Temperatuur in historisch perspectief

Sinds 1850 hebben we instrumentele waarnemingen die een indicatie geven over de verandering van de gemiddelde temperatuur op aarde. Op een enkele plaats hebben we metingen die verder terug gaan in de tijd, zoals die van Centraal Engeland (zie hieronder). De onnauwkeurigheid van instrumentele metingen is al behoorlijk groot, zeker als we inzicht willen hebben in de gemiddelde temperatuur van de gehele aarde. Maar hoe verder we terug gaan in de tijd, hoe moeilijker het wordt om een betrouwbare inschatting te maken over het temperatuurverloop.

Temperatuur in Centraal Engeland

De dataset van de Central Engeland Temperature (CET) is de langste instrumentele temperatuurregistratie ter wereld. De gemiddelde, minimale en maximale datasets worden maandelijks bijgewerkt. Dagelijks wordt een voorlopige CET-waarde voor de lopende maand berekend. In de volgende grafiek is de gemiddelde jaartemperatuur weergegeven sinds het begin van de metingen in 1659. De gemiddelde stijging bedraagt 0,0029 °C per jaar; over de gehele periode ruim 1 °C. Sinds 2000 lijkt te stijging iets sneller te gaan, maar de verschillen met de eerdere jaren zijn erg klein.

GISP Groenland

Er is een schat aan betrouwbare gegevens over het klimaat beschikbaar gekomen vanuit het Greenland Ice Sheet Project (GISP2), een Europees onderzoeksproject, georganiseerd door de European Science Foundation. Het project liep van 1989 tot 1995. GISP heeft met succes een 3029-meter lange ijskern geboord in de bodem van de ijskap van Groenland. Studies van bestanddelen in de kern hebben een gedetailleerd overzicht opgeleverd van klimatologische variaties van de afgelopen 50.000 jaar tot aan het jaar 1906. De waarnemingen in het ijs vormen een goede indicatie ('proxy') voor de luchttemperaturen.

In de onderstaande grafieken zijn de gegevens van GISP gecombineerd met de gegevens van HadCRUT4 voor de periode vanaf 1905. De eerste grafiek bovenaan toont de relatief sterke stijging van de laatste 150 jaar, die heeft geleid tot alle alarmerende berichten over de plotselinge opwarming van de aarde. Als we verder in de tijd terugkijken, ontstaat echter een ander perspectief. In de tweede grafiek is er nog steeds sprake van een substantiële temperatuurstijging vanaf 1850, maar het is ook duidelijk dat het daar rond het jaar 1000 en aan het begin van onze jaartelling niet kouder was dan nu. Als we nog verder terugkijken in de tijd kunnen we concluderen dat de huidige opwarming zeker geen uitzondering is ten opzichte van eerdere variaties in de temperatuur en dat sommige pieken aanzienlijk hoger waren dan we nu zien.

Bovenstaande grafiek is ook te vinden op Wikipedia.

Een mooie illustratie van de hoge temperaturen in de Middeleeuwen zijn de vondsten van boomresten op Alaska, onder andere bij de smeltende Mendenhall gletsjer. Onderzoekers van de University of Alaska Southeast in Juneau hebben gemerkt dat steeds meer bomen opduiken, vele in hun oorspronkelijke rechtopstaande positie en sommige nog met wortels en zelfs een beetje bast. Op basis van jaarringen en koolstofdatering staat vast dat deze resten tussen de 1000 en 2000 jaar oud zijn.

Mondiale reconstructies

De gegevens van de ijskernboringen zijn erg waardevol, maar ze geven alleen inzicht in het temperatuurverloop op één bepaalde plek op aarde, in dit geval Groenland. We weten dat er regionale verschillen zijn in de klimaatverandering en dat de fluctuaties boven land over het algemeen groter zijn dan boven zee (2/3 van het aardoppervlak). Om het verloop van de mondiale temperatuur te beschrijven, wordt daarom gebruik gemaakt van een groot aantal verschillende proxy-methoden waarbij de waarnemingen zo veel mogelijk gespreid zijn over de hele aardbol. Een proxy is in dit verband een waarneming van een variabele die afhankelijk is van de temperatuur op een bepaald tijdstip. Het kan daarbij gaan om de dikte van boomringen, de verhouding tussen bepaalde isotopen in diepe ijslagen (¹⁶O vs. ¹⁸O), de groei van koraal, pollen van planten, de groei en krimp van gletsjers, enzovoorts.

We moeten ons daarbij realiseren dat er veel onzekerheid bestaat bij deze aanpak.

• Zo is er de vraag of de proxy wel de juiste informatie geeft. Zo is bijvoorbeeld de dikte van boomringen een indicatie voor de gemiddelde temperatuur in het groeiseizoen in een bepaald jaar. Maar de dikte wordt ook beïnvloed door andere omstandigheden (bijvoorbeeld de hoeveelheid neerslag of de CO₂-concentratie). Bovendien kunnen planten zich geleidelijk aanpassen aan de veranderende omstandigheden, waardoor het beeld kan vertekenen.
• Ook kan er onzekerheid bestaan over de leeftijd van bepaalde proxy-waarnemingen (bijvoorbeeld de leeftijd van ijslagen).
• Door de combinatie van verschillende proxies kan onterecht een heel vlak beeld ontstaan als bepaalde waarnemingen elkaar 'uitdempen'. Dit is met name het geval als de leeftijd van bepaalde waarnemingen niet goed is ingeschat.
• In veel reconstructies is de tijdschaal waarover iets gezegd kan worden over de mondiale temperatuur erg lang; in veel gevallen vele honderden jaren. Veranderingen die korter duren, zijn daarmee niet zichtbaar. Dit maakt een vergelijking met de recente periode van opwarming onmogelijk. Zie bijvoorbeeld de reactie van Shaun A. Marcott op vragen over zijn onderzoek uit 2013.

In een viertal toegankelijke artikelen gaat petrofysicus Andy May uitgebreid in op de verschillende problemen en afwegingen om tot een goede temperatuurreconstructie te komen. Zie hier (1), hier (2), hier (3) en hier (4). In de volgende grafiek is zijn temperatuurreconstructie weergegeven, die gebaseerd is op 5 regionale reconstructies, te weten: het Noordpoolgebied, Antarctica, de tropen, het resterende Noordelijk Halfrond en het resterende Zuidelijk Halfrond.

De grafiek laat goed zien dat de recente opwarming een reactie is op een periode van relatief lage temperaturen van de Kleine IJstijd en dat de huidige gemiddelde temperatuur niet veel afwijkt van die in de Middeleeuwen (Medieval Warm Period) of die van het begin van onze jaartelling (Roman Warm Period).

Referenties