aan de vraag of de opwarming een ‘random walk’ zou kunnen zijn, een vraag die onderwerp van vurig debat was op mijn Engelstalige blog een paar jaar geleden (zie ook deze 1 april post daarover).

De genodigde experts op ClimateDialogue zijn Rasmus Benestad (bekend van o.a. RealClimate), Demetris Koutsoyiannis en Armin Bunde. Zeker de openingsblog van Rasmus is zeer verhelderend en lezenswaardig. Hieronder volgt een korte introductie op de discussie. Een uitgebreidere (Engelstalige) versie staat op OurChangingClimate en natuurlijk op ClimateDialogue (met kleine verschillen).

Het klimaat kan door verschillende oorzaken veranderen:

–       Natuurlijke interne variabiliteit (bijv. als gevolg van oceaanschommelingen)

–       Natuurlijke klimaatforcering  (bijv. veranderingen in de zon of vulkanisme)

–       Anthropogene klimaatforcering (bijv. veranderingen in broeikasgassen of aerosolen)

Het IPCC AR4 rapport zei hierover: “it is extremely unlikely (<5%) that recent global warming is due to internal variability alone, and very unlikely (< 10 %) that it is due to known natural causes alone.” Deze conclusie is gebaseerd op een veelheid aan detectie en attributie studies en verschillende “vingerafdrukken” waarin niet alleen observaties maar ook fysische inzichten in het klimaatsysteem zijn meegenomen.

Lange termijn persistentie (LTP) is een eigenschap van een tijdsreeks die een lang geheugen heeft. De aanwezigheid ervan doet de statistische significantie van een trend sterk afnemen. Het kan om die reden relevant zijn voor de detectie van significante opwarming. Vaak wordt de aanwezigheid van LTP gelijkgesteld met interne variabiliteit, maar dat is volgens anderen onterecht, aangezien een deterministische trend ook LTP veroorzaakt (zo vertoont klimaatmodel output ook LTP). Bovendien is voor het kwantificeren van interne variabiliteit een fysische onderbouwing onontbeerlijk.

3 reacties

Geplaatst in ClimateDialogue, Mondiale temperatuur

Getagged , , , , , , , ,

Herhalen van klimaatsceptische argumenten maakt ze nog niet waar

Geplaatst op 9 februari 2012door | 21 reacties

De discussie naar aanleiding van de column van Thierry Baudet in NRC duurt nog voort. Op 4 februari stond er een drietal reacties in het NRC waarin Baudet werd ondersteund (pdf hier ), door Salomon Kroonenberg, Marco Visscher, en Harry Priem.

Onderstaande brief van een viertal Nederlandse klimaatwetenschappers is een reactie daarop (pdf):

Herhalen van klimaatsceptische argumenten maakt ze nog niet waar

Nadat Thierry Baudet, Jan Terlouw, Wouter van Dieren en diverse briefschrijvers hun mening gegeven hebben, willen wij toch graag vanuit de klimaatwetenschap iets zeggen over sceptische argumenten in de discussie over klimaatverandering.

Salomon Kroonenberg, Marco Visscher en Harry Priem ondersteunen in het NRC van 4 februari de klimaatsceptische geluiden van Thierry Baudet in zijn eerdere column.

Salomon Kroonenberg weet vier achterhaalde uitspraken over klimaatverandering in een enkele zin te formuleren. Het lijkt alsof hij niet wil accepteren dat de huidige wetenschappelijke inzichten anders liggen. Gletsjers wereldwijd nemen sterk in omvang af, Groenland en Antarctica verliezen nu gezamenlijk circa 360 kubieke kilometer ijs per jaar, de temperatuur is nu gemiddeld gezien waarschijnlijk hoger dan in de middeleeuwen en de Romeinse tijd, en de zeespiegel stijgt sinds 1990 aantoonbaar sneller dan tussen 1900 tot 1980 het geval was.

Marco Visscher meent dat Baudet tegengas geeft in een “hysterisch debat over klimaatverandering”. Nee, Baudet somt gewoon een aantal onjuistheden op die klimaatsceptici vaak herhalen, ook al heeft de wetenschap al lang hun tegendeel aangetoond. Alarmisme of hysterie zijn hier niet aan de orde, de vraag is alleen of hetgeen de drie briefschrijvers en eerder Baudet beweren juist is of niet. Het spijt ons: oude, achterhaalde sceptische uitspraken opnieuw opschrijven maakt ze niet alsnog waar. 

Ook de kritiekpunten van Harry Priem zijn niet gebaseerd op moderne wetenschappelijke inzichten. IJskernen verzameld op Groenland en Antarctica geven een nauwgezette reconstructie van het verloop van temperatuur, kooldioxide en methaan over de laatste 800 duizend jaar, en laten verbanden zien die Priem negeert. Recent onderzoek laat zien dat veranderingen in de straling van de zon geen afdoende verklaring geven voor de temperatuurveranderingen in de afgelopen 100 jaar.

Tenslotte verliezen de brievenschrijvers uit het oog dat onder de natuurlijke variaties in de globaal gemiddelde temperatuur, (die door vele factoren wordt beïnvloed) een lange termijn trend zichtbaar is. Deze trend is stijgende, en wordt momenteel hoofdzakelijk door broeikasgassen beïnvloed.  Natuurlijke factoren zoals de invloed van de zon zullen altijd een rol spelen bij klimaat veranderingen, maar die worden thans overschaduwd door de menselijke uitstoot van broeikasgassen. Dit wordt onderschreven door de belangrijkste wetenschapsacademies en de beroepsverenigingen van wetenschapsgebieden die voor klimaatonderzoek relevant zijn, waaronder die van geofysici en geologen.

Ernst Schrama, Technische Universiteit Delft

Roderik van de Wal, Universiteit Utrecht

Jan Wuite, Universiteit Luxemburg

Rik Leemans, Wageningen Universiteit

Kritische opmerkingen van bijvoorbeeld Jos de Laat en Marcel Crok op een vorige (niet geplaatste) brief zijn hierin impliciet meegenomen: Het onderscheid tussen korte termijn variatie (waarvan de trend inderdaad kleiner is) en lange termijn onderliggende trend (die ‘gewoon’ doorgaat) is nu duidelijker gemaakt. Marcel gaf terecht aan dat het woord “onbetwist” over een vergelijking tussen huidige en middeleeuwse temperatuur te sterk was. Het is niet onbetwist warmer nu; dat is slechts (hoogst-)waarschijnlijk het geval.

Op andere punten snijdt de kritiek van Marcel beduidend minder hout: De lange termijn opwarmende trend is ongeveer 0.17 graad per decennium. Over korte tijdschalen (minder dan ~15 jaar) kunnen natuurlijke variaties van bijvoorbeeld El Niňo, La Niňa en de zonnecyclus domineren over deze lange termijn opwarmende trend. Zo heeft ‘Wipneus’ op basis van regressie analyse het temperatuurseffect berekend van verschillende factoren voor het tijdvak 2002 t/m 2011, op basis van de RSS satellietreconstructie:

Zon: -0.12 °C

Vulkanische aerosolen: 0.014 °C

Multivariate El Nino Index: -0.22 °C

Oftewel, zonder menselijke opwarming zou het waarschijnlijk (sterk) zijn afgekoeld in de afgelopen 10 jaar. Maar hoewel dergelijke natuurlijke variaties over korte tijdschalen domineren, vertonen ze geen lange termijn trend.

Marcel stelt de (op zich valide) vraag: “Zou een deel van de opwarming sinds 1970 niet ook het gevolg kunnen zijn van natuurlijke schommelingen en zo ja welk deel?” Maar zijn impliciete antwoord (“ja” en “een groot deel”) volgt niet uit bovenstaande overwegingen. Sterker nog: De afwezigheid van een trend in natuurlijke factoren geeft aan dat ze niet verantwoordelijk kunnen zijn voor de opwarming sinds 1970. En het klimaat warmt ook niet zomaar vanzelf op, zonder oorzaak. Dat zou ingaan tegen de wet van behoud van energie: Een vanzelf opwarmende aarde zou meer energie uitstralen dan binnenkrijgen. De negatieve energie balans zou dan voor afkoeling zorgen. Er is echter een positieve energie balans.

Daar komt nog bij dat de dominante rol van broeikasgassen in de opwarming blijkt uit een aantal specifieke observaties:

–         Het versterkte broeikaseffect (het door de aarde vasthouden van meer infrarode straling) is gemeten vanaf de grond en vanaf satellieten

–         Stratosfeer is afgekoeld, terwijl troposfeer is opgewarmd

–         Nachten zijn meer opgewarmd dan dagen

Dit zijn specifieke “vingerafdrukken” van een versterkt broeikaseffect. Als de zon verantwoordelijk zou zijn voor de opwarming, zouden de laatste twee observaties precies andersom moeten zijn geweest.

21 reacties

Geplaatst in Marcel Crok, Marco Visscher, Salomon Kroonenberg, Thierry Baudet

Getagged , , , , , , , , ,

Korte termijn trend heeft geen voorspellende waarde voor lange termijn trend

Geplaatst op 1 februari 2012door | 167 reacties

Op Ejo Schrama’s “twitterblog” heeft Jos de Laat van KNMI een reactie op ons stuk gegeven.

Hij viel over de volgende passage uit ons stuk:

De opwarming is, in tegenstelling tot wat Baudet beweert, geenszins gestagneerd in de afgelopen 10 jaar. Er zijn natuurlijke variaties, vooral door oceaanbewegingen, maar de onderliggende trend van opwarming, ongeveer 0,18 graden per 10 jaar, is onmiskenbaar.

Dit is volgens hem onjuist. Hij schrijft:

Kortom, het lijkt toch wel algemeen geaccepteerd dat het de laatste 8-15 jaar – afhankelijk van wie je leest – niet warmer is geworden en misschien zelfs wel wat is afgekoeld.

Volgens mij hebben we allebei gelijk. Omdat we het allebei over iets anders hebben.

Wij hebben het over de onderliggende (lange termijn) trend vd opwarming. Jos hebt het (als ik het goed heb begrepen) over de (korte termijn)temperatuurmetingen sec. Dat maakt een groot verschil:

De onderliggende opwarmende trend kan gewoon doorgaan, terwijl door natuurlijke variaties en andere factoren (zoals Jos die terecht noemt) die trend tijdelijk gemaskeerd kan worden. Wij wilden de nadruk leggen op het feit dat er geen aanwijzingen zijn dat de onderliggende trend ook daadwerkelijk is verminderd; integendeel (zie bijv Foster en Rahmstorf; Hansen et al; MetOffice), terwijl Jos de nadruk legt op het feit dat de temperatuurmetingen sec een afvlakking laten zien. Voor de realiteit en betekenis van anthropogene opwarming vind ik het echter een stuk relevanter om de onderliggende, lange termijn trend te beschouwen dan de kortstondige variaties die daarop gesuperponeerd zijn.

Over korte termijn variatie vs lange termijn trend schreef ik eerder (op basis van Foster en Rahmstorf):

Van maand tot maand, en zelfs van jaar tot jaar, vertoont de globaal gemiddelde temperatuur veel variatie. Dat zorgt ervoor dat over tijdsschalen korter dan ruwweg 10-15 jaar de onderliggende trend niet goed zichtbaar is.

Voor klimaatverandering (lange termijn verandering in de gemiddelde weerssituatie) is het van belang om onderscheid te maken tussen de korte termijn variatie en de lange termijn trend.

Wellicht stond in de opmerking waar Jos over viel niet duidelijk genoeg vermeld dat we hier op doelden. Ook heeft hij natuurlijk gelijk dat de werkelijkheid gecompliceerder en genuanceerder is dan wij in zo’n krantenartikel kwijt konden, bijvoorbeeld dat er meerdere factoren een rol kunnen spelen bij de huidige hiatus (al komen bijv Foster en Rahmstorf en naar ik meen ook Hansen tot de concludie dat op deze tijdsschaal ENSO dominant is; deze studies vond ik overtuigender dan bijv die van Kaufmann, maar daarover lopen de meningen wellicht uiteen).

Jos citeert o.a. Gerald Meehl:

There have been decades, such as 2000–2009, when the observed globally averaged surface-temperature time series shows little increase or even a slightly negative trend1 (a hiatus period).

Meehl is tevens mede-ondertekenaar van een brief in de Wall Street Journal (in reactie op een tendentieus stukje aldaar).  Een relevante passage eruit:

Climate experts know that the long-term warming trend has not abated in the past decade. In fact, it was the warmest decade on record. Observations show unequivocally that our planet is getting hotter. And computer models have recently shown that during periods when there is a smaller increase of surface temperatures, warming is occurring elsewhere in the climate system, typically in the deep ocean. Such periods are a relatively common climate phenomenon, are consistent with our physical understanding of how the climate system works, and certainly do not invalidate our understanding of human-induced warming or the models used to simulate that warming.

Hetzelfde onderscheid is hier dus merkbaar: In dit stuk hebben ze het over de lange termijn onderliggende trend, terwijl in het citaat daaroven  Meehl het heeft over de korte termijn temperatuurmetingen, inclusief variatie en al. Two different beasts.

167 reacties

Geplaatst in Jos de Laat, Thierry Baudet

Getagged , , , , , ,