Temperatuursprong

0

Er vindt in De Bilt al vanaf het begin van de jaren ’90 niet of nauwelijks meer opwarming plaats. Nu is het interessant om te bezien wat er in De Bilt aan het bereiken van dit stationaire plateau in de temperatuurreeks vooraf ging. Voor een goed beeld van het temperatuurverloop is demeetreeks van het KNMI verreweg de beste. Die van GISS-NASA is zo sterk gemanipuleerd door soms ondoorgrondelijke homogenisaties dat ik deze niet durf te gebruiken. Zie voor de homogenisatiemethoden van GISS-NASA de pagina over de temperatuurmetingen in De Bilt.

Te zien is dat er een sprong is in genoemde temperatuurreeks tussen 1988 en 1991 van maar liefst 1 °C, waarna het verloop vlak blijft. Minstens zo opmerkelijk is dat de temperatuurstijging tussen 1901 en 1988 slechts 0,4 °C is. Kan men van deze temperatuurstijging van 0,4 °C in 88 jaar zich voorstellen dat deze (althans deels) het gevolg is van de stijging van het CO2-gehalte, van de plotselinge stijging in 3 jaar met 1 °C kan daarvan geen sprake zijn.

Hierboven ziet u dezelfde grafiek , met toegevoegd een lijn van het 12-maands voortschrijdend gemiddelde. Duidelijk is de sprong tussen 1988 en 1991 in die lijn te zien. Er hebben in de niet-gehomogeniseerde temperatuurreeks nog meer sprongen gezeten. Een daarvan was een daling van de reeks in 1950 als gevolg van verplaatsing van de meetapparatuur op het terrein van het KNMI en gelijktijdige verandering van apparatuur. Die sprong is er door het KNMI netjes uitgehaald, evenals enkele andere kleinere inhomogeniteiten als gevolg van veranderingen aan de apparatuur. Bovendien is een correctie toegepast op het UHI-effect, dat door het KNMI voor De Bilt wordt geschat op 0,11 °C/eeuw. Alle veranderingen zijn gedocumenteerd, mijn inschatting is dat de homogenisering secuur is gebeurd.

Dat de sprong rond 1990 geen lokaal verschijnsel is blijkt als je de langlopende temperatuurreeksen van andere plaatsen in Europa erbij neemt. De sprong is te zien van Schotland tot Moskou, van Oslo tot diep in Spanje en van Toulouse tot Boedapest.

Een veel gehoorde bewering is dat Nederland sneller opwarmt dan de rest van de wereld. Google maar eens, het aantal hits is bijna 5 miljoen. De bewering is in feite onjuist, er zijn veel plaatsen in de wereld waar de opwarming groter was dan in Nederland. Beter is om te zeggen dat de opwarming van Nederland vanaf 1900 ongeveer 2x zo groot was als van de aarde gemiddeld. Als we de cijfers bekijken is de opwarming in ons land inderdaad 1,4 °C geweest, op aarde gemiddeld 0,7 °C. In bovenstaande grafieken is echter te zien dat van die 1,4 °C opwarming voor 2/3 plaats heeft gevonden in een tijdsbestek van 3 jaar.

Die 1 °C stijging in zeer korte tijd kan nóóit het effect zijn geweest van de geleidelijke stijging van het CO2-gehalte in de atmosfeer. In veel publicaties en mediaberichten wordt echter de suggestie gewekt dat de opwarming van 1,4 °C het gevolg is van het versterkt broeikaseffect. Maar als dat dus niet de oorzaak is geweest, wat dan wel?

Voordat ik me überhaupt ga wagen aan de vraag wat de oorzaak geweest is van die enorme temperatuurstijging in Europa tussen 1988 en 1991 (zie vorige bericht) ben ik benieuwd of de temperatuurstijging seizoensgebonden is of dat deze ‘verborgen’ zit in een kleine maandelijkse stijging door het gehele jaar heen.

Om dat te zien heb ik weer gebruik gemaakt van de onvolprezen databank van het KNMI, de Climate Explorer. Om het werk beperkt te houden heb ik me alleen op Nederland gericht, met een datareeks die een groter gebied dekt dan alleen meetstation De Bilt. Het betreft de datareeks van de Central Netherlands Temperature, CNT. CNT is een datareeks die de maandelijkse gemiddelde temperaturen weergeeft vanaf 1906 tot heden. De data zijn het ongewogen gemiddelde van dagwaarden van 6 stations, te weten De Bilt, Winterswijk, Gilze-Rijen, Volkel, Eindhoven en Deelen. De laatste twee zijn er respectievelijk in 1951 en 1958 bijgekomen.

Om te kunnen zien of de temperatuursprong seizoensgebonden is heb ik van de 12 afzonderlijke maanden in de CNT reeks een grafiek gemaakt, die u hieronder ziet. Voor de duidelijkheid heb ik het begin van de ‘sprong’ , begin 1988, gemarkeerd met een verticale lijn.

Januari sprong
Februari sprong
Maart sprong
April stijgend
Mei kleine sprong
Juni stijgend
Juli vlak, 2 uitschieters naar boven in 1994 en 2006
Augustus vlak
September vlak, 2 uitschieters naar boven in 1999 en 2006
Oktober vlak
November stijgend
December dalend, 2 uitschieters naar beneden in 1995 en 2010

Er is dus geen sprake van een sprong in de temperatuur in alle maanden: de sprong doet zich met name voor in de eerste 3 maanden van het jaar. Die temperatuursprong in januari, februari en maart (en in mindere mate ook mei) tussen 1988 en 1991 bepaalt dus de sprong die we zien als we niet de maanden afzonderlijk bekijken maar de gehele CNT reeks vanaf 1906:

We hadden de stijging van het atmosferische CO2 al uitgesloten als oorzaak van de sprong. Dat het CO2-gehalte onmogelijk de sprong kan verklaren is alleen maar duidelijker geworden nu we zien dat de sprong seizoensgebonden is. Maar wat is dan de oorzaak? Ik ben geneigd om te denken in de richting van een verandering in luchtsoorten die ons land/Europa binnenkomen als gevolg van een gewijzigd luchtdrukpatroon boven Europa.

Om te achterhalen of daar indicaties voor te vinden zijn heb ik de ClimateExplorer van het KNMI geraadpleegd. Het KNMI houdt al sinds jaar en dag het dagelijkse windveld van haar meetstations bij. Ik heb gekozen voor De Bilt.

De dagelijkse overheersende windrichting is uitgedrukt in graden. Die heb ik in Excel teruggebracht tot 8 categorieën, van 0° tot 45° et cetera. 0° is het N, 90° het O enzovoorts. Vervolgens heb ik voor de maanden januari t/m maart van 1981 t/m 1990 en 1991 t/m 2000 tabellen gemaakt met de dagelijkse windrichting en daarvan zogenaamde spinnewebgrafieken gemaakt. De gedachte was dat ik wellicht een verschil in windverdeling per maand zou kunnen constateren tussen de jaren ’80 en de jaren ’90. De keuze van de maanden is gebaseerd op de constatering in het bericht van 20 mei j.l. dat de sprong vooral zichtbaar was in de grafieken van de eerste drie maanden van het jaar.

 

Zoals u ziet is er met name in de gegevens van de maand februari een flinke verandering in windrichting tussen de periode 1981-1990 en 1991-2000. In het windpatroon gaat ZW wind (zacht) overheersen en neemt NO wind (koud) af. Voor de maanden januari en maart is de verandering veel minder duidelijk .

Er zijn hier enkele opmerkingen te maken. In de eerste plaats is de indeling in 8 categorieën nogal grof en willekeurig. Kleinere verschuivingen die soms grote gevolgen voor de luchttemperatuur hebben worden zo niet opgemerkt. In de tweede plaats is de gekozen periode van 2x 10 jaar erg kort: hoe korter de gekozen periode, des te groter de schommelingen in de cijferreeksen. Dat ik hier desondanks voor gekozen heb is louter uit tijdgebrek. Het is nogal een werk om de gegevens voor de windrozen te maken, maar wellicht heb ik nog niet alle wonderen van Excel onder de knie (dat is zeker). Bovendien gaat het hier alleen om de gegevens van De Bilt!

Ondanks alle gebreken is het heel opvallend dat het windpatroon in februari een zeer grote verandering laat zien, die met name in dit deel van het jaar grote gevolgen heeft voor de temperaturen van de binnenstromende lucht.

Jos de Laat (van het KNMI) en Marcel Crok van o.a. De Staat van het Klimaat hebben onlangs over het onderwerp gepubliceerd. Hun conclusie is dat de sprong ‘onecht is’, het toevallige samenkomen van een snelle brightening in Europa en een faseomkering in de Noord Atlantische Oscillatie (NAO). Dat de plotselinge opwarming een verschijnsel is dat zich in grote delen van Europa voordeed laat onderstaande figuur zien. Ondanks de verschillen tussen de diverse datasets is de opwarming duidelijk.

 

De NAO-index , Noord Atlantische Oscillatie, laat rond eind jaren ’80 een opmerkelijke sprong zien. De NAO is een indicator op basis van de luchtdrukverdeling tussen Azoren/Lissabon/Gibraltar en IJsland.

 

Is de index in een positieve fase, dan overheerst meer ZW wind die zachtere lucht naar Europa brengt. Overheerst de negatieve fase dan worden de winters wat kouder. In onderstaande figuur hebben De Laat en Crok drie typen NAO-index weergegeven van 1900 t/m 2012. Duidelijk is te zien dat de NAO al weer snel in de jaren ’90 terugzakt tot gemiddelde waarden.

 

De Laat en Crok zeggen naar aanleiding van bovenstaande grafiek van de NAO:

“ …. It is well established that the winters of 1984/1985, 1985/ 1986 and 1986/1987 were cold in Western Europe which led to relatively low annual mean temperatures whereas the years after that (1988-1990) were all quite warm and that these temperature anomalies are related to variations in circulation patterns and thus the NAO. On the other hand, the NAO index drops to more normal values during the 1990’s and thereafter, whereas the positive temperature anomaly remains.

Furthermore, no changes in other modes of multidecadal internal climate variability like the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), the Arctic Oscillation (AO), the Pacific Decadal Oscillation (PDO) and El Nino—Southern Oscillation (ENSO) have been reported around 1987-1988. Given that there has been a general upward trend in temperatures—possibly enhanced by strong reductions in aerosols over Europe, the so-called “brightening” it is likely that the accidental sequence of a few cold years followed by a few warm years under conditions of brightening results in a temperature sequence that in a statistical analysis is identified as a change point. This is consistent with the notion that NAO predominantly influences high frequency temperature variations, not long-term temperature variations.

Combined with the well established turnaround from “dimming” to “brightening” in the mid- 1980’s, we argue that the shift could actually be considered a fingerprint of European “brightening”. The detection of this climate shift should be viewed as a “spurious” result, i.e. not as a true physical shift in climate, despite its very high statistical significance (at least 5 sigma in our case). The occurrence of this spatial pattern thus could be a consequence of global anthropogenic greenhouse gas forcing, regional aerosol forcing and naturally occurring variations in atmospheric circulation patterns and is thereby fully consistent with the current understanding of the role of anthropogenic aerosols in explaining 20th century global warming.”

Dus de sprong eind jaren ’80 is volgens de onderzoekers het toevallige samenkomen van een snelle brightening in Europa en een faseomkering in de Noord Atlantische Oscillatie (NAO). Ze wijten die snelle temperatuurstijging eerder aan de snelle brightening in Europa dan aan de sprong in de NAO-index: … NAO predominantly influences high frequency temperature variations, not long-term temperature variations. Ze verwijzen daarbij naar een artikel van Chiacchio en Wild (2010).

Wat me verbaast is dat gesteld wordt dat bij geen andere multidecadale variabiliteit een dergelijke sprong aan het eind van de jaren ’80 is waargenomen. Van de genoemde oscillaties is er één die toch duidelijk eenzelfde sterke sprong laat zien, namelijk de Arctische Oscillatie (AO). De zwarte lijn is het 11-jarig voortschrijdend gemiddelde.

Dat de AO-index ook een duidelijke sprong toont is niet opmerkelijk: AO en NAO zijn verwant aan elkaar. De AO-index is gebaseerd op de luchtdrukverschillen tussen het Arctische gebied en het gebied tussen 37°–45° NB. James Hansen van NASA-GISS omschrijft het verschijnsel als volgt: “When the AO index is positive, surface pressure is low in the polar region. This helps the middle latitude jet stream to blow strongly and consistently from west to east, thus keeping cold Arctic air locked in the polar region. When the AO index is negative, there tends to be high pressure in the polar region, weaker zonal winds, and greater movement of frigid polar air into middle latitudes.”

 

Jaiser et al (2012) zien een verband tussen veranderingen in de drijfijsconcentratie in de Arctische Zee en atmosferische circulatie ’s winters in het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan. Anderzijds is al meermalen aangetoond dat de drijfijsconcentraties in de Arctische Zee niet zozeer te maken hebben met de ‘opwarming’ van de aarde als wel het gevolg zijn van een veranderend luchtdrukpatroon boven de Noordpool. Een typisch geval van kip en ei lijkt me.

De AO-reeks is vanaf 1950 aanwezig. NOAA heeft vanaf dat jaar een maandreeksbeschikbaar. In onderstaande grafiek heb ik de AO-index van de eerste 3 maanden van elk jaar gecombineerd tot een winterindex. Van de maandgemiddelde temperaturen van CNT heb ik jaargemiddelden berekend en daarna CNT en AO-index gecombineerd in onderstaande grafiek:

 

Het beeld van deze grafiek is vergelijkbaar met die van De Laat en Crok van CNT en NAO hiervoor. In 1988 en 1989 is er een grote sprong in de AO-index die direct gevolgd wordt door de temperatuur in centraal Nederland. Vanaf 1990 neemt de AO-index weer geleidelijk af, terwijl de CNT op niveau blijft.

De Laat en Crok stellen: “We argue that the notion of a shift is “spurious”, i.e. the result of a fast change in Europe from dimming to brightening combined with an accidental sequence of cold (negative NAO) and warm (positive) NAO years during this period. The “shift” could therefore be considered as a fingerprint of European brightening during the last few decades. ” .

Ik zet mijn vraagtekens bij de ‘snelle’ omschakeling van dimming naar brightening in Europa en zou het anders formuleren. De zeer opmerkelijke ‘uptick’ van de temperatuur in Nederland en een groot deel van Europa is mijns inziens vooral het gevolg van een opmerkelijk snelle verandering van luchtcirculatie boven NW Europa eind jaren ’80. Het gevolg van de die sterk veranderde luchtcirculatie was dat gedurende de wintermaanden meer maritiem-tropische lucht binnenstroomde dan voorheen. Dit komt overeen met het feit dat zowel NAO als AO hun sterkste effect hebben in de wintermaanden.

Vanaf 1990 worden zowel de NAO-index als AO-index minder positief, zodat men mocht verwachten dat de temperatuur ook zou dalen. Dat dit niet is gebeurd is het gevolg van de geleidelijke brightening zoals die plaats heeft gevonden in Nederland en de rest van Europa sinds 1985.

In onderstaande grafiek van Van Beelen en Van Delden uit 2012 over brightening in ons land is fraai te zien dat vanaf 1985 het aantal zonuren in De Bilt geleidelijk toeneemt.

 

Het gevolg van dat toenemend aantal zonuren is dat de inkomende kortgolvige straling ook geleidelijk toeneemt:

 

Die toename van de kortgolvige straling is in de afgelopen 25 jaar 10 W/m2 geweest, een toename met bijna 10%! Mijn hypothese is dat die geleidelijke toename van de hoeveelheid zonlicht de geleidelijke daling van NAO en AO heeft gecompenseerd zodat de temperatuur in Nederland en grote delen van Europa in deze periode nauwelijks is veranderd.

Die geleidelijke stijging van de hoeveelheid zonlicht is verklaarbaar: de afname van aerosolen is ook een geleidelijke, zoals te zien is in de grafiek over SO2-concentraties in de lucht. Atmosferisch zwaveldioxide (SO2) is in de naoorlogse periode verreweg de belangrijkste verbinding geweest waaruit aerosolen (i.e. sulfaataerosolen) ontstonden:

 

De temperatuurgang in Nederland en grote delen van Europa vanaf eind jaren ’80 is te vergelijken met een annuïteitenhypotheek: in de loop van de jaren neemt de jaarlijks betaalde rente af (AO, NAO) en neemt de jaarlijkse aflossing toe (zonlicht), waardoor het jaarlijks te betalen bedrag gelijk blijft (temperatuur).

De hypothese dat de sprong vooral het gevolg was van een veranderende luchtcirculatie lijkt ook bevestigd te worden door de veranderingen in de zogenaamde Grosswetterlagen. Dat item heb ik niet lang geleden uitgebreid geanalyseerd, zie hier.

Met name bij het circulatietype H (Grosswetterlagen HM en BM), waarbij er zoals in de eerste helft van september 2016 sprake is van een (blokkerende) rug van hogedruk boven midden Europa is er vanaf 1988-1992 sprake van een forse uptick:

H

De luchtcirculatie kan als gevolg van de ligging van de rug van hogeluchtdruk zuidelijk zijn, waarbij zeer warme lucht ons land binnenstroomt.

Weliswaar zakt de grafiek van de H circulatie daarna weer naar gemiddelde waarden, maar de aanvoer van warmere lucht wordt in de loop van de jaren ’90 tot op heden gegarandeerd doordat de ZW circulatie ongekend hoge waarden weergeeft, tot op heden. De Grosswetterlagen SWA en SWZ die de ZW circulatie vormen leveren een zeer sterk verhoogde aanvoer van warmte op in onze regio.

 

In onderstaande tabel is te zien wat de invloed van bovengenoemde Grosswetterlagen op de temperatuur is:

 

Share.

About Author

Comments are closed.

Open

Online Chat

Close
T2W
WordPress Appliance - Powered by TurnKey Linux