Wetenschap en klimaat. Meer vragen dan antwoorden?

Deze bijdrage is deel twee van twee. Deel één vindt u hier.

Basisvoorwaarden

In een concreet geval als dit, is voor degelijk wetenschappelijk onderzoek op zijn minst cruciaal^[1] dat:

(a) onderzoeksresultaten representatief zijn (= de toestand objectief weergeven en relevant zijn – bijvoorbeeld de toestand over de ganse aarde weergeven: dit impliceert voldoende meetplaatsen, gelijkmatig over de wereldbol verdeeld);

(b) de meettechniek niet verandert, en

(c) de waarnemingen gekoppeld zijn (d.w.z. CO2-metingen tegelijkertijd met en op dezelfde plaats als de temperatuurmeting).

De kans is groot dat aan de tweede voorwaarde niet is voldaan alleen al omdat wij vandaag temperatuur op een andere manier meten dan, zeg maar, een goede vijftig jaar geleden: op zijn minst zou hiervoor moeten gecorrigeerd worden met behulp van een wetenschappelijk gevalideerde methode. Vermoedelijk is dit hier geen big issue, tenzij dit ook voor CO2 zou spelen. Of de waarnemingen gekoppeld zijn, is onduidelijk: soms allicht wel, maar dit moet altijd het geval zijn.

Stedelijke waarnemingen

Ik vrees vooral voor problemen van representativiteit. Vermoedelijk zijn de meeste metingen boven vaste grond gebeurd; nochtans is de aarde voor 71 procent bedekt met water. Verder zijn er ‘warmte-eilanden’ in en rond steden, en zij worden steeds groter en warmer. Helaas bevinden onze meteorologische centra, waar allicht veel van de door IPCC verzamelde metingen vandaan komen, zich binnen zulke warmtezones. Grootsteden vertegenwoordigen echter slechts 0,5-3% van het aardoppervlak; hun opwarming is niet representatief voor de ganse aardbol. Men bepaalt toch ook de Brugse zwanenpopulatie niet door alleen de zwanen op het Minnewater te tellen?

Mogelijk speelt stedelijke opwarming ook een rol in een ander fenomeen: Frank Deboosere hoorde ik in een weerbericht zeggen dat de opwarming sterker is in streken met een gematigd of koud klimaat: in het gematigd deel van het noordelijk halfrond liggen veel meteorologische meetstations nabij een grootstad!

Warmte blijft in verstedelijkt gebied door beton en door de zwakkere wind hangen. Komt daarbij dat CO2, in tegenstelling tot methaan en waterdamp, zwaarder is dan lucht^[2], en er net in en rond de steden meer CO2-uitstoot is. En zijn CO2-concentraties en temperatuur aan de grond wel de meest relevante gegevens? De temperatuur in de luchtlagen boven de aarde zou niet eens gestegen zijn. Speelt ‘het weer’ zich niet veeleer boven onze hoofden af? Is het vlakbij de grond dat hoge- en lagedrukgebieden, weerfronten en buien ontstaan? Ik weet het niet.

Mediaanwaarden

Er is nog een bijkomend probleem van representativiteit – dit wordt wel een beetje technisch. In de klimaatliteratuur lees ik nooit over mediane waarden, wel steeds opnieuw over de gemiddelde temperatuur en de gemiddelde CO2-concentratie. In bijgaande figuur bedraagt de windkracht op 75% van de dagen 1-3 Beaufort; de mediane waarde valt daar mooi in, en is dus representatief, maar het gemiddelde verschuift in de richting van de uitschieters (5-8 Beaufort).

Bij een scheve verdeling^[3], kunnen gemiddelden misleidend zijn: de mediane waarden (= de middelste van alle metingen) zijn dan representatiever^[4] maar uitschieters trekken de gemiddelden in hun richting. En uitschieters zijn er allicht genoeg wanneer veel metingen gebeurd zijn binnen een grote agglomeratie (Brussel, Randstad Holland, Greenwich, …), terwijl de meeste metingen boven zee zouden moeten gebeuren.

Nu wat meer over de factoren die temperatuur en CO2-concentratie, en dus ook hun voorspelbaarheid, bepalen: want deze is nodig om hun toekomstige evolutie in te kunnen schatten.

Opwarming

Verschillende factoren bepalen de temperatuur op aarde:

De aarde is sinds 1880 gemiddeld één graad opgewarmd – gemiddeld: sommige plaatsen zijn dus nu wat kouder, (meer) andere 0,5 tot 2 graden warmer. De opwarming is sowieso beperkt; systematische meting van de Totale Solaire Irradiatie (TSI)^[5], de natuurlijke toe- (en af)name van zonnewarmte, zou aantonen dat de 0,73°C opwarming van de aarde tijdens de 20ste eeuw volledig verklaard wordt door de TSI. Nemen de zonnevlekken af, dan daalt de TSI en koelt de aarde af; wel volgt de temperatuur pas na een drietal jaren. In 1915-1990 namen de zonnevlekken, op een hiaat tussen 1945 en 1977 na, toe. Volgens sommigen zouden zonnevlekken en andere vooroplopende indicatoren, erop wijzen dat we vandaag al een begin van afkoeling meemaken.

De zonnewarmte wordt ongelijkmatig verdeeld: de wereldbol staat schuin op de richting van de zonnestralen: zo krijgen Noord en Zuid om beurten meer warmte. De aardbol draait bovendien in een ellips om de zon; soms staat hij er dus dichter, op andere momenten weer verder van. Zo wisselen perioden van hogere, af met perioden van lagere warmte. En ten slotte schommelt de helling van de as van de aarde ook nog wat – schommelingen met een vrij lange periode.

Schommelingen

Ik verwees eerder al naar een, volgens Deboosere, sterkere opwarming in gematigde streken: doet dit ook niet aan deze schommelingen denken? Frank vermeldde er wel niet bij of zich ook in het zuidelijk halfrond iets gelijkaardigs voordoet. Zonder ‘aardse’ factoren dus al redenen genoeg voor warmere en koudere perioden.

Maar ‘aardse’ factoren maken het moeilijker want zij houden een deel van de zonnewarmte vast: anders zou het hier bar koud zijn. Hiervoor zorgen de broeikasgassen, maar zij maken het de klimatologen niet gemakkelijk want hun concentratie hangt op zich weer van een hele reeks variabelen af. Hoe ingewikkeld ook: wetenschap vereist dat met degelijk materiaal wordt gewerkt en weert speculatie.

De broeikasgassenhuishouding

De gemiddelde concentratie van CO2, maar ook van waterdamp en methaan, is wereldwijd over de recente decennia gestegen.

1. CO2 kent diverse bronnen – ook ons lichaam draagt ertoe bij. Ongeveer een kwart van de CO2 die jaarlijks in de atmosfeer terechtkomt, wordt tijdelijk opgeslagen in planten en een ander kwart in de oceanen. Dat sommige CO2-bronnen zelf klimaatgevoelig zijn, maakt het er niet makkelijker op. Voorts is het mogelijk dat de opwarming zelf de CO2-concentratie verhoogt zoals de geciteerde gegevens uit poolijs suggereren. Sommige CO2-‘opruimers’ zijn ook klimaatgevoelig: planten groeien beter wanneer ze meer CO2 krijgen, en door een warmere lente krijgen loofbomen vroeger hun enorme oppervlakte bladeren waarmee ze CO2 opnemen. Wel zou verbranding van fossiele brandstoffen een vijf-zes maal grotere invloed hebben op de CO2-toename dan de verminderde capaciteit om CO2 op te nemen ten gevolge van ontbossing en het verdwijnen van andere natuurgronden.
2. De waterhuishouding in onze atmosfeer is dan weer zo complex en variabel dat het een Sisyphus-opdracht is om de gemiddelde, sterk wisselende waterdampconcentratie in de atmosfeer te bepalen. Veel problemen zijn al besproken. De rol van waterdamp, het sterkste van de drie ‘grote’ broeikasgassen, in de klimaatopwarming wordt helaas bijna steevast genegeerd: de geïnteresseerde leek heeft er dan ook het raden hoe groot de mogelijke bijdrage ervan is.
3. Methaan zou voor 16% van de totale broeikasgassenuitstoot instaan. Het ontstaat door afbraak van organisch materiaal in zuurstofarme omstandigheden zoals in moerasbodems, op de bodem van sloten en vijvers, en in de darm van levende wezens – vooral herkauwers (denk aan hun mest^[6], aan boeren en winden). Ook ondergrondse afbraak van dode plantenwortels zorgt voor methaan. Daarnaast zou het tropisch regenwoud grote hoeveelheden methaan kunnen produceren, en kunnen bosbranden door verhitting van organisch materiaal methaan vrijstellen. Ten slotte komt methaan ook in steenkolenmijnen vrij.

Lachgas (N2O) zou instaan voor 6% van de totale broeikasgassenuitstoot. Het komt vrij uit bemeste grond (kunstmest of dierlijke mest); het betreft kleine concentraties, maar het is wel een zeer sterk broeikasgas.

Verwikkelingen

Nog even iets over de veronderstelde verwikkelingen van de opwarming. Zij zijn gebaseerd op extrapolaties, of op speculatie over gevolgen van een onstopbare opwarming. Helaas: voorspellen is aartsmoeilijk, zeker voor de toekomst, en extrapoleren is in deze materie zondermeer problematisch. Van 1975 tot 2015 moest de voorspelde gemiddelde temperatuur volgens de vele tientallen IPCC-modellen, gestegen zijn met 0,8°C, maar de reële gemiddelde temperatuurstijging bedroeg slechts 0,2°C.

Dit soort discrepanties is ontoelaatbaar. Op een hoorzitting in het Amerikaanse Huis van Afgevaardigden is deze manier van werken trouwens daarom al op 13 mei 2015 (onder president Obama) de grond in geboord. Ingaan op deze extrapolaties en gissingen zou mijn bijdrage evenwel buitenproportioneel verlengen. Misschien geraakt men hier zelfs nooit met onze vertrouwde manier van werken uit: wel zou artificiële intelligentie (AI, zelflerende algoritmen) hiervoor ooit wel het verschil kunnen maken – al zou het al een grote stap zijn mocht AI de erg complexe invloed van waterstofdamp op de temperatuur doorgronden.

***

IPCC moet zich herpakken

Zoeken naar solide informatie over de link tussen CO2 en de klimaatopwarming heeft vooral frustratie opgeleverd. Ik geloofde immers voordien dat CO2 een bewezen rol speelt in de klimaatopwarming. Mijn oorspronkelijke vraag blijft onbeantwoord: heeft men nu echt niet meer wetenschappelijke informatie of gaat het hier louter om povere communicatie vanwege het IPCC en zijn adepten? En is de indruk verkeerd dat het IPCC marketing (soms?) belangrijker vindt dan wetenschap?

Vandaag moet het IPCC m.i., tot bewijs van het tegenovergestelde, vooral wetenschappelijk aan de weg timmeren, representatieve gegevens verzamelen, en met steviger argumenten komen voor het vermoede oorzakelijk verband tussen CO2 en opwarming. Soms lijkt het of het IPCC een marathon wil lopen maar wetenschappelijk pas kan staan. Een 100% waterdicht bewijs^[7] is vermoedelijk onhaalbaar. Dit versterkt nog de nood aan wetenschappelijke gegevens die een sluitend bewijs benaderen.

Beschikt het IPCC niet over de nodige wetenschappelijke evidentie, dan is dit een kwalijke zaak en moet het dringend de discussie hierover aanzwengelen, eerder dan doen alsof alles boven elke twijfel verheven is; niet alleen doet het IPCC dan, hoewel het van overheidsgeld leeft, aan eenzijdige opiniebeïnvloeding. Bovendien probeert het dan het goede doel (fossiele brandstoffenverbruik verminderen) met verkeerde argumenten te bereiken.

Media

De dag dat men dit doorheeft, kan een boemerangeffect optreden. Beleidslieden schrik aanjagen werkt soms averechts, zeker wanneer de modellen niet eens het verleden ‘voorspellen’. Vandaag zegt de president van het machtigste land zelfs al dat hij niet in de klimaatopwarming gelooft. Toch zou niets doen pas dwaas zijn: de CO2-overbelasting van ons milieu, en het vermoedelijke onevenwicht in de waterhuishouding, kunnen maar beter worden aangepakt. Ook de media zijn verantwoordelijk; vandaag lijken zij het IPCC nogal slaafs te volgen en schieten soms opvallend tekort: zo herinner ik mij niet ook maar iets via hen vernomen te hebben over de voor het IPCC toch dramatische hoorzitting in het Amerikaanse Huis van Afgevaardigden in mei 2015.

Recent las ik Van Broekhoven’s revelerend essay. Het belicht niet alleen de manier waarop onze media met deze problematiek omgaan. Het geeft tevens mee dat het IPCC in januari 2019 heeft gemeld dat de opwarming van de 21ste eeuw niet méér dan 0.5 °C zal bedragen, en dat antropogene emissies nooit een opwarming van 1,5 °C kunnen veroorzaken. Dit organisme heeft zich dus voordien vergist; hopelijk kan mijn artikel bijdragen tot het begrijpen van waar de vergissing is gebeurd.

Tot slot nog dit. Logisch redeneren alleen volstaat niet om adequate maatregelen te vinden. Eerst moeten experimenten aantonen dat het beoogde doel door de voorgestelde maatregel(en) bereikt wordt. Een geschiedenislesje maakt dit duidelijk. Een eeuw geleden stelde suikerziekte medici voor problemen. Men wist toen nog niet dat er bij diabetes een tekort aan het (nog onbekende) insuline bestond. Diabetespatiënten verloren veel suiker in hun urine en vermagerden. Logischerwijze probeerde men dit probleem te tackelen door …. de patiënten veel suiker te geven: vandaag een medische doodzonde.

__________________________

[1] Als niet aan enkele voorwaarden voldaan is, zijn onderzoeksresultaten niet reproduceerbaar, en dus ongeloofwaardig

[2] Het soortelijk gewicht van gassen wordt bepaald bij atmosferische druk en 0°C, maar waterdamp condenseert/bevriest dan; wel is hij bij 100 °C duidelijk lichter dan lucht. Ook het zeldzame lachgas is zwaarder dan lucht

[3] Statistisch begrip: geeft aan dat een verdeling asymmetrisch is. Een verdeling is rechts- of linksscheef als zij rechts, resp. links, een ‘staart’ heeft; het gros van de meetresultaten bevindt zich dan links, resp. rechts

[4] In feite is de ‘modus’ (= meest frequente waarde – denk aan de ‘modale’ burger) nog het representatiefst, maar hij wordt (te) weinig gebruikt

[5] De betrouwbaarste maat voor zonne-energie die onze atmosfeer bereikt

[6] De precieze uitstoot van methaan door vee staat nog ter discussie. In feite lozen alle herkauwers methaan, dus ook die in het wild, maar hun aantal slinkt

[7] Dit vergt een zorgvuldig parallel experiment dat de klimaatinvloed bestudeert van een ‘normale’ CO₂-uitstoot in vergelijking met die van een sterk verminderde uitstoot