Vergissen is menselijk

In de komende dagen, twee jaar na het verscheiden van klimaatonderzoeker Arthur Rörsch, plaatst Climategate.nl elke dag een artikel van zijn hand. 

Een bijdrage van Jan van Friesland  3-8-2022

De Volkskrant schreef na zijn overlijden:

‘Hij stelde continu heersende wetenschappelijke inzichten ter discussie met drie grondvragen: Hoe weten we iets? Waarom geloven we het? Waar is het bewijs? Hij vond dat veel wetenschappelijke standpunten in feite politiek waren gemotiveerd.’

Guus Berkhout, president van Clintel memoreerde tijdens zijn uitvaart hem als iemand die een breed wetenschappelijk terrein kon overzien:

‘En dat is noodzakelijk voor grote en complexe wetenschappelijke vraagstukken, zoals klimaatverandering. Rörsch zag heel goed dat er nu al veel bruikbare puzzelstukjes aanwezig zijn, maar dat er nog heel veel gedaan moet worden om van al die stukjes een totaal coherent plaatje te maken.’

Samen met de Amerikaanse co-auteur Roy Clark is een boek in voorbereiding wat eind dit jaar zal verschijnen onder de titel: ‘Finding simplicity in a complex world’.

Te Leiden, in een met boeken gevulde werkkamer, zit een vrolijke man. Bijna dag en nacht is prof. dr. Arthur Rörsch bezig met het klimaat. Naast zijn computer ligt een pijp. E-mails van fysici stromen binnen. Rörsch werkt aan een eigen benadering van het klimaat. Jan van Friesland zocht hem op.

Het draait bij u allemaal om water?

Het feit dat wij een waterplaneet zijn wordt onderschat in de hedendaagse klimatologie, glimlacht Rörsch mild. De planeet heeft regelprocessen die met water en waterdamp te maken hebben en die hebben geen goede plek in de huidige klimaatmodellen. Overdag wordt de aarde opgewarmd, ‘s nachts is er afkoeling. Daar zit een belangrijk regelproces in, want als er geen weerstoringen zijn dan verschilt de temperatuur van dag tot dag niet zoveel. De natuur blijkt iets te regelen. In de huidige modellen wordt de waterverdamping, de watercyclus onderschat. Hier is veel onderzoek naar gedaan in het midden van de vorige eeuw, maar men schijnt die wetenschappelijke literatuur vergeten te zijn. Onthutsend eigenlijk.

Ik zie juist het weer als een ruis op de klimaatverandering.

Men grijpt niet terug naar vroegere metingen?

De afkoeling die water veroorzaakt bij verdamping als het oppervlak opwarmt is al heel lang geleden beschreven en ook gemeten: boven een maïsveld, boven een drooggelegd meer. Maar men is in de hedendaagse klimatologie op een eigen manier theoretisch aan het rekenen geslagen, en de vraag is of men zich daar niet in vergist. Het zijn ingewikkelde differentiaalvergelijkingen die niet oplosbaar zijn. Men moet altijd simuleren.

Hoe ziet u het?

Klimaat wordt juist door heel veel andere factoren bepaald dan door het weer. Het is omgekeerd. Het weer ontstaat doordat we een merkwaardige planeet hebben die om een schuin staande as draait en dan ook nog een keer met een ellips om de zon gaat, niet eens een cirkel. Ik zie juist het weer als een ruis op de klimaatverandering.

Men stelt maar gemakkelijk dat het klimaat het gemiddelde is van het weer. Maar dat is een meting! Ik zie juist de invloed van het weer als een ruis op de klimaatverandering. Klimaat wordt door de grond bepaald en door de oppervlakte van de oceanen. Waterverdamping is daarbij één van de belangrijkste effecten. We hebben het immers met de vorige zomer nog gezien: er was geen water, geen waterdamp en het werd erg warm!

We moeten dus heel anders tegen het verschijnsel klimaat aankijken?

Neem de Franse meteoroloog Leroux, hij is inmiddels overleden, die stelt dat er niet één mondiaal klimaat is, maar meerdere. Je hebt land-, zee-, tropisch en subtropisch klimaat, er is een gematigd en een polair klimaat en die communiceren met elkaar. Punt is ook dat de grenzen van de verschillende klimaatzones worden verlegd op een onregelmatige manier. Leroux baseerde dat op eigen onderzoek. Hij onderzocht de Kilimanjaro en kwam tot de ontdekking dat de meteorologische evenaar verschoven is en dat dát het sneeuwverlies heeft veroorzaakt. Dagelijks ontstaat er een hoge drukgebied aan de pool en deze beweegt zich naar het zuiden, soms naar de Amerikaanse kust, soms naar Europa. De ene loopt stuk op het Atlasgebergte, de andere eindigt op de Azoren. Deze hogedrukgebieden hebben een enorme invloed op de gemiddelde temperatuur. Een of twee keer per dag is dat het geval.

Er is meer dynamiek dan alleen CO2?

Men gaat maar uit van een temperatuurverandering door de CO2 concentratie. Maar ik heb nog geen literatuur gezien waarin echt gekwantificeerd is hoe zich dat verhoudt tot andere veranderingen die plaatsvinden. Bijvoorbeeld hoe de oceaan zich gedraagt. Ik noem dat geen chaos, want er zitten duidelijke krachten achter, maar de uitwerking is moeilijk voorspelbaar. En voor zover ik de wiskunde van de mainstreamers kan volgen en ook om uitleg vraag vind ik hun uitleg heel aannemelijk klinken. Maar ik weet niet hoe ze dat in hun General Circulation Model verwerken. En modellen moet je testen. De gevoeligheidstest is heel belangrijk.

Rörsch is bezig om een model te toetsen waarin de 24 uurs cycli, nacht en dag-ritme van opwarming en afkoeling een plek krijgen. (Diurnal Cycle Model, DCM) Hij werkt o.a. met een internationale groep fysici, waaronder de Amerikaanse infraroodspecialist Roy Clark die eigen bedrijf heeft in infrarood apparatuur. Clark doet onderzoek naar instraling in het oppervlak van de oceaan.

Vanuit mijn wetenschappelijke belangstelling voor het ontrafelen van de processen die zich in de aardse broeikas afspelen, ben ik begonnen een paar grondbeginselen op hun betekenis te toetsen. Het model, en de naamgeving, is gebaseerd op het verschijnsel dat in een glazen broeikas, overdag ingevangen warmte aangevoerd door de zon, ’s nachts wordt vastgehouden in de gesloten kas zodat de gemiddelde temperatuur gedurende 24 uur hoger komt te liggen dan wanneer die kas vrij zijn warmte met haar omgeving zou uitwisselen. Ze verliest ’s nachts niettemin warmte omdat de wanden infrarood licht uitstralen die volgens een bekende natuurwet (Stefan-Bolzmann) kan worden berekend.

Er ontstaat daardoor een zogenaamd dynamisch evenwicht gedurende 24 uur, tussen wat overdag aan warmte wordt opgehoopt en ’s nachts wanneer de zon onder is, weer aan warmte wordt kwijt gespeeld. Zo ontstaat een gemiddelde temperatuur. Zo’n overeenkomstig proces speelt zich in de atmosfeer af. Overdag ingevangen warmte van de zon, wordt overdag in het aardoppervlak opgeslagen en ’s nachts weer door infrarood uitstraling verwijderd. De twee processen leiden tot een dynamisch evenwicht gedurende de 24 uur cyclus waardoor een gemiddelde temperatuur wordt bepaald. Het broeikaseffect wordt ten onrechte als een opwarming beschreven. Het is een verschijnsel van ‘warmte vasthouden’ over een bepaalde periode.

Uit het onderzoek:

The use of the equilibrium greenhouse effect shows that the increase of atmospheric CO2 from the use of fossil fuels will perturb the earth’s greenhouse climate and increase the surface temperature. However, there is no conclusive evidence for this.

Gevoeligheid voor CO2 valt allemaal wel mee?

We kwamen tot de conclusie dat het effect van een veranderd broeikaseffect bij verdubbeling van CO2 concentratie in de atmosfeer beperkt zal blijven tot 0 tot 0.3 C, ver van de alarmistische berichtgeving die het IPCC daarover verspreid. Waarvan we overigens tot dusver ook geen fysische onderbouwing hebben gezien. Kritiek op die benadering en het resultaat daarvan bleef tot dusver beperkt tot de vraag om zogenaamde sensitivity tests uit te voeren, hoe in vergelijking tot CO2 andere invloeden en theoretische aannamen in het model, de uitkomst beïnvloeden. Daar zijn we nog wel even mee bezig. Maar daarnaast spelen we ook met de toepassing van ons simpele 24 uur model voor advocaat van de duivel (IPCC). We hebben gezocht naar aannamen in ons model, die tot een vergelijkbare conclusie als het IPCC model leiden. Die hebben we gevonden. De conclusie is, het IPCC model onderschat het regulerende effect van de afkoeling die op de waterplaneet door verdamping aan het oppervlak plaats vindt. Of wij overschatten deze met het DCM model.

Hoe ziet u dan de relatie tussen CO2-verhoging en temperatuurwisseling?

Men heeft het vaak over wat het effect zou zijn als de concentratie van CO2 is verdubbeld in de atmosfeer. Aan de hand van de modellen die het IPCC gebruikt, schat men die 1 of meer graden hoger. Terwijl er inmiddels minstens vijf fysici zijn die ook op 0,3 uitkomen en zelfs enkele op 0,0 …

(Lachend) Dat spreekt natuurlijk enorm aan als dat werkelijk het geval zou zijn. Ik wil er best in geloven! Maar ik zeg er eerlijk bij: wij kunnen ons ook vergissen, onze benadering is ook maar een model. Mijn ervaring is dat als je zelf niet de programma’s schrijft kunnen er fouten in zitten, die niet worden opgemerkt. Ik noem ze maar app’s die mogelijk verkeerd geprogrammeerd zijn.

U zegt: ik kan me vergissen, maar de mainstream klimaatwetenschap vergist zich ook.

Ik denk dat de processen in de atmosfeer zo ingewikkeld zijn dat het bijna onvermijdelijk is dat iedereen aan waarnemingen een andere interpretatie geeft. En de grote vraag is welke interpretatie komt het dichtst bij hoe de natuur zich aan ons vertoont. En dat komt ook omdat de klimaatmodellen oorspronkelijk voor het weer waren bedoeld. Ik zal je eerlijk zeggen: ik heb die modellen niet gelezen. Ik kan ze niet lezen, het is een ingewikkeld proces want ik weet niet wat er in het programma staat. 

Software die berekeningen uitvoert en schattingen maakt…

Ja, zo’n app is bij het klimatologisch onderzoek het nabootsen van de atmosferische processen die op een ingewikkelde manier op elkaar inwerken. Daarvoor zijn supercomputers nodig die met grote snelheid werken en grote geheugencapaciteit vergen om gegevens op te slaan. Men is bij het maken van zulke app’s de laatste decennia enorm vooruit gegaan en daardoor is het mogelijk geworden het weer op termijn van ongeveer een week te voorspellen. De dagelijkse weerman die dit ‘nieuws’ brengt, gebaseerd op de verwerking van weerwaarnemingen, zeg maar temperatuur, druk, windrichting, gedurende een aantal voorgaande dagen weet zelf niet hoe die app werkt. Dat is ook niet nodig, zal de leek op het gebied van de weerkunde opmerken. Bijna iedereen die heden ten dage een app gebruikt, of een computerspelletje speelt, heeft geen idee van wat zich in zijn laptop of de PC afspeelt.

Die app’s werken goed….

Goed, toch ligt dit bij het gebruik van app’s bij wetenschappelijk onderzoek op de grens van onze kennis iets anders. Dat is althans mijn eigen ervaring. Als er een bestaande app voor de oplossing van een wetenschappelijk probleem wordt gebruikt, waarvoor zij aanvankelijk niet was geprogrammeerd, kan de uitkomst misleidend zijn. Net als de mens, is de computer een robot die zich kan vergissen als hij niet goed is geprogrammeerd voor het probleem waarop hij wordt losgelaten.

Dat vermoeden heeft u?

Kijk, verandering van klimaat is een proces van lange adem. Zoals gezegd, aangezien de gebruikte robot voor weersvoorspelling slechts voor een week een redelijk resultaat oplevert, is het dus ten principale de vraag of ze überhaupt wel bruikbaar zijn om klimaatcondities in de toekomst te beschrijven. Dit is in een notendop de kritiek van wetenschappers uit andere disciplines dan de klimatologie op het vertrouwen dat wordt geschonken aan rekenprogramma’s om het effect van het gas CO2 op klimaatverandering te beschrijven. Men vraagt zich af, is de robot wel goed geprogrammeerd voor de werking van dit broeikasgas terwijl op onze waterplaneet het klimaat overwegend wordt bepaald door watermoleculen die in de dampkring veel overvloediger aanwezig zijn. Die kritiek vraagt natuurlijk wel om een nadere onderbouwing waar dan de fout in de programmering zou kunnen schuilen.

Ik zou zeggen: de bal ligt bij u.

(Stilte) Klimaatwetenschappers moeten erkennen dat voorspellingen doen uiterst moeilijk is. Het theoretisch denken over hoe je nou waarnemingen interpreteert, loopt mijn inziens in de huidige mainstream klimatologie zo’n halve eeuw achter op de vorderingen die in andere disciplines zijn gemaakt om op zich onverwachte verschijnselen te verklaren. Sinds de jaren zestig is er progressie met betrekking tot de zogenaamde complexiteit/chaostheorie. En het verbaast mij vervolgens hoe primitief door de mainstream klimatologen wordt gereageerd op kritiek die, zeg maar oudere wetenschappers uit andere disciplines, op de huidige gedachtegang van die mainstreamers hebben. Ze worden in de hoek gezet als ‘ondeskundigen’ omdat ze niet in het vak ‘klimatologie’ zijn opgeleid. Maar wie is dat wel eigenlijk?

Er zijn er heel wat.

(Opverend) Het dringt maar niet door tot de aanhangers van de broeikastheorie dat de kritiek van de antagonisten zich richt op mogelijke principiële fouten in de wijze van hun wetenschapsbeoefening. Een kritiek dus die niet primair wordt bepaald door deskundigheid, kennis van zaken, maar door nuchter nadenken over klimatologische grondbeginselen hoe men tot bepaalde conclusies komt. En onder die criticasters zijn velen die uitzonderlijke wetenschappelijke prestaties hebben verricht. Eerlijk: ook deze erkende ‘geleerden’ kunnen zich vergissen. Maar de mainstreamer wordt uitgenodigd met een logisch onderbouwde tegenspraak te komen. En daarmee bedoel ik niet het ‘napraten’ van andere deskundigen die uit de literatuur worden opgeroepen.

Het is schrikbarend hoe vanuit het IPCC een dreigend sterk effect van een broeikasgas wordt gepropageerd!

Laat ik een tussenopmerking maken: we moesten rond 1980 met een aantal  groepen degelijke wetenschappelijke bestuurders, na de democratische revolutie van 68, adviseren wat betreft selectie van onderzoekers op kwaliteit. Ik heb in een stuk of vier van die groepen meegedraaid met de opdracht ‘saneren’. We verwierven onder de betrokkenen die we aanraadden om bijvoorbeeld een zeilschool te beginnen, in plaats van zogenaamd wetenschappelijk door te ploeteren, de bijnaam: De moordenaars met de fluwelen sjaal.

Jaren geleden liep ik bij ons voor de deur een slachtoffer van zo’n sanering uit de jaren ’80 tegen het lijf die me aansprak met: ‘Ik heb U destijds vervloekt, maar nu ik een zeilschool run, moet ik u eigenlijk dankbaar zijn.’ Helaas, ik ben niet meer in de positie om voorstellen voor sanering op kwaliteit te doen. Ik ben echter stellig van mening dat als een minister van O&W sanering zou durven overwegen, het aantal medewerkers in faculteiten milieu aan universiteiten met totaal 2000 te verminderen, dit het voortschrijdend inzicht in de milieukunde niet zou belemmeren, in tegendeel zou verbeteren.  10^9 Euro besparing!.

Maar probeer zo’n boodschap nu maar eens met fluwelen handschoen over het voetlicht te brengen? Kwaliteit van wetenschapsbeoefening en voortschrijdend inzicht drijft niet op aantallen onderzoekers, maar op een kleine top van 10% die adequaat wetenschappelijke leiding weet te geven.

En hoe zit het met het IPCC?

Het is schrikbarend hoe vanuit het IPCC een dreigend sterk effect van een broeikasgas wordt gepropageerd! En daarmee een politiek doemscenario probeert op te dringen: er is geen bewijs voor. De kring van onderzoekers die IPCC review rapporten redigeren, zeg maar de lead authors, zijn geen grote ‘geleerden’ die wat betreft algemeen wetenschappelijk inzicht direct uitblinkers zijn. Het wordt tijd dat gerenommeerde onderzoekers in andere disciplines in opstand komen tegen de gang van zaken in het hedendaagse klimatologisch onderzoek. Tot nu toe is hun houding, bijvoorbeeld in een gezelschap als de KNAW, ‘we respecteren de kwaliteitsbeoordeling van onze collega-leden onvoorwaardelijk.’ Maar dat kan niet meer!

De KNAW moet flink worden opgeschud?

Sir Mcfarlane Burnet.

Ja, wat mij aan de andere kant ook verwondert is dat binnen de kring van de mainstream klimaatonderzoekers ook weinig kritisch op doem-scenario’s wordt gereageerd. Sir Mcfarlane Burnet, immunoloog en Nobelprijswinnaar, schreef midden vorige eeuw een boekje: How to be a scientist? Wat daarvan bij mij is blijven hangen is zijn inschatting: Wie niet in staat is een hypothese die hij/zij een vorige dag heeft ontwikkeld en meent experimenteel te hebben onderbouwd, maar niet bereid is de volgende ochtend die hypothese toch in beginsel weer te verwerpen, is geen wetenschapper.

U bent van huis uit helemaal geen klimaatwetenschapper.

Klopt, maar in mijn jeugd was ik al gefascineerd door weerkunde en klimatologie. Mijn ouders gaven mij het bekende driedelige werk van Minnaert, ‘De natuurkunde in het vrije veld’. Tijdens mijn studententijd, ik koos uiteindelijk voor chemie, was lid van de afdeling Delft van de Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde. Ik studeerde af als chemisch proces ingenieur maar kwam daarna terecht op het Medisch Biologisch Laboratorium van TNO. Een multidisciplinair gezelschap van dertig fysici, chemici, biologen en medici die wekelijks van gedachte wisselden op zaterdagochtend in een seminar en over de grenzen van hun eigen discipline heen kritiek uitoefenden op hun verschillende benaderingen van wetenschappelijke problemen. Werd een ‘generalist’ die me uiteindelijk op het niveau bracht van wetenschappelijk lid van de raad van bestuur van TNO.

Hoe kwam u dan in het klimaat terecht?

Ik kwam het op het spoor nadat ik was gevraagd om de berekeningen van de bekende hockeystick van Michael Mann tegen het licht te houden. Hij werd beschuldigd van bewust verkeerd omgaan met data. Zoals veel onterechte beschuldigingen van fraude, vaak veroorzaakt door na-ijver van collega’s, kon ik Mann’s presentatie slechts terug brengen tot onkunde. Hij had onvoldoende inzicht in wat de betekenis van de boomring analyse is. Of, vriendelijker gezegd: vergissen is menselijk …

Gert Jan van Oldenborgh van het KNMI stelde onlangs in de Volkskrant over de relatie tussen CO2 en temperatuursverhoging: ‘Ik ken in het klimaat niets, maar dan ook niets dat zo’n sterke correlatie vertoont.’ Het is volgens hem een ijzeren wetmatigheid, na anderhalve eeuw van metingen.

(Resoluut) Ik vind het een onverantwoorde uitspraak. Het is bluf.

Men gaat verder in de Volkskrant: Maar zijn broeikasgassen ook de hoofddader? Kan er niet stiekem een andere, nog onbekende factor in het spel zijn? Klimaatwetenschappers achten dat hoogst onwaarschijnlijk. Zo wees een recente statistische analyse uit dat er geen aanwijzing is voor zo’n nog verborgen x-factor. ‘Geloof me, die is er ook gewoon niet’, zegt Van Oldenborgh. ‘Reken maar dat we ons allemaal gek hebben gezocht. Want als je hier een gat in kunt schieten, sta je meteen in Nature.’

Van Oldenborgh is ongetwijfeld een gerespecteerd onderzoeker met name op het gebied van modellen voor zee-lucht interacties. Maar de uitspraak dat de klimaat-modelleurs zich ‘gewoon’ rot hebben gezocht naar de x factor lijkt mij veel te ver te gaan. Bij het natuurwetenschappelijk onderzoek is nooit iets ‘gewoon zo’. Ook niet als een model in overeenstemming is met waarnemingen. Er blijkt nog al eens een ander model mogelijk te zijn dat ook, of beter met de waarnemingen overeen komt. Dat is de ervaringen van modelleurs in andere disciplines, bijvoorbeeld van Guus Berkhout in de seismologie. En de mijne in de enzymologie, met modellen van eiwitstructuren.

Maar goed, we hadden het over het klimaat.

Mag ik toch even uitweiden? Ieder eiwit heeft een unieke lineaire volgorde van aminozuren. Deze keten gaat zich vervolgens in een ruimtelijk structuur vouwen onder invloed van de moleculaire krachten die de aminozuren in de keten op elkaar uitoefenen. Die krachten zijn wel bekend. Op basis daarvan is men enige decennia geleden databanken voor ruimtelijke eiwitstructuren gaan inrichten. Maar in de loop van de tijd bleken toch heel wat van die modellen niet te kloppen en blijkt een keten van aminozuren zich toch anders te kunnen vouwen dan berekend. Zo kijk ik ook tegen klimaatmodellen aan.

      Sommigen zeggen over ons model: ‘You have a point’.

Er is meer dan alleen CO2 …

Precies. In de atmosfeer zijn vele krachten naast elkaar werkzaam die in het complexe systeem mogelijk anders uitwerken dan met op het eerste gezicht zou verwachten. Als men er vanuit gaat dat CO2 een alles overheersende kracht is om klimaatverandering te bewerkstelligen, lijkt mij dit ‘gewoon’ kortzichtig. Alleen al gezien de waarnemingen op een geologische tijdschaal. En helemaal niet van kennis te getuigen die in andere disciplines met complexe systemen is opgedaan. Naar mijn mening tonen de meeste mainstream klimatologen veel te weinig belangstelling voor inzichten die in het vak, voordat de CO2 hype rond 1965 de overhand kreeg, zijn verworven. Er is niet zoveel nieuws onder de zon. Men werkt in de hedendaagse klimatologie vooral met schema’s van berekende jaarlijks gemiddelde (warmte-) energiestromen. Maar in een handboek anno 1948 kan men al zo’n schema aantreffen dat maar een paar Joules verschilt van de hedendaagse. Met één belangrijk verschil wat betreft interpretatie. En die betreft de controlerende werking van de watercyclus (op onze waterplaneet) op de oppervlakte temperatuur. Ik meen inmiddels de onderschatting daarvan in hedendaagse klimaatmodellen te hebben aangetoond. Zie www.arthurrorsch.com.

Sommigen zeggen over ons model: ‘You have a point’. Maar men vraagt om nadere kwantificering. En daarmee ben ik dus nog even bezig. Kortom, we hebben onder de wetenschappelijk geschoolde critici van de AGW-hype weinig vertrouwen in de wijze waarop naar een verondersteld overheersend effect van CO2 wordt toegewerkt. En twijfels over de rechtvaardiging dat deze opvatting naar publiek en politiek mag worden overgedragen met een ‘kreet’ zoals Van Oldenborgh die slaakt in de Volkskrant.

     Wat denkt u uiteindelijk te bereiken met uw studies?

Dat ik de belangstelling krijg van jonge onderzoekers die het stokje durven overnemen, in opstand komen tegen hun leidinggevende ‘experts’ onder eerder genoemd adagium van Burnet: Durf je hypothese van de vorige dag, zelf weer te verwerpen. Blijf er vrolijk onder, begin niet met doemdenken. ‘ Even uithuilen en opnieuw beginnen.’ Dat is de kern van creatieve wetenschapsbeoefening. De Latijnse spreuk ‘vergissen is menselijk’ wordt na de komma vervolgd met: perseverare autem diabolicum.

. . . als hij de samenvatting van een hedendaags 

IPCC-rapport zou lezen?

Voor een CV van de auteur zie hier. 

Gerelateerd:

 

De komende dagen treft u bijdragen aan, van en over Arthur Rörsch op Climategate.nl.