Is de huidige opwarming uitzonderlijk?

Een groot deel van de onrust over het klimaat komt voort uit de zogenoemde hockeystickgrafiek. Deze grafiek komt uit een onderzoek uit 1998 en 1999 van Michael E. Mann, Raymond S. Bradley en Malcolm K. Hughes. Het onderzoek is een indirecte reconstructie van de temperatuur op het noordelijk halfrond sinds het jaar 1000 aan de hand van zogenaamde "proxies", zoals groeiringen van bomen. Het IPCC nam de grafiek (rechts) in 2001 in haar rapporten over. De grafiek suggereert dat de temperatuur op het noordelijk halfrond tussen het jaar 1000 en 1900 een licht dalende trend volgt, waarna rond 1900 plotseling een zeer sterke stijging is te zien (de kop van de stick). De laatste jaren zou het warmer zijn geweest dan het in het voorbije millennium is geweest. De opwarming van de laatste honderd jaar loopt gelijktijdig met de toenemende industrialisatie vanaf die tijd; de grafiek wekt de indruk dat de opwarming is veroorzaakt door de mens.

De keuze van het IPCC voor de grafiek in 2001 was opmerkelijk omdat in haar eerdere rapporten nog een heel ander beeld was gegeven over de temperatuurontwikkeling (zie grafiek links). Met de hockeystickgrafiek in de hand sprak het IPCC over een unprecedented warming (ongekende opwarming) en de grafiek groeide snel uit tot een symbool voor een alarmerende opwarming van de aarde.

Het is in de loop van de jaren echter duidelijk geworden dat de hockeystickgrafiek niet klopt. Wat direct opvalt is dat de warmere periode in de Middeleeuwen en de Kleine IJstijd nauwelijks zijn te zien. De Canadese onderzoekers Stephen McIntyre en Ross McKitrick uitten in 2005 in het vakblad Geophysical Research Letters (GRL) hun verontwaardiging over de vele fouten in het onderzoek van Mann en zijn collega’s. Veel critici spreken zelfs over een frauduleus onderzoek dat eraan ten grondslag ligt. Een belangrijke aanwijzing daarvoor is het feit dat Michael Mann tot op de dag van vandaag geweigerd heeft om de data van het onderzoek openbaar te maken, iets wat in de wetenschap ongekend is. Het betekent namelijk dat andere onderzoekers de conclusies niet kunnen reproduceren. Deze weigering heeft er ook toe geleid dat de rechtszaak die Mann wegens smaad had aangespannen tegen de Canadese klimatoloog Tim Ball in zijn nadeel is beslecht. Een uitgebreide verhandeling over alle discussies is te vinden op Wikipedia.

Het ongelijk van de hockeystick

Inmiddels zijn er veel gegevens beschikbaar die het ongelijk van de hockeystick bevestigen. Zo laten de boringen in de ijskap van Groenland een duidelijk beeld zien van alle fluctuaties in de temperatuur zoals in het IPCC-rapport van 1990 al waren beschreven. Ook het onderzoek van Fredrik Ljungqvist van de Universiteit van Stockholm bevestigt onomstotelijk dat het beeld van de hockeystick onjuist is. In de onderstaande grafiek zijn grotere schommelingen in de temperatuur waaronder de Romeinse Warme Periode (RWP), de koude periode in de Donkere Middeleeuwen (DACP), de Warme Middeleeuwse Periode (MWP) en de Kleine IJstijd (LIA) in de 17e eeuw duidelijk te zien. Huidige periode van opwarming (CWP) valt binnen de temperatuurschommelingen van de afgelopen tweeduizend jaar en komt niet overeen met het beeld dat het IPCC vanaf 2001 heeft gegeven. Er is op dit moment dus geen sprake van een unprecedented warming.

Dat het IPCC anno 2021 opnieuw met de hockeystick-grafiek komt (zie AR6, Samenvatting voor beleidsmakers), is onbegrijpelijk en ongehoord. Alleen al op deze websitepagina van Pierre L. Gosselin zijn verwijzingen naar meer dan 600 wetenschappelijke publicaties opgenomen vanuit alle delen van de wereld, die het tegendeel laten zien.

Natuurlijke cycli bepalen de temperatuur op aarde

De fluctuaties in het temperatuurverloop zoals te zien is in voorgaande grafiek, laten zien dat er cyclische veranderingen zijn in het klimaat: periodes van hogere of lagere temperaturen wisselen elkaar in kortere of langere periodes af. Ook zonder invloed menselijke uitstoot van CO₂ verandert het klimaat voortdurend.

De onderzoekers Lüdecke en Weiss hebben het patroon deze temperatuurschommelingen van de afgelopen 2000 jaar in detail geanalyseerd. Zij hebben daarbij gebruik gemaakt van spectrumanalyse, een methode waarbij het signaal (in dit geval het temperatuurverloop) wordt ontleed in afzonderlijke frequenties. De wiskundige methode hiervoor is de Fourieranalyse. Hiermee laten de onderzoekers zien dat het temperatuurverloop in de tijd beschouwd kan worden als de optelsom van een klein aantal sinusvormige golfbewegingen met verschillende frequenties.

De drie belangrijkste van deze golfbewegingen zijn weergegeven in de onderste grafiek in de kleuren zwart, blauw en groen. Het gaat om golfbewegingen met periodes van respectievelijk 1000, 460 en 190 jaar. De optelsom van deze golfbewegingen is in rood aangegeven in de bovenste grafiek. Voor de eenvoud is de amplitude van de drie golfbewegingen hier gelijk gemaakt. In werkelijkheid verschillen deze amplitudes in omvang. Deze lijn komt bijzonder goed overeen met het 30-jarig gemiddelde van het temperatuurverloop dat in bovenstaande grafiek in blauw is weergegeven. Het 30-jarig gemiddelde is geheel in overeenstemming met de definitie van klimaat. De correlatie bedraagt 0,84, wat opmerkelijk hoog is. In de grafiek is goed te zien dat rond de jaartallen 0, 1000 en 2000 de maxima van de drie sinussen vrijwel samenvallen.

Kennelijk staat het klimaat onder invloed van verschillende natuurlijke fluctuaties over verschillende tijdsperiodes. Lüdecke en Weiss gaan in hun onderzoek niet in detail in op de oorzaken van de onderliggende cycli, maar laten wel zien dat de periode van 190 jaar gekoppeld kan worden aan veranderingen in de zonneactiviteit. Het gaat hier om de zogenaamde De Vries cycle (zie Wikipedia); zie bijvoorbeeld dit onderzoek van Raspopov et al. uit 2006. Voor de fluctuaties van 460 en 1000 jaar verwijzen zij naar andere onderzoeken waarin deze periodieke klimaatveranderingen worden gekoppeld aan natuurlijke verschijnselen, zoals de activiteit van de zon, de baan van de aarde om de zon, de banen van andere planeten in het zonnestelsel, de variëteit in hoek waarin de aarde om zijn as draait, enzovoorts. In de artikelen over de Oorzaken van klimaatveranderingen is hierover meer te vinden.

Ook al zijn de oorzaken van deze fluctuaties zeker nog niet in detail bekend, het onderzoek toont wel aan dat de temperatuurveranderingen op aarde een periodiek karakter hebben. De tijdspanne van 2000 jaar waarover is gekeken, is te kort om harde conclusies te trekken over de exacte onderliggende golfbewegingen. Maar het toont in ieder geval aan dat er geen bijzondere oorzaak, zoals de gestegen CO₂-concentratie nodig is om de gestegen temperatuur te verklaren, of zoals Lüdecke stelt: “Thus one can conclude that CO2 plays only a minor role (if any) for the global climate.” “Men kan dus concluderen dat CO2 slechts een ondergeschikte rol (indien aanwezig) speelt voor het mondiale klimaat.” De analyse bevestigt ook de veel kleinere temperatuurstijging van de afgelopen 20 jaar ten opzichte van de periode daaraan voorafgaand. De onderzoekers verwachten op basis van deze analyse dat de komende 50 jaar de gemiddelde wereldtemperatuur weer zal gaan dalen.

Referenties