Gaat de wereld ten onder aan CO₂ door menselijk handelen? Frans Schrijver bericht over recent onderzoek dat een beter model voor het klimaatdebat presenteert.

Niet de toename van CO₂ maar vooral de afname van de bewolking heeft bijgedragen aan de opwarming van de aarde. Nieuwe studies tonen aan dat de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer per saldo geen of nauwelijks effect heeft op de gemiddelde temperatuur op aarde. De invloed van wolken, met name lage bewolking blijkt vele malen groter. Wolken zorgen er als een zonnescherm voor dat een deel van het zonlicht wordt gereflecteerd, het bekende albedo-effect. Als er minder bewolking is, komt er meer zonlicht op aarde en warmt de aarde op. De afname van de bewolking in de afgelopen jaren, blijkt samen te hangen met veranderingen in de zonneactiviteit, met name het magnetisch veld van de zon.

Dat bewolking een grote invloed heeft op het weer en het klimaat zal niemand verbazen. Met name lage bewolking reflecteert een groot deel van de lichtstraling van de zon (albedo), waardoor het aardoppervlak in de schaduw blijft en minder opwarmt dan zonder die bewolking. De bewolking zorgt er ook voor dat het met name ‘s nachts minder afkoelt, maar dat effect is over het algemeen kleiner. Een kleine verandering van de gemiddelde hoeveelheid bewolking heeft een relatief groot effect op het klimaat.

Gebrekkige klimaatmodellen
De grote impact van lage bewolking ten opzichte van het relatief kleine effect van CO₂ heeft ingrijpende gevolgen voor de huidige klimaatmodellen. Ietsje meer of minder bewolking kan een heel andere uitkomst opleveren van de klimaatvoorspelling. Wetenschapper Patrick Frank van het Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) heeft in een onderzoek van 2008 en in een meer recente presentatie op YouTube vlijmscherp aangetoond, dat de huidige klimaatmodellen hierdoor onbruikbaar zijn.

De gemiddelde jaarlijkse fout als gevolg van onzekerheid over de bewolking bedraagt ongeveer 4W/m². Het effect van de jaarlijkse door de mens veroorzaakte toename van CO₂ bedraagt echter maar 0,035W/m² (volgens Feldman et al, 2015 zelfs maar 0,02W/m²). De foutmarge als gevolg van bewolking is dus 100-200 keer groter dan het effect waar het model uitspraak over doet. Het is alsof je van een hardloper de gelopen tijd wilt meten tot op 1 duizendste van een seconde met een stopwatch die maar nauwkeurig is tot op 1 tiende van een seconde. Frank toont bovendien aan dat het hier niet om willekeurige fouten gaat die elkaar uitmiddelen, maar dat het systematische fouten zijn in de modellen. Hierdoor ontstaat een cumulerend effect in tijd: de foutmarge wordt steeds groter.

Hieronder zijn in het linker plaatje twee scenario’s over de temperatuurontwikkeling uit het vijfde IPCC-rapport weergegeven. Het rechterplaatje toont dezelfde scenario’s als ook rekening wordt gehouden met de onnauwkeurigheid als gevolg van de bewolking. De foutmarges (het rode gebied) zijn zo groot dat uitspraken over het effect van CO₂ feitelijk betekenisloos zijn.

De analyse van Frank legt een bom onder de klimaatmodellen en daarmee ook onder het klimaatbeleid en alle kostbare CO₂-maatregelen. Het is daarom niet verwonderlijk dat zijn conclusies tot nu toe met weinig enthousiasme ontvangen zijn. Maar Frank heeft steun gekregen uit onverdachte hoek. Onderzoekers van het ISCCP (International Satellite Cloud Climatology Project) dat onderdeel is van NASA bevestigen zijn conclusies. Op hun website beschrijven zij de grote invloed van wolken op het klimaat en bevestigen dat de huidige klimaatmodellen onvoldoende rekening houden met de effecten van bewolking. Over de foutmarges als gevolg van de invloed van lage bewolking en de impact op de klimaatmodellen schrijven zij:

“Unfortunately, such a margin of error is much too large for making a reliable forecast about climate changes, such as the global warming will result from increasing abundances of greenhouse gases in the atmosphere…

…today’s models must be improved by about a hundredfold in accuracy, a very challenging task.”

Relatie bewolking en temperatuur
De Finse onderzoekers Kauppinen en Malmi van de faculteit Fysica en Astronomie van de Universiteit van Turku bestuderen al geruime tijd de relatie tussen wolken en temperatuursveranderingen. Zij stellen in een tweetal publicaties [1] [2]. dat de klimaatmodellen er ten onrechte van uitgaan dat het broeikaseffect nodig is om het temperatuursverloop te verklaren. Als de modellen ook rekening zouden houden met de natuurlijke veranderingen in het wolkendek, kunnen de temperatuursveranderingen wel verklaard worden. De onderzoekers illustreren dit met de volgende twee grafieken. In de eerste grafiek is over een periode van 25 jaar de ontwikkeling van de gemiddelde temperatuur op aarde weergegeven naast de veranderingen in de lage bewolking. Duidelijk is te zien dat de bewegingen tegengesteld zijn: minder bewolking gaat samen met een hogere temperatuur.

Vanuit de experimentele waarnemingen hebben zij geconcludeerd dat 1% meer lage bewolking leidt tot een temperatuurverlaging van 0,11°C. In de tweede grafiek is een berekening gemaakt van de te verwachten temperatuur op basis van dit effect. Te zien is dat de blauwe lijn afgezien van incidentele verstoringen, een goede voorspellende waarde heeft voor de temperatuur.

Ondanks de kritiek op deze onderzoekingen zijn de conclusies niet weerlegd. Het onderzoek van Kauppinnen/Malmi staat bovendien niet op zichzelf. Recente onderzoeken in de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk laten een vergelijkbaar beeld zien van de invloed van bewolking op de temperatuur. NASA-onderzoeker Norman Loeb heeft de periode van 1998 tot 2013 onderzocht, waarin de opwarming van de aarde was afgevlakt. Ook hij constateerde een belangrijke afhankelijkheid is van de hoeveelheid gereflecteerde zonnestraling en de hoeveelheid lage bewolking, een effect dat veel sterker is dan het broeikaseffect.

Onderzoekers van de Universiteit van Bristol hebben de veranderingen in de ijskap sinds 1995 op Groenland onderzocht, een onderwerp dat regelmatig in het nieuws komt. Het blijkt dat de sterke afname van de ijskap op Groenland het gevolg is van de afname van de hoeveelheid bewolking in de zomers in die periode. De vermindering van 27 Gigaton ijs voor elke procent reductie in het zomerse wolkendek is het directe gevolg van de verminderde albedo en dus de grotere zonnestraling.

Zonneactiviteit en bewolking
De vraag is hoe het komt dat de gemiddelde hoeveelheid (lage) bewolking fluctueert. De theorie van de Deense natuurkundige Henrik Svensmark staat hierbij centraal. Een goede uiteenzetting van zijn theorie en de onderbouwing van zijn theorie is te lezen in het GWPF-rapport ‘Force Majeur: The Sun’s Role in Climate Change‘. Ook zijn presentatie van begin dit jaar op Youtube is zeer de moeite waard.

Volgens Svensmark worden fluctuaties in het wolkendek voor een belangrijk deel veroorzaakt door de hoeveelheid kosmische straling. Kosmische straling is een verzamelnaam voor deeltjes met een hoge energie (ioniserende straling) vanuit het heelal. Wanneer de atmosfeer afkoelt tot op het punt van condensatie, is er nog altijd een kleine verstoring nodig om de condensatie op gang te brengen. Een miniem stofdeeltje bijvoorbeeld of een geladen deeltje van de kosmische straling van de zon. We noemen dat condensatiekernen. Wanneer deze afwezig zijn, blijft condensatie en wolkenvorming langere tijd uit (oververzadiging). Hoe meer condensatiekernen, hoe makkelijker zich wolken vormen. Zo kunnen kosmische stralen de wolkenvorming bevorderen.

In de volgende figuur uit het GWPF-rapport is de correlatie goed zichtbaar tussen de kosmische straling en de hoeveelheid bewolking.

De hoeveelheid kosmische straling wordt op zijn beurt beïnvloed door de zonneactiviteit. Het gaat daarbij niet om de hoeveelheid zonlicht, maar om de veranderingen van het magnetisch veld van de zon. In periodes dat het magnetisch veld van de zon sterker is, kan de kosmische straling minder gemakkelijk in de atmosfeer komen en kunnen wolken zich minder gemakkelijk ontwikkelen en vindt er opwarming van de aarde plaats. Als het magnetisch veld van de zon minder sterk is, vindt het omgekeerde plaats. Dit verklaart ook de eerder waargenomen samenhang tussen zonneactiviteit en temperatuur.

In de volgende figuur is effect samengevat: een grotere zonneactiviteit gaat samen met een toename van het magnetisch veld van de zon. Dit zorgt voor minder kosmische straling en daardoor minder ionisatie. Hierdoor worden minder deeltjes gevormd die kunnen uitgroeien tot kernen waarop condensatie kan plaatsvinden. Dit leidt weer tot minder bewolking en hogere temperaturen. In de analogie van de wolken als zonnescherm kun je zeggen dat de mate van zonneactiviteit bepaalt hoever het zonnescherm open of dicht staat.

De theorie van Svensmark vindt niet alleen in experimentele opstellingen bevestiging, maar ook in de waarnemingen. Er blijkt over verschillende tijdsperioden een opmerkelijke correlatie te bestaan tussen temperatuur en zonneactiviteit. Hieronder is over een periode van 6200 tot 9600 jaar geleden de ontwikkeling van de temperatuur vergeleken met de zonneactiviteit, op basis van een onderzoek in grotten in Oman. Het groene deel geeft de temperatuurafwijking aan, het blauwe deel de (omgekeerde) hoeveelheid zonneactiviteit.

Ook Svensmark ligt onder vuur van klimaatalarmisten, niet omdat zijn verhaal niet wetenschappelijk onderbouwd is (dat is het wel), maar omdat het ingaat tegen het omarmde idee dat alleen menselijk CO₂ de boosdoener is van de opwarming. Toch komt er steeds meer bijval voor zijn conclusies. Een interessant voorbeeld is de gerenommeerde wetenschapper Dr.Rex Fleming. Na zijn vertrek bij NOAA komt ook hij in een recent onderzoek tot de conclusie dat CO₂ per saldo geen effect heeft op de veranderingen van het klimaat en hij bevestigt de analyse van Svensmark over het verband tussen het magnetisch veld van de zon en de hoeveelheid bewolking.

Conclusie
Het is al veel langer bekend dat het broeikaseffect geen afdoende verklaring geeft voor de opwarming van de aarde. De broeikashypothese is theoretisch onvolkomen en geeft geen verklaring voor temperatuurschommelingen uit het verleden. De uitstoot van CO₂ is nu eenmaal geen simpele knop waarmee de mens het klimaat kan beïnvloeden; daarvoor is het klimaat veel te complex. De nieuwe inzichten over de invloed van wolken op het klimaat en over de oorzaken van de fluctuaties zijn verhelderend en laten zien dat er andere factoren zijn die een veel grotere rol spelen. Het maakt ook duidelijk waarom de huidige klimaatmodellen zo slecht zijn in het voorspellen van de temperatuurontwikkeling.

De theorie van Svensmark over de relatie tussen zonneactiviteit, kosmische straling, wolkenvorming en temperatuur, is een minder eenvoudig verhaal dan het beeld van de atmosfeer als broeikas. Maar in tegenstelling tot de broeikastheorie is het experimenteel en theoretisch veel beter onderbouwd en is de theorie consistent met waarnemingen uit het verleden.

---

1. Artikel 1
2. Artikel 2

---

Frans Schrijver heeft als elektrotechnisch ingenieur meer dan 35 jaar ervaring bij de overheid en in de telecommunicatie- en energiesector. Verantwoordelijk geweest in verschillende beleids- en directiefuncties bij onder andere Intercai, Essent en Ziggo. Sinds 2011 werkzaam als zelfstandig adviseur op het gebied van telecommunicatie. Heeft bijgedragen aan verschillende publicaties in het maatschappelijk debat over energie en klimaatverandering.

---

Dit artikel verscheen eerder deze week ook op Climategate.nl

---

Meer over het klimaatdebat op Veren of Lood vindt u hier.