Klimaatmodellen versus waarnemingen: temperatuurtrends in de tropische troposfeer (1979–2025)

Als vervolg op mijn recente bericht over mondiale oppervlaktetemperaturen (1979–2025) en de vergelijking met klimaatmodellen, presenteer ik hier een update van een vergelijkbare analyse voor temperatuurtrends in de tropische troposfeer. Deze analyse is gebaseerd op tabellen samengesteld door John Christy en vormt tevens een actualisering van mijn veelgelezen blogpost “epic fail” uit 2013.

Zoals de meesten weten, suggereren klimaatmodellen dat de sterkste opwarmingsreactie van het klimaatsysteem op toenemende door de mens veroorzaakte broeikasgasemissies (voornamelijk CO₂ uit de verbranding van fossiele brandstoffen) plaatsvindt in de hogere lagen van de tropische troposfeer. Dit leidt tot de door modellen voorspelde “tropische hotspot”.

Hoewel de diepe oceanen het grootste warmteopslagreservoir vormen binnen het klimaatsysteem, is het bijbehorende opwarmingssignaal daar zeer klein (honderdsten van een graad Celsius per decennium). Daardoor is de onzekerheid vanuit waarnemingen groot. In tegenstelling daarmee laten klimaatmodellen in de hogere tropische troposfeer juist de grootste temperatuurrespons zien, tot wel 0,5 °C per decennium.

Dit wordt geïllustreerd in de onderstaande grafiek, waarin de temperatuurtrends per decennium uit 39 klimaatmodellen (rode balken) worden vergeleken met waarnemingen uit radiosondes (weerballonnen), satellieten en wereldwijde heranalyse-datasets (die gebruikmaken van uiteenlopende meteorologische gegevens).

De radiosonde-trend (groen) is het gemiddelde van drie datasets, waarbij moet worden opgemerkt dat de dekking van weerballonnen in de tropen zeer beperkt is. De heranalyse-trend (zwart) is gebaseerd op twee datasets, terwijl de satelliettrend (blauw) het gemiddelde is van drie datasets. Van alle waarnemingsmethoden bieden alleen satellieten een volledige dekking van de tropen.

Opmerkelijk genoeg laten alle 39 klimaatmodellen een sterkere opwarming zien dan alle drie categorieën waarnemingsdata.

Tijdreeksen 1979–2025

Wanneer we de gemiddelde modelopwarming vergelijken met waarnemingen per afzonderlijk jaar, ontstaat de volgende tijdreeks (waarbij volledige heranalysegegevens voor 2025 nog niet beschikbaar zijn). De kleurcodering is dezelfde als in de vorige grafiek.

Het uitzonderlijk warme jaar 2024 springt duidelijk in het oog (waarschijnlijk als gevolg van minder bewolking, waardoor meer zonlicht het aardoppervlak bereikte). In 2025 laten satellieten en radiosondes echter een “terugkeer naar de trend” zien. Wat de toekomst zal brengen, blijft uiteraard onzeker.

Wat maakt het uit? Niemand leeft in de tropische troposfeer”

Wat verklaart deze discrepanties — niet alleen tussen modellen en waarnemingen, maar ook tussen de modellen onderling? En waarom zou dit ons überhaupt moeten interesseren, aangezien niemand in de tropische troposfeer leeft?

Een vergelijkbaar argument kan worden aangevoerd voor de diepe oceanen: daar woont ook niemand. Toch wijzen veel klimaatonderzoekers juist deze oceanen aan als de belangrijkste barometer voor het positieve mondiale energie-onevenwicht dat aan toenemende broeikasgassen wordt toegeschreven (en mogelijk aan natuurlijke processen, wie weet?).

De buitensporige opwarming van de tropische troposfeer in modellen hangt vrijwel zeker samen met tekortkomingen in de manier waarop zij convectieve processen in de tropen simuleren: georganiseerde onweerssystemen die warmte van het oppervlak naar hogere lagen transporteren. Deze zogenoemde diepe vochtige convectie verplaatst niet alleen warmte, maar ook wolken en waterdamp — beide van grote invloed op de temperatuur in de troposfeer.

Hoewel extra vocht in de onderste troposfeer bij opwarming bijdraagt aan positieve waterdampfeedback, bepaalt de microfysica van neerslag hoeveel waterdamp aanwezig blijft in de hogere lagen. Zoals wij bijna dertig jaar geleden al aantoonden, leidt dit tot grote onzekerheden in de totale waterdampfeedback.

Mijn persoonlijke overtuiging is altijd geweest dat het uitblijven van tropische opwarming in waarnemingen erop wijst dat positieve waterdampfeedback, de belangrijkste versterkende factor in klimaatmodellen, te sterk wordt ingeschat. Opmerkelijk genoeg ondersteunen de modellen zelf deze interpretatie: modellen met de sterkste tropische hotspot vertonen doorgaans ook de hoogste positieve waterdampfeedback.

Kunnen klimaatmodellen ooit worden “gerepareerd”?

Het is ironisch dat klimaatmodellen vaak worden gepresenteerd als gebaseerd op fundamentele natuurwetten. Als dat werkelijk zo was, zouden alle modellen dezelfde klimaatgevoeligheid voor toenemende broeikasgassen moeten laten zien.

Maar dat doen ze niet.

De klimaatgevoeligheid van modellen varieert met een factor drie — een verschil dat al meer dan dertig jaar bestaat. De belangrijkste oorzaak daarvan zijn verschillen tussen modellen in de behandeling van vochtige convectieprocessen (wolken en waterdamp), die verantwoordelijk zijn voor positieve feedbacks.

Als modelontwikkelaars beter zouden begrijpen waarom hun representatie van vochtige convectie tekortschiet, zouden modellen mogelijk een opwarming laten zien die beter overeenkomt met waarnemingen én met elkaar.

Een groot deel van het mondiale klimaatalarmisme komt voort uit wetenschappelijke publicaties die sterk leunen op (1) de modellen die de meeste opwarming voorspellen en (2) de zeer hoge broeikasgasemissies die worden aangenomen in de meest extreme SSP-scenario’s. Inmiddels is bekend dat deze scenario’s aanzienlijk hoger liggen dan de daadwerkelijk gemeten wereldwijde emissietrends.

(Tegen de reviewer van ons DOE-rapport die stelde dat deze conclusie onjuist was omdat ik veranderingen in landgebruik niet zou hebben meegenomen: ik heb die effecten juist bewust uit de SSP-scenario’s verwijderd om een zuivere vergelijking te maken — appels met appels.)

Tot slot wil ik benadrukken dat ik niet tegen klimaatmodellering ben. Integendeel. Ik ben van mening dat modellen als hulpmiddel voor energiebeleid verkeerd zijn toegepast.