Een fysicus en klimaatrealist kijkt fris naar klimaat, temperatuur en CO2….

Door Anton Wolthuis

Een tijdje geleden heb ik via LinkedIn gevraagd om mij te informeren over artikelen en literatuur die de fysische achtergrond beschrijven van de relatie tussen CO₂ en de gemiddelde wereldtemperatuur. Hierna een korte update, maar ik wil eerst iets uit het hart kwijt:

De respons
Ik heb op mijn vraag veel positieve reacties gekregen, waarvoor uiteraard mijn hartelijke dank! Maar, de wijze waarop ik respons heb gekregen, vind ik verrassend en zelfs ronduit schokkend: ik heb namelijk meer rechtstreekse en informele niet-publieke (positieve) reacties gekregen dan formele publieke reacties (duimpjes) op LinkedIn. Deze vorm van reageren blijkt een heel nare achtergrond te hebben; bij navraag is de volgende zin typerend:

 “Anton, ik heb ook zo mijn twijfels over het klimaatprobleem en de communicatie hierover. Maar als we openlijk met onze mening naar jou reageren, dan kan dat gevolgen hebben voor mijn/onze omzet en/of loop ik het risico mijn baan te verliezen.”

Wat is er in onze westerse samenleving met ‘vrijheid van meningsuiting’ aan de hand? Het lijkt er sterk op dat velen (!) angst hebben om zich openlijk uit te spreken over datgene wat ze écht denken: zeer zorgwekkend! Eigenlijk is dit zelfs een verschrikkelijke constatering: leven we – wat dit thema betreft – in een door (mogelijk foute) klimaatmodellen gecensureerde staat? Hoe kan het dat politici deze onvrijheid in meningsuiting zo laten gebeuren? Dat kan toch alleen maar tot niet-objectieve en zelfs foute beslissingen leiden? Hoe bestaat het dat ook een groep zogenaamde ‘wetenschappers’ hieraan hun medewerking verlenen – of hun mond houden uit angst in financiën gekort te kunnen worden? Okay, het gaat om heel veel geld voor met name wetenschappers en milieu-organisaties. Maar door geld gedicteerde wetenschap, waarbij de uitkomsten vooraf reeds vaststaan, is geen wetenschap!! Zo kan er dus een vicieuze cirkel ontstaan met als middelpunt een mogelijk foute ‘waarheid’ met enorme gevolgen voor ons bestaan.

We weten dat er genoeg voorbeelden zijn waar grote mensenmassa’s, waaronder ook hoger opgeleiden, door propagandamachines gemanipuleerd zijn en achter elkaar aan als lemmingen een verkeerde filosofie zijn gevolgd. Dit stemt tot serieus nadenken waar we met z’n allen in onze westerse wereld mee bezig zijn! We zien ook rond dit thema een trend naar polarisatie in onze maatschappij: klimaatfanatici tegenover klimaatsceptici. Laten we eens een stap terug doen en proberen grote vraagstukken vooral objectief te benaderen. Bij objectiviteit hoort enerzijds geen financieel belang en anderzijds geen gefrustreerd handelen. Laten we daarom aub eerlijk en objectief wetenschap proberen te bedrijven zonder te polariseren en elkaar te (ver)oordelen. Tenslotte duurt eerlijkheid het langst!

Update
Dan hierbij een update van mijn bevindingen. De hoofdpunten: de klimaatvoorspellingen van het IPCC zijn vooral gebaseerd op correlaties en modellen. Maar correlaties zeggen mij niet veel en zijn ook niet al te wetenschappelijk. Een voorbeeld: als ik graag fiets bij mooi weer, is er blijkbaar een correlatie tussen mijn fietsen en mooi weer, maar dit betekent dit niet dat het mooi weer wordt als ik fiets. Een directe causaliteit ontbreekt dus. Is mijn fietsen de oorzaak van mooi weer? Is een verhoogde CO₂-concentratie de oorzaak van extreme temperatuurstijging? Dit was voor mij reden om de echte fysische causaliteit tussen CO₂ en wereldtemperatuur te onderzoeken. Nogmaals, ik ben allesbehalve een klimaatscepticus en ook geen klimaatfanaticus, maar ik wil wel uit pure interesse meer weten van de echte fysische achtergrond over dit ongelooflijk interessante maar even complexe thema. In mijn benadering ben ik daarom gestart met het in twijfel trekken van alle (!) beweringen; in de eerst plaats dus de IPCC-rapporten, die enerzijds door klimaatfanatici aanbeden (en selectief gelezen) worden en anderzijds door klimaatsceptici getorpedeerd worden. Waarheden, voor zover ik die nu – onderbouwd – kan vastleggen, zijn:

Het klimaat verandert
Het behoeft geen betoog dat het wereldklimaat aan het veranderen is. We hoeven daarvoor alleen maar naar buiten te kijken: er lijken duidelijke signalen waar te nemen dat we deze eeuw te maken krijgen met een proces van klimaatverschuivingen en dat we mogelijk een ietwat andere temperatuurverdeling over de wereldbol krijgen. Er zijn vele voorbeelden die dit kunnen onderbouwen, zoals we ook zeer recent hebben mogen meemaken. Enerzijds zien we op dit moment een extreme, recordwarme winter in Europa, en anderzijds zagen we recent een recordkoude winter in Noord-Amerika. Zowel warm als koud treden op dit moment relatief vaak in extremen op.

Het klimaat verandert dus. Maar klimaatveranderingen zijn niet nieuw in de geschiedenis en er zijn vele klimaatverschuivingen van wisselende omvang en duur opgetreden. Zo zijn klimaatveranderingen van nat/warm naar droog/koud, die de laatste 2200 jaar elke 25-100 jaar optreden, volgens Chinese klimaatwetenschappers een gevolg van veranderingen in de zonneactiviteit. Het is voor mij dus nog steeds de vraag welk mechanisme de oorzaak van de actuele klimaatverandering is.

CO₂ is een broeikasgas
CO₂ is een niet giftig en absoluut noodzakelijk gas voor een groene wereld; zonder CO₂ geen fotosynthese, geen plantengroei, met alle gevolgen van dien. Maar hoe staat het dan met CO₂ als broeikasgas? Ten opzichte van andere broeikasgassen is het te categoriseren als een relatief zwak (!) broeikasgas. Zo is waterdamp (wolken), of CH_4, als een tientallen malen sterker broeikasgas te classificeren dan CO₂. Het is daarom maar de vraag in welke mate CO₂ als broeikasgas bijdraagt tot de werkelijke temperatuurstijging van de wereld. Prof. William Happer (Princeton University) toont aan dat een verdubbeling van de CO₂-concentratie in onze atmosfeer slechts leidt tot 1 procent minder ‘temperatuur-afstraling’. Hij zegt hiermee ook dat CO₂ nauwelijks een rol kán spelen in de veranderingen van de wereldtemperatuur. Dit stemt dus zeker tot nadenken.

Kortom: CO₂ is zeker een broeikasgas maar de mate waarin, is zeer de vraag.

Klimaatmodellen zijn extreem complex
Voorspellingen van het weer en klimaat zijn ongelooflijk moeilijk. Reeds aan ‘eenvoudige’ weersvoorspellingen ligt een grote batterij aan meetgegevens ten grondslag, van waaruit het weer hooguit voor een week in de toekomst voorspeld kan worden. Dit doet beseffen dat voorspellingen van het klimaat en klimaatveranderingen a priori bijna wel op drijfzand gestoeld móeten zijn. Het klimaat wordt namelijk over een véél langere periode door véél meer – ook ad hoc optredende – parameters bepaald. Zo is er pas sprake van klimaatverandering, als factoren zoals de gemiddelde temperatuur, de heersende windrichting en windsterkte en de waterkringloop inclusief neerslag, zich gedurende enkele tientallen jaren structureel manifesteren.

Gegeven de complexiteit van het klimaat wordt er veelal – ook door het IPCC – met simulatiemodellen gewerkt. Deze modellen worden gevoed met invloedsfactoren en parameters die – naar mijn beleving – te categoriseren zijn in drie hoofdgroepen: buitenaards, atmosferisch en aards. ‘Buitenaards’ zijn hier de zonnestraling/zonneactiviteit en kosmische straling te noemen; ‘atmosferisch’ zijn de doorlaatbaarheid voor straling, het broeikaseffect en de warmtestraling van de aarde; en ten slotte zijn er ‘aardse’ invloeden als tektonische bewegingen van platen, vulkaanuitbarstingen enzovoort.

Onze aardbol werkt daarbij als een extreem inhomogeen oppervlak en de atmosfeer voor de instraling van energie als een lens, waardoor de eventuele effecten – gegeven de variaties in de instralingshoek – sterk van plaats tot plaats kunnen verschillen. Dit zou overigens mede een reden kunnen zijn voor klimaatverschuivingen in het verleden, maar ook in het heden. Kortom, relationeel is een en ander al extreem complex en je kunt hier al snel foutjes maken. Maar wat gebeurt en nu in een modelberekening? Een modelberekening verdeelt de tijd en de gebieden in blokjes, waarbij de output van elke blokje weer input is voor het nieuwe volgende tijdsblokje. Zo wordt over een periode van tientallen jaren een ‘klimaatsimulatie’ uitgevoerd. Maar door de complexiteit van het klimaatmodel (ook binnen een tijdsblokje) en de onzekerheden van de inputdata, levert dit geen betrouwbare resultaten. Zo kun je al snel verzinnen dat een miniem foutje van een inputparameter aan de voorkant van de simulatie of een lichte afwijking in de formules ín het blokje, stap voor stap leidt tot een escalatie van afwijkingen in het resultaat achter het laatste blokje. Gevolg: een enorme spreiding en foutmarge in onder andere de temperatuurvoorspellingen.

Dit wordt eigenlijk ook door het IPCC zelf aangetoond door de enorme afwijkingen in temperatuurstijgingen van de gebruikte modellen. Zo worden er mogelijke scenario’s gepresenteerd met temperatuurvariaties in deze eeuw van meer dan 6 graden Celsius. Voorspellingen door het IPCC lopen van ‘nauwelijks gevolgen voor het klimaat’ tot zo ongeveer de wereldondergang. Politici en milieuorganisaties presenteren echter alleen de meest draconische uitkomsten, waarop beleid gemaakt wordt.

Mijn eenvoudige conclusie is: het klimaat valt niet goed met modellen te voorspellen!

Vroegere temperatuurmetingen (van vóór 1979) zijn zeer onzeker
De hiervoor omschreven modellen worden onder meer gevoed door en gespiegeld aan temperatuurmetingen die in de loop van afgelopen eeuw door vele stations op aarde zijn gedaan. We kunnen er van uitgaan dat een enkele temperatuurmeting op zich niet al te complex is. Maar hoe bereken je de gemiddelde temperatuur in een gebied over een langere periode correct, zelfs als het meetstation gewoon op zijn plek blijft? De omgeving van dit meetstation kan namelijk nogal veranderen (bijvoorbeeld door urbanisatie) En hoe bepaal je dan uit verschillende stations, die inhomogeen over de aarde verspreid zijn, de gemiddelde wereldtemperatuur? Dat is extreem moeilijk, omdat vele stations opgedoekt worden, verplaatst en er nieuwe toegevoegd worden. Het IPCC heeft dit probleem getracht op te lossen door de ‘handmatige’ temperatuurmetingen aan te passen, te ‘homogeniseren’, om tot een ogenschijnlijk correcte temperatuurtrend te kunnen komen. Misschien begrijpelijk maar door deze manipulatie ontstaan er gegarandeerd ook kleine afwijkingen die, zoals eerder uitgelegd, tot grote ontsporingen in de resultaten voor de gemiddelde wereldtemperatuur kunnen leiden.  De vroegere ‘handmatige’ temperatuurmetingen zijn derhalve vrijwel ongeschikt om de gemiddelde wereldtemperatuur te representeren. In combinatie met de complexe klimaatmodellen geeft dit een allesbehalve betrouwbare voorspelling voor het toekomstige klimaat.

Satellietmetingen (vanaf 1979) zijn wél betrouwbaar
Gelukkig beschikken we sinds 1979 over integrale satellietmetingen van de gemiddelde wereldtemperatuur, die beduidend betrouwbaarder zijn. Het gaat hier om satellietmetingen door de University of Alabama, Huntsville (UAH). Zij meten dat de gemiddelde wereldtemperatuur vanaf 1979 stijgt met 0,013 graden Celsius per jaar. Het aardige is dat vanuit de ruimte de temperaturen over het gehele aardoppervlak op hetzelfde moment gemeten kunnen worden. Voor de fotografie-liefhebbers: het is net alsof je een foto maakt met integrale belichtingsmeting. De UAH-satellieten leveren op deze wijze wél betrouwbare resultaten.

De wereldtemperatuur volgt sinds 1979 een zo goed als lineair gedrag met de formule:

T = 13,78 + 0,013.t, waarbij t de tijd in jaren vanaf  1979 is. Hier een grafisch overzicht van de dataset:

Deze dataset vind ik persoonlijk hét bewijs, dat het met de stijging van de gemiddelde wereldtemperatuur niet zo’n vaart loopt! Ook bewijst deze set eigenlijk dat op z’n minst het merendeel van de draconische IPCC-voorspellingen in de prullenbak kan verdwijnen. Gelukkig beschrijft het IPCC-rapport ook meer gematigde klimaatontwikkelingen, die wél goed bij bovenstaande dataset passen. Maar helaas zien we deze IPCC-onderzoeken niet terug in de media en bij beleidsmakers (waarom eigenlijk niet??).

Conclusie: de integrale temperatuurmetingen door de UAH-satellieten zijn vanaf 1979 de enige temperatuurmetingen waarmee een objectief beeld van de wereldtemperatuur wordt verkregen. Deze eeuw stijgt de wereldtemperatuur met maximaal 1,3 graden Celsius! En daar hoeven we niets aan te doen.

Dan blijft nog wel onze constatering over dat het klimaat wél verandert, ook bij een relatief kleine temperatuurstijging. We zouden de satellietmetingen ook visueel kunnen weergeven en zien waar het warmer of deels zelfs kouder wordt. Een dergelijke klimaatverschuiving moet nog beter zichtbaar worden gemaakt, maar grosso modo lijkt de temperatuur op het Noordelijk Halfrond harder te stijgen dan op het Zuidelijk Halfrond. Ook zijn er gebieden waar de gemiddelde temperatuur zelfs daalt. Maar gemiddeld stijgt de temperatuur dus maximaal 1,3 graden Celsius tot 2100!

Ondanks deze beperkte temperatuurstijging vind ik wel dat we ons aan klimaatverandering moeten aanpassen, in de wijze van wonen en leven en eventueel zonodig via het verhogen van dijken. Mogelijk kunnen ook nieuwe toekomstbestendige woonconcepten ontstaan.

Ook vind ik het goed om te investeren in echte (!) duurzame energieoplossingen. De reden hierachter is simpel: de aarde levert slechts beperkt fossiele energie en grondstoffen, waardoor er de komende eeuw sowieso een transitie nodig is om van fossiel naar duurzaam te gaan. Duurzaam kan bijvoorbeeld een gezonde mix van decentrale energieopwekking (zonnepanelen etc.) zijn in combinatie met nieuwe vormen van bijvoorbeeld kerncentrales (thorium, kernfusie). Centrales heb je immers nodig om de netwerkvariaties door decentrale energie-opwekking op te kunnen vangen. We hebben hier gelukkig de tijd voor, juist dankzij de gemeten (!), geleidelijke temperatuurstijging van de wereld: Laten we die tijd dan ook goed benutten en in de juiste toekomst investeren.

Ten slotte:
Werkelijk gezond klimaatbeleid kan niet ontstaan als de eerdergenoemde polarisatie tussen klimaatfanatici en klimaatsceptici zich uitbreidt. Klimaatfanatici schermen uitsluitend met de doemscenario’s van het IPCC-rapport en klimaatsceptici doen weer hun uiterste best om dit rapport gericht te torpederen. Ik denk dat we krachten moeten bundelen. Daarbij helpen overigens ook vormen van censuur absoluut niet. Sterker nog: deze dragen alleen maar bij tot verdere polarisatie. De media en de politiek hebben hier een heel grote verantwoordelijkheid: de politiek moet zich objectiever laten informeren en vervolgens deskundiger sturen. De media moeten open, gebalanceerd en objectiever nieuws brengen. Ook moeten we van foute polariserende ‘argumenten’ afstand nemen. Zo schermen klimaatfanatici onder meer nog steeds met opmerkingen dat wel zo’n 1000 wetenschappers wereldwijd aan het IPCC-rapport van duizenden pagina’s en publicaties gewerkt hebben. Dús, móet het wel goed zijn.

Maar dit aantal wetenschappers is voor een dergelijk complex vraagstuk niet veel en overigens ook allesbehalve relevant. Immers, als klimaatsceptici alleen al in Nederland een kleine twintig kundige wetenschappers kunnen vinden die twijfels hebben over het IPCC-rapport (en die zijn er!), betekent dit dat er wereldwijd zeker duizenden wetenschappers zijn die van het IPCC-rapport afwijken. Maar ja, je moet ze dan wel aan het woord laten en niet trachten te censureren.

Ik stel voor dat dit megabelangrijke thema, het klimaat, in een open discussie met kundige wetenschappers, die niet op de politiek en elkaar gericht zijn, via een goede samenwerking leidt tot een objectieve en gezonde bijstelling van het IPCC-rapport en het beleid! Misschien kunnen we deze gezamenlijke krachten internationaal bundelen?

Auteur