Door William Kininmonth.

Het klimaatsysteem is ongelooflijk complex en moeilijk in lekentermen te beschrijven. De eenvoudige constructie van stralingsforcering, zoals toegepast in computermodellen, is echter breed aanvaard in de wetenschappelijke gemeenschap. Maar nadere, systematische analyses tonen aan dat de antropogene hypothese van de opwarming van de aarde fundamenteel gebrekkig is. Bovendien overdrijft de toepassing van het stralingsforcerende construct in computermodellen de gevoeligheid van modeltemperatuur voor kooldioxideforcering.

Thomas Kuhn schreef in zijn boek Structure of Scientific Revolutions dat wetenschappers dogmatisch vasthouden aan een paradigma, zelfs ondanks toenemend bewijs van het tegendeel. Het paradigma stort uiteindelijk ineen wanneer het tegengestelde bewijs overweldigend wordt. Het paradigma wordt vervangen door een nieuw paradigma waarvan de essentiële feiten al bekend waren.

De woordvoerders van de wetenschap inzake gevaarlijke opwarming van de aarde verdedigen dogmatisch hun paradigma en ontkennen tegengestelde standpunten. Het klimaatcatastrofeparadigma zal alleen instorten wanneer de politieke klasse zich realiseert dat de kosten van het voortzetten van de huidige beleidskoers onbetaalbaar zijn, en bereid is een alternatief te accepteren.

Het is al duidelijk dat het huidige klimaatcatastrofe-paradigma gebaseerd is op verkeerde aannames, maar dat de wetenschappelijke elite dit niet zal toegeven.

Broeikasgassen verwarmen de atmosfeer niet.

Dit is een grafiek van het wereldwijde en jaarlijkse gemiddelde energiebudget van de aarde, gemaakt door Kiehl en Trenberth van het Amerikaanse National Center for Atmospheric Research (Bulletin of the American Meteorological Society, 1887) en gebruikt in het derde beoordelingsrapport van IPCC uit 2001.

Broeikasgassen zenden zowel langgolvige straling uit als absorberen ze. De pijlen naar rechts (die de langgolvige stralingsstroom weergeven) laten zien dat de aarde 390 W/m2 langgolvige straling uitzendt, waarvan 350 W/m2 wordt geabsorbeerd door de broeikasgassen, wolken en aerosolen, en de overige 40 W/m2 gaat rechtstreeks naar de ruimte. Daarnaast zenden de broeikasgassen, wolken en aerosolen 195 W/m2 langgolvige straling uit naar de ruimte en 324 W/m2 langgolvige straling terug naar de oppervlakte. Dat wil zeggen, de broeikasgassen, wolken en aerosolen zenden constant 169 W/m2 (324 + 195 -350) meer langgolvige stralingsenergie uit dan ze absorberen. Zelfs inclusief de 67 W/m2 geabsorbeerde zonnestraling blijft er een tekort over van 102 W/m2.

De conclusie is dat stralingsprocessen de neiging hebben om de atmosfeer af te koelen. In feite werken de broeikasgassen van de atmosfeer (voornamelijk waterdamp) als de radiator van een automotor en geven ze warmte af aan de ruimte. Dit is in tegenspraak met de wijdverbreide opvatting dat broeikasgassen de atmosfeer opwarmen.

De atmosfeer koelt niet echt af omdat 102 W/m2 energie vanaf het oppervlak de atmosfeer in stroomt als warmte (24 W/m2) en verdamping van latente warmte (78 W/m2). De atmosfeer is in energiebalans, maar het zijn niet de broeikasgassen die de atmosfeer warm houden.

Stralingsforcering kan de atmosfeer niet opwarmen

De basis van de antropogene hypothese van de opwarming van de aarde is dat een toenemende concentratie van kooldioxide (CO2) de langgolvige straling naar de ruimte zal verminderen over de golflengten waarop CO2 actief is (dat is juist). Dat wil zeggen, zo wordt beweerd, zal de vermindering van langgolvige straling naar de ruimte de energiebalans aan de bovenkant van de atmosfeer verstoren (geabsorbeerd minus gereflecteerde zonnestraling = langgolvige emissie naar de ruimte). Er wordt aangenomen (en gemodelleerd – zie het baanbrekende artikel van de onlangs erkende Nobelprijswinnaar SyuKuro Manabe en zijn collega Richard Wetherald: 1967, Journal of the Atmospheric Sciences) en de vastgehouden energie zal de atmosfeer opwarmen totdat een nieuwe stabiele toestand is bereikt. Er wordt beweerd dat het oppervlak en de atmosfeer zo opwarmen dat de toegenomen langegolfemissie van de hogere temperatuur de stralingsbalans aan de bovenkant van de atmosfeer herstelt. Verder wordt aangenomen dat er geen netto verandering is in de energie aan het oppervlak. Dat wil zeggen, alle energie die wordt vastgehouden door de vermindering van de langegolfemissie naar de ruimte naarmate de CO2 toeneemt, wordt gebruikt om de atmosfeer te verwarmen.

De vermindering van langgolvige straling naar de ruimte vanaf een verdubbeling van de CO2-concentratie is in de orde van grootte van 4 W/m2. Zoals hierboven aangegeven, is het voortdurende energieverlies door stralingsprocessen echter ongeveer 102 W/m2 en stralingsprocessen hebben de neiging om de atmosfeer af te koelen.

Het druist in tegen de logica dat een kleine vermindering van het lopende stralingsenergieverlies (102 W/m2 min 4 W/m2 = 98 W/m2) afkoeling van de atmosfeer zal veranderen in opwarming. Opwarming kan alleen plaatsvinden als er geen andere energie-uitwisselingsprocessen veranderen, een heroïsche aanname om toe te schrijven aan het complexe klimaatsysteem.

De aanname dat de energie van de afnemende langgolvige straling naar de ruimte wordt vastgehouden in de atmosfeer om opwarming te genereren, verklaart waarom computermodellen zo gevoelig zijn voor veranderingen in de CO2-concentratie. De atmosfeer heeft een lage thermische capaciteit (relatief lage dichtheid en lage soortelijke warmte). De thermische capaciteit van de atmosfeer is gelijk aan die van de bovenste 4 meter van de oceaan. De gebrekkige aanname dat vastgehouden langgolvige stralingsenergie de atmosfeer verwarmt, gecombineerd met de lage thermische capaciteit van de atmosfeer, verklaren waarom de temperatuur van de atmosfeer van het computermodel gevoelig is voor CO2-verandering.

De aarde is niet in stralingsbalans

De stralingsforcerende constructie is gebaseerd op de aanname dat de aarde in stralingsevenwicht is met de ruimte: geabsorbeerde zonnestraling is gelijk aan langgolvige straling die naar de ruimte wordt uitgezonden. De aarde is echter bolvormig en de meeste zonnestraling wordt geabsorbeerd boven de tropen. Bijgevolg wordt er boven de tropen meer zonnestraling geabsorbeerd dan langgolvige straling naar de ruimte wordt uitgezonden. Daarentegen wordt op middelhoge en hoge breedtegraden meer langgolvige straling naar de ruimte uitgezonden dan zonnestraling wordt geabsorbeerd. Nergens is er een stralingsbalans aan de bovenkant van de atmosfeer. De aarde als geheel bevindt zich slechts in een bijna-stralingsbalans. Warmte wordt constant getransporteerd van de tropen naar de poolgebieden door de circulaties van de op elkaar inwerkende oceaan- en atmosfeervloeistoffen. Als gevolg van het voortdurende warmtetransport naar de polen zijn de middelste en hoge breedtegraden warmer dan onder de lokale stralingsbalans, en zijn de tropen koeler.

Nettostraling aan de bovenkant van de atmosfeer (uit Kevin Trenberth en Julie Caron, 2001. Journal of Climate).

De intensiteit van langgolvige straling naar de ruimte is een functie van de temperatuur; het is de intensiteit van straling naar de ruimte die varieert met de temperatuur, niet andersom. De oppervlaktetemperatuur van de aarde schommelt jaarlijks in een bereik van ongeveer 3oC, voornamelijk vanwege de verschillende disposities van oceanen en landoppervlakken op de halfronden. De intensiteit van langgolvige straling naar de ruimte varieert zowel regionaal (afhankelijk van de breedtegraad en kenmerken van het landoppervlak of de oceaan) als per seizoen. Kleine veranderingen in emissie-intensiteit naar de ruimte als gevolg van veranderende CO2-concentraties zullen grotendeels verloren gaan als oceaan- en atmosfeercirculaties zich aanpassen aan de seizoensforcering door zonnestraling. De thermodynamica van het klimaatsysteem werkt altijd aan stralingsbalans maar bereikt nooit hetzelfde; soms overtollige zonnestraling absorberen, dan weer meer langgolvige straling uitzenden. De meetfout van het globale energiebudget is in de orde van grootte van 3 Watt/m2

Volg de energiestroom

Het begrijpen van klimaatverandering vereist kennis van de energiestroom door het klimaatsysteem en hoe kleine veranderingen de omvang van de energiestroom kunnen beïnvloeden. Het globale energiebudget (het bovenste diagram) geeft wel enkele statistische kenmerken van het klimaatsysteem, maar het middelingsproces misleidt op belangrijke punten. Het is waar dat de broeikasgassen, wolken en aërosolen van de atmosfeer meer langgolvige straling uitzenden dan ze absorberen. Ook worden deze stralingsenergieverliezen gecompenseerd door een warmtestroom en latente energie van het oppervlak. Echter, zoals hierboven beschreven, is er geen indicatie uit de weergave dat oppervlakte-eigenschappen belangrijk zijn, noch is het duidelijk dat poolwaarts warmtetransport belangrijk is.

Zonnestraling gaat met weinig verzwakking door de atmosfeer. Sommige straling wordt door wolken en het oppervlak naar de ruimte gereflecteerd; het is de rest die aan de oppervlakte wordt geabsorbeerd. Over landoppervlakken wordt de geabsorbeerde energie teruggestuurd als netto langgolvige stralingsemissie (oppervlakte-emissie min langgolvige straling uitgezonden door de atmosfeer en geabsorbeerd aan het oppervlak), en de stroom van warmte en latente energie naar de atmosferische grenslaag (de lucht nabij het oppervlak ). De snelheid van energie-uitwisseling bij elk van deze processen varieert met de oppervlaktetemperatuur, maar het totale energieverlies compenseert de geabsorbeerde zonnestraling. De geabsorbeerde zonnestraling varieert volgens een seizoenscyclus, waarbij de snelheden van netto langegolfstralingsverlies, warmtewisseling en verdamping van latente energie dienovereenkomstig worden aangepast. De oppervlaktetemperatuur stijgt en daalt met de dagelijkse en seizoensgebonden veranderende zonneabsorptie.

Over de tropische oceanen wordt een deel van de geabsorbeerde zonnestraling door de stromingen naar het polen getransporteerd; de transportsnelheid varieert met de snelheid van de zeestromingen. Het is de rest (geabsorbeerde zonnestraling min poolwaarts transport) die beschikbaar is voor uitwisseling als straling naar de ruimte of stroom van warmte en latente warmte naar de atmosferische grenslaag. Voor de tropen regelt de snelheid van het poolwaartse warmtetransport door de oceaanstromingen de temperatuur van het oceaanoppervlak. Hoe lager de oppervlaktetemperatuur, hoe minder energie beschikbaar is voor uitwisseling met de atmosfeer.

Het artikel op Rethinking the Greenhouse Effect (thegwpf.org), gepubliceerd door de Global Warming Policy Foundation, is een analyse gebaseerd op gegevens die zijn verzameld over de afgelopen 40 jaar aan satellietwaarnemingen. Enkele opvallende punten zijn:

A. De equatoriale atmosferische temperatuur wordt gereguleerd door de equatoriale oppervlaktetemperatuur van de oceaan. Het equatoriale oceaanoppervlak fluctueert op de interjaarlijkse tijdschaal geassocieerd met het El Nino-fenomeen en de atmosferische temperatuur volgt getrouw met een vertraging van ongeveer 2 maanden.

B. De trend in de temperatuur van de tropische atmosfeer volgt de langzaam opwarmende oppervlaktetemperatuur van de oceaan. De energie-uitwisseling van het opwarmende oppervlak is echter groter dan geïdentificeerd door de stijging van de atmosferische temperatuur vanwege de snel toenemende verdampingssnelheid (d.w.z. latente warmte-uitwisseling) – bijna 8 procent per graad Celsius temperatuurstijging van het oceaanoppervlak.

C. De extra energie die naar de tropische atmosfeer stroomt, wordt door de wind naar het polen getransporteerd en het transport is het sterkst tijdens de wintermaanden.

D, De opwarming boven de Noordpool is aanzienlijk groter dan elders; de sterkste opwarming is tijdens de winterse duisternis, wanneer het energietransport vanuit de tropen door de wind maximaal is.

E. De opwarming boven de middelste en hoge breedtegraden resulteert in een vroege dooi in de lente en later in de herfst. Dat wil zeggen, de zomersmeltperiode voor ijs is verlengd, maar wat nog belangrijker is, het groeiseizoen is verlengd. De combinatie van een langer groeiseizoen en een verhoogde kooldioxideconcentratie in de atmosfeer (essentiële plantenvoeding) heeft geresulteerd in een waargenomen vergroening van de planeet.

F. De toenemende CO2-concentratie en de toegenomen emissie van langgolvige straling terug naar het oceaanoppervlak kunnen de opwarmende equatoriale oceaantemperatuur niet verklaren. De opwarming komt overeen met de vertraging van de Atlantische Golfstroom en het verminderde transport van warmte door de oceanen naar de polen.

Samenvatting

De antropogene hypothese van de opwarming van de aarde is gebaseerd op gebrekkige wetenschap: de vermindering van langgolvige straling naar de ruimte naarmate de CO2-concentratie toeneemt, verwarmt niet direct de atmosfeer en het oppervlak (een fundamentele aanname in de IPCC-beoordelingsrapporten). De foutieve aanname is de constructie om veranderende kooldioxideconcentraties mee te nemen in klimaatmodellen. Klimaatmodellen zijn ten onrechte gevoelig voor veranderende CO2-concentraties vanwege de lage thermische capaciteit van de atmosfeer. De modeltemperatuur reageert overmatig op de constructie van stralingsforcering. In werkelijkheid kan de veranderende CO2-concentratie alleen het oppervlakte-energiebudget beïnvloeden. Aan de oppervlakte is waterdamp echter het dominante broeikasgas en maskeert het het effect van elke verandering in de CO2-concentratie sterk.


Het veranderende wereldklimaat, inclusief de regionale en seizoensgebonden kenmerken, kan worden verklaard door natuurlijke processen, met name de vermindering van het warmtetransport naar de polen naarmate de Golfstroom is vertraagd. Studies van equatoriale koralen wijzen op opwarming van de oppervlaktetemperaturen van de equatoriale oceaan sinds het begin van de 19e eeuw, toen het klimaat begon op te warmen vanaf de kleine ijstijd.

U zult de opmerking aan het einde van de GWPF-paper opmerken: de wetenschappers van de Royal Society en het UK Met Office ervoor kiezen om niet in discussie te gaan over dit onderwerp.

Het wordt steeds duidelijker dat het transformeren van wereldwijde energie van fossiele brandstoffen naar wind- en zonnebronnen niet haalbaar is. Bovendien worden de stijgende kosten onbetaalbaar, zelfs voor de meest welvarende landen. Het wordt beslist tijd dat regeringen, als goed openbaar beleid, een mening zoeken die onafhankelijk is van het IPCC over de waarheidsgetrouwheid van de antropogene hypothese van de opwarming van de aarde en de bijbehorende computermodellen.

***

​Over de auteur

William Kininmonth was hoofd van het National Climate Centre van het Meteorologische Bureau van Australië en voormalig leider van de Australische delegatie naar het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC).

Voor meer informatie zie hier.

***