Op 12 november 2013 bracht de Oostenrijkse weerdienst (Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik) ZAMG een kort persbericht naar buiten getiteld: Trage temperatuurstijging: klimaatmodellen op de proef gesteld (H/T Pierre Gosselin). Het verwees naar een nieuw lang artikel over de “hiatus” wat een nieuw begrip is voor de stilstand van de opwarming gedurende de laatste 17 jaar. Nu moet je bedenken dat vrijwel alle weerinstituten ter wereld tientallen jaren blijmoedig hebben meegedeind op de voor hen financieel niet ongunstige hype van de “broeikasgassen”. Het is onmiskenbaar dat ze allemaal in hun maag zitten met de “hiatus”.

Blij voor de wintersport
Het KNMI deed onlangs een poging het in de schoenen te schuiven van een autonome (dus zonder externe oorzaak) beweging van het chaotische klimaatsysteem. Lees mijn commentaar daarop op climategate.nl wetende dat ik me daar permitteer ook wat stemming te maken. Jullie hebben hier aangegeven meer behoefte te hebben aan duiding en ik heb toen gezegd: OK, maar dan wel volstrekt feitelijk en apolitiek. Voel je boosheid en teleurstelling over wat er maatschappelijk gebeurt en wil je dat ventileren doe het dan op mijn klimaatblog. Wil je gewoon feitelijk reageren, verdere vragen stellen of blij zijn dat de klimaatvooruitzichten voor de wintersport uitstekend zijn: blijf dan gezellig hier.   

Ik heb besloten het hele Oostenrijkse artikel voor het Nederlandse publiek te vertalen (alsof ik niet druk genoeg was) en op een paar punten van kort commentaar te voorzien. Voor ik start nog het volgende: er was eens een tijd dat wetenschap synoniem was met scepticisme. Dat het de belangrijkste eigenschap van een wetenschapper was om nooit iets zo maar aan te nemen. Altijd het werk van anderen en vooral ook van jezelf en je eigen instituut kritisch te beschouwen. Door “het gedoe” over de opwarming van de aarde is het zo ver gekomen dat men scepticisme is gaan “framen” als anti-wetenschappelijke houding. Als je niet in door de mens veroorzaakte global warming (AGW) gelooft, ben je een vijand van de wetenschap. Het wil heel wat zeggen dat een gerenommeerd instituut als ZAMG onderaan het artikel expliciet schrijft dat ze extreem sceptisch zijn over de klimaatwetenschap tot nu toe.

Wegener
In de jaren vijftig toen de Amerikanen nog niet aan de in Europa door Alfred Wegener opgestelde theorie van continentale drift wilden, zei een Amerikaanse geoloog over die theorie: “Als die theorie klopt moeten we alles wat we de laatste 70 jaar hebben gedaan opnieuw doen”. En geloof me dat dat voor kerels van vlees en bloed pijn doet. Het doet verschrikkelijk veel pijn als iets wat je jarenlang je bezieling gaf ineens gaat wankelen. Er is geweldige moed voor nodig om dan ook een stap te zetten.

Cirkel is rond
ZAMG kiest in onderstaand bericht duidelijk voor een eigen koers los van wat het IPCC zegt. Natuurlijk is er nog veel wollige taal en probeert men opties open te houden. Maar ZAMG legt een hele mooie toetssteen neer: Ze zeggen in het onderstaande bericht concreet dat er nog 5 jaar kans is voor de aarde om weer flink te gaan opwarmen en dat als dat niet gebeurt dat het dan over en sluiten is voor de alarmistische klimaatwetenschap zoals we haar de laatste decennia hebben meegemaakt. Grappig als je bedenkt dat “het klimaatgedoe” in 1985 – het jaar ook waarin ik mijn studie milieuhygiëne in Wageningen startte – begon met een eerste conferentie in Villach in Oostenrijk. De cirkel is rond. Lees mee… het vuurwerk staat helemaal onderaan….   

Temperatuur-Hiatus

Klimaatmodellen verklaren temperatuurverloop onvoldoende

Een van de kernparameters in de prognoses van de wereldomspannende  klimaatmodellen is het toekomstige verloop van de temperatuur op meethoogte. Als je echter het temperatuurverloop van de laatste 15 jaar vergelijkt met de simulaties van de nieuwste generatie klimaatmodellen, dan valt een forse afwijking tussen model en realiteit op: dat is wat we de temperatuur-hiatus noemen.

In de herfst van 2013 werd de definitieve versie van het 5e klimaatrapport van het International Panel of Climate Change (IPCC) aan de buitenwereld gepresenteerd. De nieuwste onderzoeksgegevens, onder meer uit wereldomspannende modelsimulaties, vormen de basis van het rapport. Deze nieuwe generatie klimaatmodellen bevat naast actuele scenarios voor de uitstoot van broeikasgassen (RCPs) ook een reeks fundamentele natuurkundige vernieuwingen zoals een verder ontwikkelde aerosolchemie, een koolstofkringloop en een dynamische vegetatiemodule.

Achtergrond

De nieuwe klimaatmodellen (CMIP5) zijn op dit moment de geschikte bron, om toekomstige, door de mens veroorzaakte klimaatveranderingen te kunnen zien en duiden. Tot op heden was de luchttemperatuur de parameter, waar het meeste vertrouwen in was. [HS: parameters als neerslag zijn nooit solide geweest en dus ook alle voorspellingen over verwoestijning en overstromingen]. De laatste 15 jaar is er een duidelijke afzwakking van de wereldwijde temperatuurstijging te zien, die maar door 3 van de 114 klimaatmodelsimulaties bevredigend wordt voorspeld (Afb. 1).

Afb. 1: Verandering van de wereldwijde luchttemperatuur op meethoogte afgezet tegen de periode 1986–2005. Metingen zijn zwart en modelsimulaties zijn na 2005 gekleurd (IPCC 2013).

Voor de periode 1998 en 2012 liggen de waarnemingen (zwarte lijn in afb. 1) aan de ondergrens van alle simulaties, maar net nog binnen de onzekerheidsmarge [HS: zie ook Staatvanhetklimaat.nl]. Die marge berust op onzekerheid over verschillende emissiescenario’s, de verschillende datasets van metingen en de natuurlijke klimaatvariabiliteit.

Oorzaken

Het IPCC(2013) herleidt de afzwakkingvan de wereldwijde temperatuurstijging in de laatste 15 jaar tot een samenvallen van

• een duidelijk minimum van de 11-jarige zonnevlekcyclus,
• vulkanisme en
• interne klimaatvariabiliteit

Verder wordt verondersteld dat 

• door de mens uitgestoten aerosolen

kunnen hebben bijgedragen aan de afvlakking.

Bij het derde punt – de natuurlijke klimaatvariabiliteit zijn twee belangrijke theoriën: de eerste stelt dat vooral de diepe oceaan duidelijk meer energie opneemt als aanvankelijk werd aangenomen en dat daardoor minder energie beschikbaar is voor het opwarmen van de onderste luchtlagen. Dit zou impliceren dat we voor het mondiale klimaat de energieopslag in de oceanen systematisch onderschatten dat dit ook op lange termijn kan leiden tot overschatting van de luchttemperatuur in de scenario’s. Tenzij het zou gaan om een tijdelijke La-Niña-fase die wereldwijd de temperatuurstijging zou dempen. In dat geval zou het een tijdelijke stagnatie zijn. In beide gevallen echter zien we duidelijke gebreken van ons vermogen om de oceaanstromingen voldoende in een model na te bootsen.

De tweede theorie verklaart de stagnatie door een sterke terugkeer van de winterse, Euraziatische hogedrukgordel. Want nieuwe analyses, laten zien dat een groot deel van het afvlakkende temperatuursignaal te wijten is aan de winter boven het Aziatische continent en in Scandinavië (Afb. 2). [Zie ook wat ik laatst op wswm.nl over een vergelijkbare studie schreef]

Afb. 2: Lineaire trends van de temperatuur op meethoogte in de periode 1987–2010 uit CRUTEM3-data in graden Celsius per decennium in de winter (boven) en zomer (onder) (Cohen u.a. 2012b).

De oorzaak van de winterse afkoeling van 1987 tot 2010 boven Noord-Europa en het Aziatische continent, zou – zo blijk uit resulaten van nieuwe studies – verklaard kunnen worden door het sterke krimpen van het arctisch zeeijs. [HS: het KNMI verklaarde in dit artikel uit oktober 2012 geen heil te zien in deze theorie – verder is het arctisch zeeijs deze winter weer net zo groot als 40 jaar geleden] Deze krimp leidt tot een veranderde circulatie („Arctic Oscillation index“) en anderzijds tot een verandering van luchtvochtigheid en wolkvorming. De toename van de sneeuwbedekking in de herfst op het Euraziatische continent zou volgens recente inzichten een belangrijk deel van de klimaatpuzzel kunnen zijn [HS: als je op Rutgers University Global Snow Lab kijkt zie je dat er van een gestage toename van herfstsneeuw geen sprake is]. 

Modelwerkelijkheid

Waarom de wereldomspannende klimaatmodellen de actuele temperatuurontwikkeling veel te hoog inschatten – en dus blijkbaar de achterliggende processen niet juist begrijpen – wordt op dit moment bediscussieerd en is onderwerp van lopende studies. Volgens het nieuwe IPCC rapport kan de fout aan een ontbrekende dan wel onjuiste kracht van straling of een foute reactie van de klimaatmodellen op externe krachten liggen. Bovendien kan het zijn dat enkele klimaatmodellen te sterk reageren op de concentratie van broeikasgassen .

Betekenis

Als de mondiale luchttemperatuur in de komende vijf jaar niet duidelijk stijgt, dan vallen alle simulaties buiten de onzekerheidsmarge. Los daarvan zien we nu al dat de mondiale modellen de natuurlijk variabiliteit onderschatten en bepaalde fenomenen of wisselwerkingen van het klimaatsysteem maar onvoldoende begrijpen. In het nieuwe IPCC-rapport gaat men ervan uit, dat de door de klimaatmodellen gesimuleerde luchttemperatuur in de periode 2081–2100 met een waarschijnlijkheid van 66 tot 100 % binnen de onzekerheidsmarge (>5-%- en <95-%-betrouwbaarheidsinterval) van de modelsimulaties zal liggen. Daardoor zou dan ondanks de huidige discrepanties [HS: ZAMG wordt hier duidelijk kritisch op het IPCC] de temperatuur ten opzichte van het pre-industriële niveau [HS: <1850] afhankelijk van de emissiescenario’s 1,5 tot 4°C stijgen.

In het rapport gaat men ervan uit, dat de actuele temperatuurstagnatie maar een tijdelijke fase is en dat de temperatuurstijging al snel weer zal versnellen. Gelet op de aanhoudende krimp van het arctische zeeijs [HS: die er niet is – vreemde bocht waarin ZAMG zich hier kronkelt] en de opnamecapaciteitvan de oceanen [HS: dit is de nieuwe hype – the ocean ate the warming] is deze inschatting allerminst als zeker te beoordelen. [HS: hier zegt ZAMG tegen IPCC – “Wij zijn sceptisch, wij moeten dat eerst nog zien”]

Conclusie

De onderzoeksresultaten van de laatste jaren laten steeds vaker zien [HS: ZAMG stelt zich hier terecht op als empiricus en gaat al uit van een “steeds vaker” wat je vrij kunt vertalen als “amehoela”], dat natuurlijke schommelingen in het klimaat zeer sterk zijn. De actuele temperatuur-hiatus laat zien dat het klimaatsysteem op dit moment nog niet in zijn volledige complexiteit is begrepen en dat de wereldomspannende klimaatmodellen nog niet voldoen.

Literatuur:

Balmaseda M.A., Trenberth K.E., Källén E. (2013): Distinctive climate signals in reanalysis of global ocean heat content.Geophysical Research Letters 40, 1754–1759, doi:10.1002/grl.50382

Clement A., Seager R., Cane M., Zebiak S. (1996): An ocean dynamical thermostat. Journal of Climate 9, 2190–2196,doi:10.1175/1520-0442(1996)0092.0.co;2

Cohen J.L., Furtado J.C., Barlow M.A., Alexeev V.A., Cherry J.E. (2012a): Arctic warming, increasing fall snow cover and widespread boreal winter cooling. Environmental Research Letters 7, 014007, doi:10.1088/1748-9326/7/1/014007

Cohen J.L., Furtado J.C., Barlow M.A., Alexeev V.A., Cherry J.E. (2012b): Asymmetric seasonal temperature trends.Geophysical Research Letters 39, L04705, doi:10.1029/2011GL050582

Francis J.A., Chan W., Leathers D.J., Miller J.R., Veron D.E. (2009): Winter Northern Hemisphere weather patterns remember summer Arctic sea-ice extent. Geophysical Research Letters 36, L07503, doi:10.1029/2009GL037274

Fröhlich C. (2012): Total solar irradiance observations. Surveys in Geophysics 33, 453–473, doi:10.1007/s10712-011-9168-5

Held I.M. (2013): Climate science: The cause of the pause. Nature 501, 318–319, doi:10.1038/501318a

Honda M., Inoue J., Yamane S. (2009): Influence of low Arctic sea-ice minima on anomalously cold Eurasian winters.Geophysical Research Letters 36, L08707, doi:10.1029/2008GL037079

IPCC (2013): Climate change 2013. The physical science basis. Working Group I contribution to the Fifth Assessment Report of the International Panel on Climate Change. Genf: IPCC, 2215 Seiten (Website) (angenommener aber noch nicht im Detail bestätigter Entwurf)

Jeong J.H., Ou T., Linderholm H.W., Kim B.M., Kim S.J., Kug J.S., Chen D. (2011): Recent recovery of the Siberian High intensity. Journal of Geophysical Research 116, D23102, doi:10.1029/2011JD015904

Kosaka Y., Xie S.P. (2013): Recent global-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling. Nature,doi:10.1038/nature12534

Meehl G.A., Arblaster J.M., Fasullo J.T., Hu A., Trenberth K.E. (2011): Model-based evidence of deep-ocean heat uptake during surface-temperature hiatus periods. Nature Climate Change 1, 360–364, doi:10.1038/nclimate1229

Petoukhov V., Semenov V.A. (2010): A link between reduced Barents-Kara sea ice and cold winter extremes over northern continents. Journal of Geophysical Research 115, D21111, doi:10.1029/2009JD013568

Serreze M.C., Barry R.G. (2011): Processes and impacts of Arctic amplification: A research synthesis. Global and Planetary Change 77, 85–96, doi:10.1016/j.gloplacha.2011.03.004

Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M., Averyt K.B., Tignor M., Miller H.L. (Hg.) (2007): Climate change 2007. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, New York: Cambridge University Press, 996 Seiten, ISBN 9780521705967

Watanabe M., Kamae Y., Yoshimori M., Oka A., Sato M., Ishii M., Mochizuki T., Kimoto M. (2013): Strengthening of ocean heat uptake efficiency associated with the recent climate hiatus. Geophysical Research Letters 40, 3175–3179,doi:10.1002/grl.50541

Woods C., Caballero R., Svensson G. (2013): Large-scale circulation associated with moisture intrusions into the Arctic during winter. Geophysical Research Letters 40, 4717–4721, doi:10.1002/grl.50912