De toestand van het klimaat in Nederland 2003
De toestand van het klimaat in Nederland 2003
De windrichting bepaalt voor een groot gedeelte de dagelijkse temperatuur in Nederland. Zo is in de winter een oostenwind, die lucht aanvoert over land, koud en een westenwind, die lucht aanvoert over zee, zacht. Uit welke hoek de wind waait is voor een groot gedeelte toevallig: het weer is chaotisch.

Ook de maandgemiddelde temperatuur varieert sterk met de overheersende windrichting, soms wel met vijf graden in de winter en twee graden in de zomer. Naarmate over nog langere perioden wordt gemiddeld, neemt de grillige invloed van de wind af. De langjarige veranderingen die overblijven bestaan uit een restant van toevallige weerfactoren, lokale langjarige klimaatfluctuaties, bijvoorbeeld als gevolg van abnormale zeewatertemperaturen, en wereldwijde klimaatveranderingen.

In hoeverre volgt de Nederlandse temperatuur het wereldgemiddelde? de wereldgemiddelde temperatuur varieert van jaar tot jaar onder invloed van een aantal natuurlijke factoren en, sinds het midden van de twintigste eeuw, mede onder invloed van de mens. De belangrijkste factoren zijn in willekeurige volgorde:


  • Vulkaanuitbarstingen. Het vrijkomende vulkaanstof koelt het aardoppervlak tijdelijk af.
  • Variaties in de sterkte van de zonnestraling. Processen op de zon geven kleine wisselingen in de hoeveelheid energie die de aarde bereikt waardoor de atmosfeer kan opwarmen of juist kan afkoelen.
  • El Niño's. De hoge zeewatertemperaturen die gepaard gaan met El Niño warmen de atmosfeer op.
  • Het chaotisch karakter van het klimaatsysteem. Ook bij gelijkblijvende omstandigheden heeft het klimaat de neiging te fluctueren, zoals een wapperende vlag.
  • De hoeveelheid broeikasgassen en onnatuurlijke stofdeeltjes (aerosolen) in de atmosfeer. Broeikasgassen warmen de lagere atmosfeer op, onnatuurlijke stofdeeltjes koelen de atmosfeer af. Gezamenlijk verhogen ze de wereldgemiddelde temperatuur.

Vanaf het midden van de 20e eeuw is, over langere perioden genomen, het door de mens versterkte broeikaseffect van al deze invloeden waarschijnlijk de grootste.

Het verband tussen de wereldgemiddelde jaartemperatuur en de jaartemperatuur in Nederland kan worden onderzocht door te kijken in hoeverre de veranderingen in beide reeksen die in de loop van de 20e eeuw zijn opgetreden parallel verlopen. In Nederland zijn de variaties van jaar tot jaar vrij groot: gemiddeld 0,6 °C. Dat is evenveel als de totale toename van de wereldgemiddelde temperatuur in de 20e eeuw. De langzame veranderingen komen daarom beter tot uiting als wordt gekeken naar het verloop van het gemiddelde over tien jaar. De wereldgemiddelde temperatuur laat dan een stijging zien van 1900 tot 1940. Vervolgens is er een constant verloop tot 1970 en uiteindelijk een stijging tot aan het heden (zie figuur 2.1). De temperaturen in Nederland sluiten daar goed bij aan. Eerst vertoont de reeks een opwarming van 1900 tot 1950, vervolgens een vlak verloop tot begin jaren 60 en uiteindelijk een opwarming tot aan het heden (zie figuur 2.1). Zo op het oog is een verband tussen beide dus niet onwaarschijnlijk.

Statistische berekeningen versterken dit vermoeden. Beschouwen we de Nederlandse tienjaargemiddelde temperaturen in de loop van de 20e eeuw als volstrekt toevallige afwijkingen rond het Nederlandse eeuwgemiddelde dan blijken de schommelingen gemiddeld 0,4°C te bedragen. Gaan we er daarentegen van uit dat de temperatuur in Nederland varieert rond het verloop van de wereldgemiddelde temperatuur dan blijken de schommelingen en daarmee de toevalsfactor te halveren tot 0,2°C . Blijkbaar verklaart het verloop van de wereldgemiddelde temperatuur ongeveer de helft van het verloop van de tienjaargemiddelde temperatuur in Nederland. Dit resultaat is niet specifiek voor Nederland: voor de rest van Europa worden vergelijkbare resultaten gevonden. Verder blijkt dat gedurende de tweede helft van de 20e eeuw Nederland meer dan gemiddeld is opgewarmd in de late winter en het vroege voorjaar. In de volgende paragraaf wordt die extra opwarming in verband gebracht met veranderingen in het windklimaat.

Het statistisch verband tussen de Nederlandse temperatuur en het wereldgemiddelde
De Climatic Research Unit van de Universiteit van East Anglia houdt de wereldgemiddelde temperatuur bij aan de hand van metingen op vele honderden stations over de hele aarde. De gegevens zijn gecorrigeerd voor onder meer veranderingen in meetapparatuur, meetomstandigheden en de toenemende invloed van verstedelijking. Ze worden wereldwijd gebruikt in klimaatstudies. Dit rapport gaat uit van de reeks die in 2002 beschikbaar is gekomen.


De temperatuur in De Bilt wordt bijgehouden door het KNMI. In dit hoofdstuk maken we gebruik van een meetreeks die is gecorrigeerd voor verplaatsing en veranderingen in de meetlocatie, verlaging van de meethoogte en effecten van verstedelijking. Details over deze nieuwe reeks zullen in 2003/2004 door het KNMI worden gepubliceerd.

De geleidelijke variaties tonen op het oog eenzelfde verloop. Die samenhang komt statistisch tot uiting in de correlatie en de regressie. De correlatie is een getal dat aangeeft in welke mate twee ontwikkelingen gelijkelijk verlopen. Een correlatie van 1 betekent een volmaakte rechtlijnige samenhang terwijl 0 duidt op de afwezigheid van enig verband. De regressie is de sterkte waarmee de twee verschijnselen samenhangen. Zo betekent een regressie van 1,5 dat een temperatuurstijging in het wereldgemiddelde anderhalf keer zo sterk tot uiting komt in de temperatuur in De Bilt.

Over de hele eeuw genomen blijkt uit de correlatie van 0,5 ± 0,2 dat er een statistische samenhang is tussen de ontwikkeling van de wereldgemiddelde temperatuur en de temperatuur in De Bilt. De lage correlatie (0,3 ± 0,3) in de eerste helft van de eeuw en de hoge (0,6 ± 0,2) in de tweede laten zien dat de samenhang vooral in de tweede helft van de eeuw tot uiting gekomen is. Verder tonen de lage regressie (0,8 ± 0,9) in de eerste helft en de hoge regressie (2,2 ± 0,9) in de tweede helft van de eeuw dat in de tweede helft de temperatuur in De Bilt relatief sterk gestegen is ten opzichte van het wereldgemiddelde.

Nadere analyse (hier niet weergegeven) laat zien dat die extra opwarming plaatsvond in de maanden februari, maart en april. Die periode correspondeert met de late winter en het vroege voorjaar. In hoofdstuk 1 is geconcludeerd dat Nederland in de laatste decennia vooral is opgewarmd tijdens de winter en het voorjaar. Hier blijkt dus dat dat niet geldt voor het wereldgemiddelde.

Tabel 2.1. Correlaties en regressies tussen de temperatuur in De Bilt en de wereldtemperatuur. De werkelijke waarde ligt met 95% kans in de aangegeven intervallen.


1901-20021901-19501951-2002
Correlatie0,5 +/- 0,20,3 +/- 0,30,6 +/- 0,2
Regressie1,5 +/- 0,508, +/- 0,92,2 +/- 0,9

Figuur 2.1 Het verloop van de jaargemiddelde temperatuur in De Bilt en de wereld. De wereldtemperatuur is uitgedrukt in de afwijking ten opzichte van het gemiddelde over 1961-1990. De rode lijn is het gemiddelde van 10 jaar. Data: voorlopige gecorrigeerde temperatuurreeks van De Bilt, de wereldgemiddelde temperatuur, Climate Research Unit, University of East Anglia, UK.
Figuur 2.1 Het verloop van de jaargemiddelde temperatuur in De Bilt en de wereld. De wereldtemperatuur is uitgedrukt in de afwijking ten opzichte van het gemiddelde over 1961-1990. De rode lijn is het gemiddelde van 10 jaar. Data: voorlopige gecorrigeerde temperatuurreeks van De Bilt, de wereldgemiddelde temperatuur, Climate Research Unit, University of East Anglia, UK.



In hoeverre bepaalt de windrichting de opwarming van Nederland? Zoals hierboven opgemerkt, leert de ervaring dat de temperatuur in Nederland in het algemeen sterk afhangt van de overheersende windrichting. Een goed begrip van de opwarming van Nederland vraagt dus om een goed inzicht in de rol van de wind.

Er zijn twee manieren waarop de wind het verloop van de gemiddelde temperatuur in Nederland kan beïnvloeden.

Ten eerste zou het temperatuureffect van bepaalde windrichtingen in de loop der tijd kunnen veranderen. Zo zou bijvoorbeeld de warme oostenwind in de zomer iets warmer geworden kunnen zijn. Deze mogelijkheid is onderzocht door per seizoen en per windrichting te bepalen of de bijbehorende temperatuur in De Bilt in de loop van de 20e eeuw is veranderd. Het blijkt dat bij vrijwel alle windrichtingen een gelijke opwarming heeft plaatsgevonden in ongeveer dezelfde mate als de totale opwarming van Nederland. Dit effect hangt samen met de uniforme wereldwijde opwarming die ter sprake kwam in de vorige paragraaf.

De andere mogelijkheid is het vaker of juist minder vaak voorkomen van bepaalde warme of koude windrichtingen. Dit is onderzocht met een statistisch model dat de temperatuurvariaties in De Bilt uitsluitend relateert aan de maandelijks gemiddelde windrichting. Het blijkt dat variaties in de overheersende windrichting 60% van de jaar-op-jaar variaties van de jaargemiddelde temperatuur bepalen. Met behulp van het model is de invloed van langzame verschuivingen in de overheersende windrichting op het langjarige temperatuurverloop in De Bilt vastgesteld (zie figuur 2.2b). Het blijkt dat de wind tussen 1910 en 1960 een afkoeling van 0,7°C heeft veroorzaakt en een evenzo grote opwarming vanaf 1960 tot aan het heden. De koude weertypen overheersten meer tussen 1940 en 1970, terwijl aan het begin en het eind van de eeuw juist de warme weertypen dominanter waren.

De vraag rijst nu waar deze langjarige variaties verband mee houden. Het grootste deel blijkt samen te hangen met de grilligheid van het klimaatsysteem. De maanden februari, maart en april vormen hierop een uitzondering. Gedurende deze maanden laat de tweede helft van de 20e eeuw een sterke toename van zuidwestelijke luchtstromingen zien, die moeilijk aan het toeval is toe te schrijven. Hierop wordt nader ingegaan in het volgende hoofdstuk.

Over de eeuw als geheel vertoont de invloed van de wind geen trend die van invloed is op de temperatuur. Veranderingen in de gemiddelde windrichting kunnen de waargenomen temperatuurstijging in de loop van de 20e eeuw in De Bilt dan ook niet verklaren. Ontwikkeling van de Nederlandse jaargemiddelde temperatuur
De ontwikkeling van de jaargemiddelde temperatuur in De Bilt in de loop van de 20e eeuw wordt in dit hoofdstuk gerelateerd aan de wereldgemiddelde temperatuur en de lokale invloed van de windrichting. Aan de hand van figuur 2.2 kunnen de beide invloeden eerst los en vervolgens gecombineerd worden vergeleken met de werkelijk opgetreden temperaturen.
De temperatuur in De Bilt loopt in algemene zin gelijk aan het wereldgemiddelde, al blijven allerlei details onverklaard. De invloed van de windrichting laat een tegengesteld beeld zien. De overeenstemming is hier juist meer gelegen in de details en niet in de grote lijn. Tezamen blijken de beide factoren de temperatuurontwikkeling in De Bilt uitstekend te kunnen verklaren.

Figuur 2.2 a) De samenhang met de wereldgemiddelde temperatuur, b) de overheersende windrichting en c) beide effecten tezamen, op de tienjaargemiddelde temperatuur in De Bilt. Ter vergelijking is in iedere grafiek ook de waargenomen temperatuur opgenomen. Data: wereldgemiddelde temperatuur, Climate Research Unit, University of East Anglia, UK, op basis van windrichting gereconstrueerde temperatuur in De Bilt (zonder inflatiefactor), op basis van windrichting en wereldgemiddelde temperatuur gereconstrueerde temperatuur in De Bilt (zonder inflatiefactor).
Figuur 2.2 a) De samenhang met de wereldgemiddelde temperatuur, b) de overheersende windrichting en c) beide effecten tezamen, op de tienjaargemiddelde temperatuur in De Bilt. Ter vergelijking is in iedere grafiek ook de waargenomen temperatuur opgenomen. Data: wereldgemiddelde temperatuur, Climate Research Unit, University of East Anglia, UK, op basis van windrichting gereconstrueerde temperatuur in De Bilt (zonder inflatiefactor), op basis van windrichting en wereldgemiddelde temperatuur gereconstrueerde temperatuur in De Bilt (zonder inflatiefactor).



Conclusie
Samengevat komen we tot de volgende beschrijving van de ontwikkeling van de Nederlandse temperatuur in de loop van de 20e eeuw. Voor perioden langer dan tien jaar loopt de temperatuur in ons land grotendeels parallel met de wereldgemiddelde temperatuur. De toename van de Nederlandse temperatuur in de loop van de 20e eeuw hangt dus vooral samen met de wereldwijde opwarming. Op zijn beurt wordt het wereldgemiddelde vooral beïnvloed door vulkaanuitbarstingen, de zonneactiviteit, chaotische fluctuaties en vanaf het midden van de 20e eeuw het door de mens versterkte broeikaseffect. Het broeikaseffect is tegenwoordig waarschijnlijk de overheersende factor.
Van jaar tot jaar worden de temperaturen in Nederland hoofdzakelijk bepaald door veranderingen in de overheersende windrichting. Op langere termijn vervagen die invloeden, al zijn ze niet verwaarloosbaar. In het bijzonder zijn de late winters/vroege lentes in de tweede helft van de 20e eeuw aanmerkelijk warmer geworden door veranderingen in de overheersende windrichting. In het volgende hoofdstuk wordt bekeken waar die veranderingen in het windklimaat vandaan zouden kunnen komen.