Kritiek op de klimaatgrafiek

In discussies over het klimaat wordt heel vaak gegoocheld met verschillende grafieken. Dit is logisch, want de mens heeft baat bij een visuele voorstelling van gegevens om deze beter te begrijpen, maar het lijkt wel alsof iedereen in het debat met zijn eigen grafiek komt aandragen. De aarde kan niet tegelijk wel en niet opwarmen, dus om zin- en onzin van elkaar te kunnen onderscheiden is een goed begrip van deze figuren belangrijk. Wat moet de grafiek aantonen? Wat stellen de assen voor? Welke is de juiste schaal voor de gegevens? Welke factoren hebben een invloed op de interpretatie? Met deze bijdrage hoop ik hier een antwoord op te geven.

Gegevens

De eerste stap om tot een grafiek te komen zijn de gegevens. Als het over de temperatuur gaat zijn de gegevens uit het HadCRUT4 project een veel gebruikte bron. Het gaat om temperatuurmetingen van weerstations, weerboeien en schepen over de hele wereld. Tim Osborn, een van de wetenschappers betrokken bij het HadCRUT4-project, stelt zelf grafieken beschikbaar, zoals onderstaande figuur:

Tim Osborn

Globale temperatuuranomalie

Deze grafiek heeft als doel de gemiddelde temperatuurevolutie op aarde voor te stellen. De horizontale as stelt het jaartal voor, hier vanaf 1850, het begin van de metingen. Op de verticale as staat de temperatuuranomalie. Deze anomalie wordt als volgt berekend: voor ieder station nemen we de gemiddelde temperatuur tussen 1961 en 1990. Dit gemiddelde trekken we dan af van iedere temperatuurmeting van dat station. Men maakt gebruik van een temperatuuranomalie in plaats van de rechtstreeks gemeten temperatuur, omdat de temperaturen zelf niet gemakkelijk te vergelijken zijn door bijvoorbeeld verschillen in hoogteligging van de meetstations. Het globale gemiddelde van al deze anomalieën is de waarde die weergegeven wordt in bovenstaande grafiek, met een schaal van -0.5°C tot 1.0°C. Ieder zwart punt stelt een jaargemiddelde voor, de blauwe lijn is een gemiddelde over tien jaar. De verticale streepjes en de dikte van de blauwe lijn geven informatie over de foutenmarge.

De gegevens achter deze grafiek zijn vrij verkrijgbaar. Zo is het mogelijk de globale gemiddeldes hier te downloaden. Laten we hiermee dus eens aan de slag gaan. Een interactieve versie van de bewerkingen hieronder is beschikbaar op dit adres.

Spielerei

Als we zonder enige bewerking een grafiek maken van de temperatuuranomalie, krijgen we inderdaad iets dat sterk lijkt op bovenstaande figuur:

Bart Janssens

Globale temperatuuranomalie, rechtstreekse plot van de HadCRUT4 data.

De software plaatst de grafiek automatisch zodat alle gegevens passen, dus zonder enige handmatige aanpassing van de assen. Uiteraard kunnen we de voorstelling ook manipuleren, door bijvoorbeeld enkel de laatste 20 jaar te selecteren:

Bart Janssens

Globale temperatuuranomalie, laatste 20 jaar.

Stel dat we in plaats van de temperatuuranomalie toch een soort gemiddelde temperatuur willen weergeven, dan kunnen we hier bijvoorbeeld een representatief globaal gemiddelde van 14 °C bij optellen:

Bart Janssens

Globale gemiddelde temperatuur, laatste 20 jaar.

Dit verandert echter niets aan de vorm van de grafiek, enkel de verticale as is nu een absolute temperatuur in plaats van een afwijking ten opzichte van het gemiddelde. Als we de vorm echt willen veranderen, bijvoorbeeld om de hoge piek rechts weg te moffelen, moeten we de temperatuurschaal aanpassen:

Bart Janssens

Globale gemiddelde temperatuur, laatste 20 jaar, met herschaalde temperatuursas.

Deze figuur komt overeen met de ‘meer normale as’ in het artikel van F. Meeus. We kunnen die oefening tot in het extreme doortrekken. Als we bijvoorbeeld de temperatuur in Kelvin voorstellen en het absolute nulpunt als referentie nemen, lijkt het alsof er nog nooit enige opwarming gemeten is:

Bart Janssens

De volledige HadCRUT4 dataset, temperatuur in Kelvin.

Te belachelijk voor woorden? Patrick Moore (ex-Greenpeace) gebruikt dit argument echt…​

Inmiddels is duidelijk dat we met wat manipulatie om het even wat kunnen bewijzen met deze grafieken, dit terwijl de onderliggende gegevens steeds dezelfde zijn.

Wat is veel?

Wat is nu de juiste schaal? Hoeveel opwarming is ‘veel’? Het loont om even een stap terug te zetten en ons af te vragen waarvoor we deze gegevens eigenlijk bijhouden. De temperatuuranomalie wordt gebruikt om aan te geven hoeveel de aarde globaal genomen opwarmt. Het is dus uiteindelijk een indicatie voor het type klimaat waar we ons aan kunnen verwachten. Laten we grote klimaatveranderingen uit het verleden als ijkpunt nemen. De vorige ijstijd? Slechts een 4°C kouder dan nu. De warmste periodes tussen ijstijden in het laatste miljoen jaar? Ongeveer 1°C warmer dan nu. Een verandering van 1°C in temperatuuranomalie is dus wel degelijk veel, op welke manier we onze gegevens ook voorstellen.

Naast de directe manipulatie van de voorstelling van de gegevens, worden er vaak ook conclusies uit getrokken die alle andere factoren negeren. Neem bijvoorbeeld volgende grafiek, ook gebaseerd op de HadCRUT4 dataset:

WUWT

Vergelijking van de opwarming aan het begin en het einde van de 20ste eeuw.

De stijgingen van de temperatuur aan het begin en het einde van de 20ste eeuw lijken sterk op elkaar. Helaas wordt de methode om tot deze grafiek te komen niet uitgelegd. Hoe zijn de lijnen berekend? Hoe zijn de begin- en eindtemperaturen gekozen? Ook andere parameters spelen een rol. Wat was de invloed van de zon? Waren er veel of weinig vulkaanuitbarstingen? Wat is de globale dekking van de metingen? Al deze zaken moeten in overweging worden genomen om beide opwarmingen correct te kunnen vergelijken. Dit wordt al snel werk voor specialisten, dus voor meer details verwijs ik graag naar de studie van Hegerl et al.

Corroboratie

Tenslotte kunnen we ons ook vragen stellen bij de juistheid van de gegevens. De HadCRUT4 dataset wordt bekomen door metingen in weerstations op land en metingen van de oppervlaktetemperatuur op zee. Het aantal meetstations neemt toe in de tijd, en dus de dekking van het aardoppervlak. Dat maakt dat gegevens verder terug in de tijd minder betrouwbaar zijn. Veel meetstations liggen in de buurt van steden, dus hoe goed wordt het effect van het hitte-eiland in rekening gebracht? Wetenschappers stellen zich deze vragen ook, vaak zelfs als eerste. Recent zijn de gegevens sinds 2003 onafhankelijk bevestigd door rechtstreekse satellietwaarnemingen van de oppervlaktetemperatuur, dankzij het AIRS project van NASA. De zeer goede overeenkomst tussen de satellietgegevens en de metingen op de grond versterkt het vertrouwen in de gebruikte gegevens en methodes. Ook de trend van verdere opwarming is duidelijk zichtbaar.

Er circuleren enorm veel grafieken over het klimaat op internet. Over het algemeen zijn de bronnen uit de wetenschappelijke literatuur het meest betrouwbaar, omdat veel vragen al beantwoord zijn tijdens een spervuur van vragen door collega wetenschappers. Hopelijk helpt deze bijdrage jullie om zelf ook het kaf van het koren te scheiden.