Ontkenning 2.0: De overslaande klimaatplaat van De Lange en Crok

LONGREAD - Op 31 oktober vond er een rondetafelgesprek plaats bij de Vaste Commissie van Economische Zaken en Klimaat. Daarbij waren enkele mensen – Kees de Lange, Marcel Crok en Fred Udo – aanwezig die de wetenschappelijke inzichten over klimaatverandering geheel of ten dele in twijfel trekken. Hierover hebben een aantal wetenschappers via een brief aan de leden van de Commissie hun zorgen geuit. Deze brief is integraal opgenomen in een vorig blogstuk:
Oproep van klimaatwetenschappers tbv hoorzitting VC-EZK “kosten en baten van de voorgenomen klimaatwet”: baseer beleidsdiscussie op wetenschappelijke inzichten

Voor het rondetafelgesprek zijn diverse zogenaamde position papers ingediend. De meeste gaan over klimaatbeleid, maar Kees de Lange gebruikt zijn inbreng echter om veel tenenkrommende onzin over klimaatwetenschap en haar bevindingen te bezigen. In dit soort politieke hoorzittingen dient beleid besproken te worden, het zijn geen fora waar dolle, niet-onderbouwde meningen over de wetenschap thuishoren. De stand van zaken in de klimaatwetenschap wordt keurig samengevat door het IPCC door vele wetenschappers en is gebaseerd op duizenden wetenschappelijke artikelen. Dat biedt een prima en onderbouwde ondergrond voor een discussie over klimaatbeleid.
Hieronder gaan we in detail in op de inhoud van het stuk van Kees de Lange en eindig ik met enkele opmerkingen over de inbreng van Marcel Crok.
Waarschuwing vooraf: Het is al met al een lang verhaal geworden en voor onze trouwe lezers zal veel ervan bekend voorkomen.

Position paper van Kees de Lange

Het eerste wat opvalt aan het stuk van Kees de Lange is dat er maar één referentie in staat en dat betreft een uitleg over zijn eigen persoon. Wetenschappelijke referenties ontbreken volledig. Het lijkt me toch dat De Lange in zijn wetenschappelijke carrière daar anders mee omging. Het kan natuurlijk zijn dat De Lange niet ingelezen is in de wetenschappelijke literatuur over klimaatverandering en gezien zijn teksten lijkt dat het geval te zijn. Hieronder gaan we in op enkele zaken waar hij de plank nogal misslaat.

Hoewel klimaatverandering van alle tijden is, zijn alarmerende berichten over het klimaat de laatste jaren aan de orde van de dag.

Klimaatverandering heeft inderdaad vaker plaats gevonden in het lange verleden van de aarde. Dat weten we dankzij de klimaatwetenschap, of meer specifiek, de paleoklimatologie. De Lange lijkt hier echter te willen suggereren dat de meer recente klimaatverandering niets bijzonders is, of niet door menselijk handelen wordt veroorzaakt. Nu, daar denkt de wetenschap toch echt heel anders over en geeft daar ook de nodige onderbouwing voor. Wereldwijde klimaatveranderingen gebeuren niet vanzelf, maar worden veroorzaakt door veranderingen in de stralingsbalans van de aarde. Dit keer beïnvloeden wij mensen met onze broeikasgasemissies deze stralingsbalans. In het recente IPCC-rapport wordt geconcludeerd dat de door mensen geïnduceerde opwarming na de industriële revolutie circa 1 °C bedraagt en dat deze gelijk is aan de waargenomen opwarming. Klimaatverandering is ook belangrijk nieuws omdat we gewend zijn te kunnen rekenen op het stabiele klimaat zoals we dat al duizenden jaren kennen. Veranderingen daarin vereisen (ongeacht de oorzaak) forse aanpassingen.

Het feit dat het klimaat heel vroeger ook sterk veranderde, voordat er mensen waren, is op zichzelf geen reden om de mens vrij te spreken. Net zomin als iemand wordt vrijgesproken van moord met als argument dat mensen meestal een natuurlijke dood sterven. De huidige opwarming staat juist vol met menselijke vingerafdrukken.

• “Met behulp van dergelijke temperatuurmetingen probeert men het verloop met de tijd van de gemiddelde temperatuur op aarde te bepalen. Simpel genoeg, zou je zeggen. Helaas, dat valt tegen. Om te beginnen is er de vraag in hoeverre metingen representatief zijn. Het aantal meetstations is beperkt en is niet gelijkmatig over het aardoppervlak verdeeld.”

Het samenstellen van een mondiale temperatuur dataset is inderdaad niet simpel. Gelukkig begrijpen de wetenschappers die zich daarmee bezighouden, anders dan De Lange schijnt te denken, dat ook. En ja, er is geen meetstation op elke vierkante meter van het aardoppervlak, iets dat De Lange probeert duidelijk te maken met een Wikipediaplaatje. Toch kan men op basis van alle beschikbare metingen wel degelijk het verloop van de mondiale temperatuur bepalen. Er zijn verschillende onderzoeksgroepen die zich daar al lange tijd mee bezig houden en de resultaten komen heel goed overeen. Er is een onderzoeksgroep die al dit werk geheel onafhankelijk opnieuw heeft uitgevoerd: Berkeley Earth. De initiator van dit project was fysicus Richard Muller, die zich vooraf zeer sceptisch over de andere datasets had uitgelaten en wel eens wilde weten of hun bevindingen correct waren. Het resultaat van Berkeley Earth onderschreef de resultaten van andere datasets en Muller noemde zich daarna “a converted sceptic”.

De onrust wordt nog versterkt door het feit dat die ‘correcties’, bij voorkeur ‘harmonisering’ genoemd, soms pas na 100 jaar uitgevoerd worden, niet door de mensen die de metingen gedaan hebben maar door anderen, en dat ‘harmonisering’ altijd tot hogere (en door de corrector wenselijk geachte) temperaturen leiden.

De ruwe temperatuurmetingen waren in eerste instantie niet opgezet met het oogmerk om er een consistente reeks van het wereldgemiddelde temperatuursverloop van te maken. Er moet dus inderdaad “gecorrigeerd” worden om er een homogene temperatuurreeks van te maken. Dit betreft rekening houden met het verplaatsen van meethutten, veranderingen in het tijdstip van meten of de overgang naar een ander type meethut. Het is nogal zot om te stellen dat deze correcties uitgevoerd hadden moeten worden door de mensen die de metingen hebben gedaan. Dit betreft namelijk verschillende wijzigingen in de omstandigheden over een periode van wel honderd jaar. Wat De Lange hier “harmonisering” noemt, wordt in de wereld van de experts op dit terrein homogeniseringgenoemd. Wellicht heeft De Lange het gemist, maar dat is een goed beschreven wetenschappelijke methode, bijv: Menne et al. 2010 of Morice et al. 2012.

De Lange spreekt zichzelf ook tegen. Enerzijds geeft hij aan dat er allerlei ‘vervuilingen’ in de meetdata zitten die correctie behoeven, maar als de wetenschap daar vervolgens methoden voor ontwikkelt en gebruikt, vindt hij dat weer verdacht. En in tegenstelling tot wat De Lange beweert, leidt homogenisatie van temperatuurdata juist tot een lagere langetermijntrend. Dit wordt gevisualiseerd door onderstaande afbeelding afkomstig uit Karl et al 2015.

Nu metingen van de temperatuur op het aardoppervlak zo veel problemen met zich mee brengen, rijst natuurlijk de vraag of het allemaal niet beter kan. Dat kan sinds 1979 inderdaad, en wel met behulp van satellietmetingen.

en

Ook verdwijnt de noodzaak voor allerlei dubieuze vormen van ‘harmonisering’.

Satellieten hebben inderdaad het voordeel van een betere dekking. Dat maakt de temperatuurdatasets verkregen via satellieten niet automatisch beter, die hebben namelijk zo hun eigen problemen. Dat is best begrijpelijk: het meten van de temperatuur vanaf honderden kilometers boven het aardoppervlak is veel gecompliceerder dan een meting met een thermometer. Satellieten kunnen hoogte verliezen of het tijdstip waarop ze boven een bepaald punt op het aardoppervlak zijn kan veranderen. Men moet er zorg voor dragen dat de data van de afkoelende stratosfeer (een specifiek kenmerk voor het versterkte broeikaseffect) en de opwarmende troposfeer goed van elkaar gescheiden blijven en er moet rekening gehouden worden met temperatuureffecten in het meetinstrument zelf. Dan moet men er tevens voor zorgen dat de data afkomstig van een satelliet die gedurende een bepaalde periode actief was, aansluit bij een andere satelliet die actief was gedurende een andere periode. Via ingewikkelde algoritmes (in feite modellen) wordt de geobserveerde straling omgerekend naar een temperatuur van een dikke luchtlaag. De satellieten hebben namelijk geen thermometer aan boord maar leiden de temperatuur af uit de intensiteit van straling van zuurstofmoleculen en dat doen ze voor dikke lagen van de atmosfeer.  De Lange beweert dat harmonisering bij satellieten niet nodig is, maar ook hier zijn dus vele correcties nodig die al regelmatig geleid hebben tot forse aanpassingen in de satellietdatasets, veel groter dan die in de oppervlaktetemperatuurdatasets.

De door De Lange getoonde grafiek is afkomstig van een groep van de The University of Alabama in Huntsville (UAH) en betreft de lagere troposfeer (TLT). Het zwaartepunt daarvan ligt op circa 2 kmhoogte en daar wonen bar weinig mensen. Een andere groep die temperatuurdatasets publiceert, op basis van dezelfde satellietmetingen als UAH gebruikt, is Remote Sensing Systems (RSS). Deze twee temperatuurdatasets verschillen meer van elkaar dan de oppervlaktetemperatuurdatasets. Dat uit zich in de opwarmingstrend, UAH geeft +0,13 °C/decennium en RSS +0,20 °C/decennium voor de periode vanaf 1979. De onzekerheid waarmee deze trends bepaald kunnen worden, is nogal groot en groter dan bij de oppervlaktetemperatuurdatasets. Onderstaande grafiek geeft een idee van deze onzekerheid door een visualisering van spreiding in de RSS-dataset en in de oppervlaktetemperatuurdataset HadCRUT4.

Satellietmetingen laten zien dat de gemiddelde aardtemperatuur sinds 1998 bijna niet gestegen, en in de afgelopen paar jaar zelfs stevig is gedaald.

De opmerking over de ‘stevige daling de afgelopen paar jaar’ is er een van het niveau: Gisteren was het warmer dan vandaag dus zitten we nu in een periode van afkoeling. Je vraagt je af of De Lange ooit van signaal-ruis verhouding heeft gehoord. Sinds 1998 geeft UAH een temperatuurstijging van +0,07 °C/decennium voor de lagere troposfeer en RSS van +0,15 °C/decennium. De onzekerheid waarmee deze trends vastgesteld kunnen worden op een dergelijke korte tijdspanne is erg groot. Dit wordt voornamelijk veroorzaakt door interne variabiliteit zoals El Niño/La Niña, de ruis maskeert het signaal. De oppervlaktetemperatuurdatasets laten duidelijk zien dat er geen sprake is van een trendbreuk in 1998, de opwarming aan het oppervlak gaat onverminderd door zoals onderstaande grafiek uit Rahmstorf et al. 2017 laat zien. Vanaf 1979 is de opwarmingstrend aan het oppervlak circa +0,17 °C/decennium.

Meestal bedoelt men een verandering van het ‘gemiddelde wereldklimaat’, die dan overal merkbaar zou moeten zijn, bijvoorbeeld in een zekere wereldwijde temperatuurstijging. Gelijktijdig treden er overal op aarde plaatselijke klimaatveranderingen op, die uitgedrukt in graden aanzienlijk groter zijn dan de gemiddelde verandering en daar ook niets mee te maken hebben. Als de gemiddelde temperatuur bijvoorbeeld 0,4 graden stijgt, kan dit niet een plaatselijke temperatuurstijging van 2 graden veroorzaken. Die moet een andere oorzaak hebben.

Waar De Lange even verderop de enorme complexiteit van het klimaat benadrukt, vergeet hij daar nu rekening mee te houden. Het is, op basis van elementaire natuurkunde, heel goed te begrijpen waarom er plaatselijke verschillen zijn. Land warmt sneller op dan oceanen. En gebieden waar ijs verdwijnt warmen extra snel op, door de albedo feedback. Zulke verschillen in snelheid van opwarming kunnen dan weer invloed hebben op (bijvoorbeeld) atmosferische stromingspatronen, die lokaal op hun beurt weer van invloed kunnen zijn op de temperatuur. De klimaatwetenschap houdt, anders dan De Lange verderop in zijn stuk suggereert, wel degelijk rekening met de complexiteit van het klimaatsysteem.

Oorzaak-gevolg zit ook anders in elkaar dan de Lange suggereert. Alle plaatselijke veranderingen in temperatuur tezamen komen neer op een bepaald gemiddelde voor het aardoppervlak als geheel. De mondiaal gemiddelde temperatuur kan alleen maar stijgen als de totale energie-inhoud van het klimaatsysteem toeneemt, of als de extra warmte ergens anders vandaan komt. Dat laatste is echter niet het geval, want waar de wetenschappers ook kijken, ter land, ter zee, in de lucht of op het ijs: de energie-inhoud neemt overal toe.

Ten eerste kan men twijfelen aan de relevantie van een dergelijk gemiddelde voor de klimatologische toestand van een hele planeet.

Dat is wel degelijk relevant. De verandering van de oppervlaktetemperatuur op langere termijn (dus niet de laatste paar jaar) wordt veroorzaakt door de verandering in de stralingsbalans van de aarde. Meer energie vasthouden geeft opwarming en minder energie vasthouden geeft afkoeling, de eerste wet van de thermodynamica. Door onze voortdurende broeikasgasemissies is er nu een onbalans die zorgt voor opwarming. Een graad Celsius mondiale opwarming lijkt niet veel, maar de temperatuursverandering van het einde van de laatste ijstijd naar het Holoceen bedroeg circa 4 graden Celsius.

Alarmisten poneren dat alle kwaad van CO2 komt, dat de mens bijdraagt aan CO2 in de atmosfeer, en dat DUS gesproken moet worden van Anthropogenic Global Warming (AGW). Kortom, alle narigheid is het gevolg van het kwalijke handelen van de mens. Dat geloof is wijd verbreid. Onder natuurwetenschappers als fysici en geologen is de AGW hypothese echter zeer omstreden.

Fijn deze mening van De Lange over zogenaamde ‘alarmisten’, zoals hij klimaatwetenschappers laatdunkend noemt, daar heeft men wat aan bij discussies over klimaatbeleid. Dat veranderingen in de broeikasgasconcentraties (zoals die van CO₂) een invloed uitoefenen op de mondiale temperatuur is al heel lang bekend, gebaseerd op fysica van de 19^e eeuw. Daar wij mensen nu verantwoordelijk zijn voor de toename van de CO₂-concentratie in de atmosfeer (dat weten we vrijwel zeker op basis van de chemische vingerafdruk, de isotopenverhouding), beïnvloeden wij dus de mondiale temperatuur. Zoals al geschreven wijst onderzoek uit dat de menselijke bijdrage aan opwarming na de industriële revolutie gelijk is aan de waargenomen opwarming: circa 100% van de geobserveerde opwarming is dus veroorzaakt door de mens.

Een goede uitleg over de fundamenten van de absorptie van elektromagnetische straling (radiative transfer theory) is te vinden in Pierrehumbert 2011. Overigens wordt het bestaan van het broeikaseffect, dus van de invloed van CO₂ op de mondiale temperatuur, niet betwist door “sceptische” klimaatwetenschappers zoals Roy Spencer. Welke natuurwetenschappers De Lange hier bedoelt en welke (onderbouwde) argumenten deze mensen aanvoeren is onbekend, daar moet de lezer maar naar gissen. Onder wetenschappers die het klimaat bestuderen is de conclusie dat menselijk handelen de belangrijkste oorzaak is van de huidige opwarming overigens helemaal niet omstreden.

Lange termijnvoorspellingen van klimaatmodellen inherent onbetrouwbaar.

Modellen zijn natuurlijk niet perfect en wetenschappers zijn zich goed bewust van de plussen en minnen van modellen. Klimaatmodellen bieden een goede mogelijkheid om meer inzicht te verkrijgen over de toekomstige klimaatverandering. Uiteraard gaat men hierbij uit van scenario’s qua toekomstige broeikasgasemissies daar vooraf niet in te schatten is hoe de mensheid zich zal gedragen. Onderstaande video van CarbonBrief laat zien dat vroegere modellen over het algemeen een goed beeld van de toekomst hebben gegeven. Een diepgaande analyse van de resultaten van recente klimaatmodellen laat zien dat er geen enkele reden is om aan deze modellen te twijfelen. De mening van De Lange is nergens op gestoeld en analyses laten juist het tegendeel zien.

Als je je dan afvraagt welke gemeten parameters veranderd zijn, dan komt men op de broeikasgassen met CO2 als meest direct aan menselijke activiteit te relateren grootheid. Impliciet is de aanname dat andere parameters niet zijn veranderd.

Dit is aantoonbaar onjuist. In de klimaatwetenschap houdt men niet alleen rekening met veranderingen in de CO₂-concentratie maar tevens met veranderingen in de concentraties van onder meer aerosolen, luchtverontreiniging, zonneactiviteit, roetdepositie. Onderstaande grafiek uit het IPCC AR5-rapport (fig. 8.18) laat de invloeden van diverse factoren op de stralingsbalans van de aarde zien vanaf 1750. Allemaal factoren die meegenomen worden. Deze uitspraak van de Lange verraadt dat hij totaal niet op de hoogte is van de stand van de klimaatwetenschap.

Geologisch en astronomisch gezien is de periode van de Romeinse tijd tot nu erg kort. En in die korte periode hebben we een warme Romeinse tijd gehad, gevolgd door een afkoeling van ~ 1 °C, daarna een warme Middeleeuwse periode (Medieval Warm Period, MWP), vervolgens een ‘Kleine IJstijd’ (Little Ice Age, LIA) ….

De Lange illustreert dit gedeelte van zijn ‘betoog’ met een handgetekende schets van onduidelijke afkomst. Een pixel in zijn plaatje is al meteen iets van 1 miljoen jaar en in die laatste paar miljoen jaar heeft de wereld diverse ijstijden en interglacialen gekend, iets dat totaal onzichtbaar is in deze schets. Inmiddels zijn er veel betere gegevens over langere tijdschalen beschikbaar zoals de grafiek hieronder laat zien, waarin de d¹⁸O een proxy is voor de temperatuur op aarde (bron: Paleo-CO₂ project). Als klimaatschommelingen uit het verleden (waar CO₂ vaak een sleutelrol in vervulde) iets aantonen, dan is dat het klimaat vrij gevoelig is voor veranderingen in de stralingsbalans. Ze zijn dus eerder een bevestiging dan een weerlegging van de menselijke invloed.

De grafiek hieronder (IPCC AR5 fig. 5.8a) geeft een idee van het temperatuurverloop van de laatste paar duizend jaar op het noordelijk halfrond. Duidelijk is dat de gesimuleerde temperatuur (klimaatmodellen – rood/blauw) goed overeenkomt met de temperatuurreconstructies (grijs). Verder valt de snelle stijging van de temperatuur na de industriële revolutie op. Het IPCC concludeert in hun AR5-rapport het volgende over deze periode:

For average annual NH temperatures, the period 1983–2012 was very likely the warmest 30-year period of the last 800 years (high confidence) and likely the warmest 30-year period of the last 1400 years (medium confidence).

Position paper van Marcel Crok

Marcel Crok beperkt zich dit keer voornamelijk tot klimaatbeleid en haalt er nu eens niet zijn eigen kijk op en afwijzende houding jegens de klimaatwetenschap bij. Een vooruitgang. Enkele zaken in zijn betoog wil ik er toch even uitlichten.

Natuurlijk zegt dit getal juist heel veel over het nut van het klimaatbeleid. Hoeveel geld wij ook spenderen om de Nederlandse CO2-uitstoot te reduceren, het effect ervan op het wereldwijde klimaat is onmeetbaar.

Crok vertelt daarbij dat het terugbrengen van de Nederlandse CO₂-emissies met 49% in 2030 zou leiden tot maar 0,0003 graden Celsius minder wereldwijde opwarming in 2100. Het enige dat hij hier aangeeft is dat Nederland een klein land is. Zoals ik eerder schreef in een stuk over de onzin die Baudet in de Tweede Kamer e.d. hierover bezigde: Je puur focussen op de beperkte invloed van de bijdrage van een klein land aan een wereldwijd probleem is in ieder geval niet meer dan een cynische poging om lasten bij anderen neer proberen te leggen.

Het is vrij duidelijk dat elk land een bijdrage zal moeten leveren daar het klimaatprobleem een mondiaal probleem is. Hiertoe heeft Nederland zich ook gecommitteerd via het klimaatakkoord van Parijs.

Het belangrijkste land om naar te kijken is China. Dat neemt inmiddels al een kwart van de wereldwijde CO2-emissies voor haar rekening.

Bij de invloed van CO₂-emissies op de mondiale temperatuur telt de cumulatieve uitstoot. Elke ton CO₂veroorzaakt namelijk dezelfde hoeveelheid opwarming, ongeacht wanneer of waar het wordt geëmitteerd. Dan ligt China (13%) nog beduidend achter bij Europa (22%) en de VS (26%).

(Bron: Global Carbon Project)

Volgens Lomborg, en hij gebruikt internationaal geaccepteerde rekenmodellen, is het totale effect van het Parijs Klimaatakkoord, als alle landen doen wat ze beloven, slechts 0,05 graden Celsius minder opwarming in 2100.

en

Hoe kan de gezamenlijke bijdrage van Parijs zo weinig effect hebben? Welnu, alles bij elkaar opgeteld wordt er tot 2030 maar 33 GT (gigaton) minder CO2 uitgestoten dan zonder het Klimaatakkoord.

Een omissie hier is dat Lomborg er van uit gaat dat na 2030 alle landen weer overstappen op een business-as-usual scenario qua CO₂-uitstoot. Dat is bijzonder onwaarschijnlijk, maar levert wel een grafiek op die dus niets zegt, het is mist zaaien. Meer info daarover:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1758-5899.12316
https://klimaatverandering.wordpress.com/2017/06/29/klimaatakkoord-parijs-doet-er-wel-degelijk-toe-om-opwarming-te-temperen/
https://www.carbonbrief.org/analysis-meeting-paris-pledges-would-prevent-at-least-one-celsius-global-warming

Verreweg de meeste analyses schatten de invloed van het klimaatakkoord van Parijs op één tot anderhalve graad minder opwarming in 2100 ten opzichte van ‘business as usual’. Marcel Crok beperkt zich tot één ervan, het kleinste vakje helemaal rechts in de grafiek hieronder.