De opwarming van Nederland is de laatste paar jaar doorgaan: 2002 was met 10,8°C in De Bilt bijna even warm als de recordjaren 1990, 1999 en 2000. Ook wereldwijd was 2002 maar net koeler dan het warmste jaar van de afgelopen 150 jaar, 1998. Toen zorgde een grote El Niño voor extra warmte.
Er lijkt een sterke samenhang te bestaan tussen de wereldwijde temperatuurstijging en de warme jaren in Nederland. Over de afgelopen eeuw ging de opwarming grotendeels gelijk op, als je naar 10-jaars gemiddelden kijkt. Van 1900 tot ongeveer 1940 werd het door natuurlijke oorzaken warmer, zowel wereldwijd als in Nederland. Tot 1970 steeg de temperatuur nauwelijks, maar daarna gaat het gemiddelde weer steil omhoog. Dat wil niet zeggen dat in Nederland elk jaar warmer was dan normaal: 1996 was bijvoorbeeld een stuk kouder. Wel is de kans op een warm jaar een stuk groter geworden.
 Figuur 1. De jaargemiddelde temperatuur in De Bilt vergeleken met de wereldgemiddelde temperatuur. Boven: afwijkingen ten opzichte van 1961-1990. Onder: lopend tien-jaars gemiddelde. Bronnen: KNMI en Climatic Research Unit, Universiteit van East Anglia. | Het KNMI is bezig de temperatuurrreeks van De Bilt te corrigeren voor veranderingen in de meetopstelling en de gevolgen van de verstedelijking rond De Bilt. Ook zijn voor de periode 1951-1970 andere, berouwbaardere, metingen gebruikt dan tot nu toe. De hier gebruikte reeks is een tussenresultaat waarin de belangrijkste effecten verwerkt zijn. Zie voor meer informatie www.knmi.nl/onderzk/hisklim. |
Het ligt ook wel voor de hand de temperatuur in Nederland te beschrijven als de wereldgemiddelde temperatuur plus lokale afwijkingen, en niet als een constante temperatuur met fluctuaties. Ook in de rest van Europa voldoet deze beschrijving beter: het is overal warmer geworden. Wel laat de grafiek duidelijk zien dat de laatste jaren een halve graad warmer waren dan op grond van een wereldwijde gelijkmatige opwarming verwacht kan worden. Dit is veel meer dan de afwijkingen daarvoor.
Van dag op dag bepaalt de windrichting in Nederland de temperatuur voor een groot gedeelte. In de zomer is het bij zuidoostenwind vaak warm, in de winter is voor strenge vorst noorden- of oostenwind nodig. Een lente- of herfstdag wordt aangenaam warm met zuidenwind. Ook de maandgemiddelde temperatuur verandert sterk met de overheersende windrichting. Dat kan in de zomer twee graden uitmaken, en in de winter wel vijf.
De vraag is nu of de opwarming in Nederland tot stand is gekomen omdat per windrichting de temperatuur omhoog gegaan is, of doordat we meer dagen hebben gekregen met wind uit een warme richting: het zuidoosten in de zomer, het zuidwesten in de winter, en het zuiden in voor- en najaar. Dat maakt nogal wat uit voor de rest van het weerbeeld. Een zomer met meer dagen met oostenwind ziet er heel anders uit dan een zomer met warmere westenwind, hoewel ze allebei gemiddeld warmer zijn.
De wind wordt in De Bilt sinds 1904 gemeten. De windkrachtmetingen zijn volledig onbruikbaar door veranderingen van de hoogte en plaats van de windmeter. Ook de omgeving is in de loop van de eeuw veranderd: er werden nieuwe gebouwen bij gebouwd, bomen groeiden en werden omgehakt. De windrichtingmetingen zijn door deze veranderingen veel minder beïnvloed. Uit vergelijkende studies blijkt dat de windrichting meer met de temperatuurveranderingen samenhangt dan andere indelingen van weertypes, bijvoorbeeld op basis van drukverschillen. Bovendien blijkt dat de kwaliteit van de windmetingen goed genoeg is voor dit onderzoek.
Laten we beginnen met de temperatuur per windrichting. Het makkelijkst zou het zijn om per windrichting het temperatuurverloop te bestuderen. We doen het iets ingewikkelder om de verschillen zo goed mogelijk zichtbaar te maken: de daggemiddelde temperatuur wordt benaderd door een gladde lijn die bepaald wordt door de richting waar de warmste wind vandaan komt, de temperatuur daarvan en de temperatuur van de koudste wind.
Figuur 2. De daggemiddelde temperatuur voor alle zomer- en
winter dagen in 1993-2002 vergeleken met 1904-1913. De lijnen geven
de een simpele benadering van de gemiddelde temperatuur. Temperatuur- en winddata van het KNMI.
De eerste en laatste tien jaar met metingen worden vergeleken in Figuur 2. In de zomer liggen de dagen in 1993-2002 (rode kruisjes) gemiddeld boven die in 1904-1913 (blauwe plusjes). Dit is beter te zien aan de gladde lijnen. De rode lijn voor de laatste tien jaar ligt voor alle windrichtingen ongeveer een graad boven de blauwe lijn voor het begin van de eeuw.
In de winter ligt het anders. De dagen met zuiden- tot westenwind waren in 1993-2002 gemiddeld ruim een graad warmer dan in 1904-1913, maar de dagen met noorden- tot oostenwind zijn in temperatuur niet veranderd. Een zorgvuldige statistische analyse van alle meetgegevens laat hetzelfde zien. Voor bijna alle seizoenen en windrichting is de temperatuur ongeveer een graad gestegen over de twintigste eeuw. De enige uitzondering is de koude noorden- tot oostenwind in de winter, die niet van temperatuur veranderd is.
Om dit te onderzoeken hebben we per windrichting een karakteristieke temperatuur berekend: de gladde lijn, maar nu voor alle honderd jaar tegelijk. Uit de gemeten windrichting kan je dan uitrekenen hoe warm het geweest zou zijn als alleen de windrichting de temperatuur zou bepalen. Het jaargemiddelde van deze `gereconstrueerde' temperatuur is in Figuur 3 vergeleken met de waargenomen temperatuur.
Figuur 3. De jaargemiddelde temperatuur in De Bilt als
alleen de windrichting zou bepalen hoe warm het was, vergeleken met de
werkelijk gemeten temperatuur.
De veranderingen van jaar tot jaar zijn grotendeels hetzelfde inde gereconstrueerde en waagenomen temepratur. Dit betekent dat die voor een groot gedeelte door de windrichting bepaald worden. In de winter van 1996 hadden we bijvoorbeeld veel oostenwind, dus was het een koud jaar. Toch was het niet zo koud als het aan het begin van de eeuw met dezelfde windrichtingen geweest zou zijn: de rode lijn ligt aan het eind van de eeuw iets boven de blauwe lijn. Dit is beter te zien in de tienjaar gemiddelden.
De gereconstrueerde temperatuur daalt ongeveer 0,7°C van het begin van de eeuw tot ongeveer 1960. Deze verschuiving naar koelere weertypes is echter meer dan gecompenseerd door een opwarming per weertype in die periode: de temperatuur in Nederland is van 1900 tot 1960 gestegen, niet gedaald. Sinds 1960 is er een verschuiving terug naar gemiddeld warmere weertypes. Van het begin naar het eind van de eeuw had de windrichting dus geen invloed op de temperatuur.
Als we naar de individuele maanden kijken valt er één uitzondering op. In de vroege lente (februari tot april) is er na 1970 duidelijk minder koud weer voorgekomen. Er waren dus meer dagen met de warmere zuiden- tot westenwind. In december en januari is er daarentegen evenveel oostenwind geweest. Het koudste deel van de winter is nu dus gemiddeld vroeger dan honderd jaar gelden.
Samenvattend komt er een simpel beeld naar voren van de belangrijkste factoren die de temperatuur in Nederland in de twintigste eeuw bepaald hebben. Over periodes langer dan tien jaar gemiddeld is de stijging van de wereldgemiddelde temperatuur de overheersende invloed. Deze wordt beïnvloed door vulkaanuitbarstingen, variaties in de activiteit van de zon, het chaotische gedrag van het klimaat, en vanaf het midden van de 20e eeuw het door de mens versterkte broeikaseffect. Het broeikaseffect is tegenwoordig waarschijnlijk de belangrijkste factor.
Van jaar tot jaar wordt de temperatuur in Nederland voornamelijk bepaald door veranderingen in de overheersende windrichting. Op langere termijn worden die invloeden kleiner, al zijn ze niet verwaarloosbaar. In het bijzonder zijn de late winters/vroege lentes vanaf ongeveer 1970 aanmerkelijk warmer geworden door veranderingen in de overheersende windrichting.
Een combinatie van de wereldgemiddelde temperatuur en de waargenomen windrichting beschrijft het temperatuurverloop vrij goed (zie Figuur 4). De overeenkomst in de langzame variaties komt door de wereldgemiddelde temperatuur, de variaties van jaar op jaar en van tien jaar op tien jaar worden verklaard door veranderende overheersende windrichtingen. Ook de extra stijging de laatste jaren blijkt een gevolg van veranderingen in gemiddelde windrichting: dit is de extra opwarming in het vroege voorjaar.
Figuur 4. De jaargemiddelde temperatuur in De Bilt als
alleen de windrichting en de wereldgemiddelde temperatuur zouden
bepalen hoe warm het was, vergeleken met de werkelijk gemeten
temperatuur.
Er is de laatste tijd veel onderzoek gedaan naar de oorzaak van de toename van de zuidwestenwind in de maanden februari tot april in ons gedeelte van de wereld sinds ongeveer 1970. Deze toename correspondeert met een meer westelijke stroming in de hogere luchtlagen en een groter drukverschil tussen IJsland en de Azoren. Dit patroon is de bekende Noord-Atlantische Oscillatie. De sterkte hiervan wordt vaak gemeten met de NAO index: het verschil in luchtdruk tiussen IJsland en de Azoren. De NAO index is sinds de jaren 1960 behoorlijk gestegen, vooral in de tweede helft van de winter.
Een eerste mogelijke verklaring voor deze stijging is dat het een natuurlijke klimaatverandering kan zijn. Het weer verandert uit zichzelf, en het klimaat dus ook: het systeem is chaotisch. Hiertegen spreekt dat de afwijking veel groter is dan is waargenomen in de 100 jaar die er aan vooraf gingen.
|
Het is lastig te beoordelen of iets een natuurlijke variatie is of een sytematische verandering. Een goede manier is het gedrag te bestuderen nadat de verandering opgemerkt is. Natuurlijke fluctiuaties hebben de neiging terug te keren tot het gemiddelde, terwijl systematische veranderingen door zullen lopen. Een voorbeeld van het laatste is de wereldwijde opwarming. Het eerste IPCC rapport maakte in 1990 de wereld op de opwarming attent. Sindsdien is de temperatuur alleen maar verder toegenomen. In 1995 publiceerde Jim Hurrell een artikel over de opmerkelijke toename van de NAO index, een maat voor de hoeveelheid westelijke stroming in Noordwest Europa. Daarna is de NAO index weer aardig gedaald, hoewel nog niet naar het niveau van voor de jaren 1970. Volgens dit criterium is dus waarschijnlijk een deel van de toename gewoon toeval. |
Er zijn veel mogelijkheden onderzocht die tot de waargenomen toename van zuidwestenwind zouden hebben kunnen leiden. in sommige klimaatmodellen komt er meer westenwind als de zeewatertemperaturen stijgen, in de tropen of juist op de Noord-Atlantische Oceaan, maar in de meeste andere weer niet. Er zijn ook modellen waarin de hoeveelheid aerosolen, stofdeeltjes, in de lucht boven Europa de NAO beïnvloedt. De luchtvervuiling in de jaren 1970 en 1980 zou daardoor tot meer westenwind hebben geleid.
De meest veelbelovende verklaring is echter de connectie met een andere bekende klimaatverandering: de afbraak van ozon in de stratosfeer, de luchtlagen boven 10km hoogte. Het bekende ozongat onwikkeld zich rond de zuidpool, maar ook boven de noordpool neemt de hoeveelheid ozon in het vroege voorjaar sterk af. De afbraak van ozon vindt plaats onder invloed van CFKs (chloor-fluor koolwaterstoffen) en zonlicht op ijskristallen. De afbraak is het sterkst in de maanden februari tot april, als het er nog koud genoeg is voor de vorming van ijswolken maar de zon al terug is.
Door de afname van de hoeveelheid ozon, en in mindere mate door het versterkte broeikaseffect, is de stratosfeer boven de noordpool sinds ongeveer 1970 behoorlijk afgekoeld in het vroege voorjaar. Het temperatuurverschil met de tropen is daardoor toegenomen, wat een sterkere westenwind op grote hoogte tot gevolg heeft. Er zijn theoretische aanwijzingen dat dit ook tot meer westenwind lager in de atmosfeer zou kunnen leiden. Dit is uiteraard ook wat we zien, maar daarmee is nog niet bewezen dat de afbraak van ozon inderdaad de belangrijkste factor is in de toename van de NAO index en de hoeveelheid zuidwestenwind aan de grond in Nederland.
De belangrijkste factoren die de temperatuur in Nederland bepalen zijn de wereldgemiddelde temperatuur en de windrichting. De wereldgemiddelde temperatuur zal wel langzaam verder stijging, voor de komende tien jaar wordt een opwarming van 0,15 tot 0,25°C verwacht ten opzichte van de afgelopen tien jaar (bron: IPCC). In Nederland is in het verleden de opwarming iets sneller gegaan, dus dit geeft een verwachte temperatuurstijging van 0,2 tot 0,4°C in De Bilt.
In het voorjaar is er meer westenwind, misschien dus door menselijk handelen: afbraak van de ozonlaag. Gelukkig is die afbraak tot stand gebracht door een beperking van de uitstoot van de chemicaliën die daar verantwoordelijk voor zijn. Het kan ook zijn dat de westenwind door een andere oorzaak is toegenomen, of dat een groot gedeelte van die toename toeval is. Ik neem aan dat de situatie niet verandert ten opzichte van de vorige tien jaar, en de NAO index dus vrij hoog blijft, maar niet verder stijgt.
De andere veranderingen in windrichting zijn toeval en dus niet voorspelbaar. Dit geeft een onzekerheid van ±0,4°C in de jaargemiddelde temperatuur. De afgelopen tien jaar was het in de zomer, herfst en winter 0,2°C warmer dan verwacht. Toevallig woei de wind in de zomer meer uit het oosten, en in de winter meer uit het westen. Er is op het moment geen reden om aan te nemen dat dit de volgende tien jaar weer zo zal zijn. Dit zou een mogelijke afkoeling kunnen geven van 0,2°C.
De beste schatting van de temperatuur over de volgende tien jaar die ik kan maken is dus: vrijwel hetzelfde als de afgelopen tien jaar (0,1°C warmer), met een onzekerheid van ±0,4°C doordat het weer onvoorspelbaar is en een onzekerheid van minstens 0,1°C doordat de ontwikkeling van de wereldgemiddelde temperatuur ook nog niet goed voorspeld kan worden. Verder is de mogelijkheid van onverwachte gebeurtenissen, zoals een grote vulkaanuitbarsting die de hele aarde afkoelt, niet verwerkt in de IPCC schatting.
De verwachte gemiddelde temperatuurstijging zegt nog niet veel over de extremen. In de winter is de hoeveelheid dagen met gemiddelde temperatuur onder nul is de afgelopen honderd jaar nauwelijks veranderd. Ook de temperatuur van die dagen is niet veranderd. Als dit zo blijft is het goed nieuws voor de schaatsliefhebbers. In de zomer is het aantal dagen met gemiddelde temperatuur boven de 22°C wel duidelijk toegenomen, en ook zijn die dagen warmer geworden. De verwachting is dat die toename de komende jaren door zal zetten: meer en warmere hittegolven.
Voor de langere termijn, 30 tot 100 jaar vooruit, kunnen zinvolle scenario's alleen met behulp van klimaatmodellen gemaakt worden. Er wordt veel onderzoek verricht naar het verbeteren hiervan, en we verwachten dat over een aantal jaar regionale klimaatverwachtingen gebaseerd op die modellen mogelijk zullen zijn.
Verder lezen, alle
artikelen zijn te vinden via mijn homepage, www.knmi.nl/~oldenbor.
|