Verschenen in Weer!Magazine, 4/2001, 1/2002

Nederland wordt warmer

Is dit een gevolg van het versterkte broeikaseffect?

Geert Jan van Oldenborgh (KNMI)

De gemiddelde temperatuur was de laatste tien jaren zowel in Nederland als gemiddeld over de hele wereld hoger dan zo'n dertig jaar geleden. De stijging van de wereldgemiddelde temperatuur is door het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) in het Third Assesment Report (2001) met vrij grote zekerheid mede toegeschreven aan de toenemende concentratie broeikasgassen zoals CO₂. De vraag is in hoeverre ook de waargenomen opwarming in Nederland daarmee in de pas loopt. In dit artikel onderzoeken we wat de waarnemingen van de afgelopen honderd jaar hierover zeggen.

In Nederland wordt de temperatuur op een enkele dag door allerlei weerfactoren bepaald. Schijnt de zon? Waar komt de wind vandaan? Afgelopen september was het koel vanwege de overheersende noordwestenwind met veel bewolking en regen, oktober was juist uitzonderlijk warm door lange periodes met zuidenwind en zon. Een warme zomer bestaat uit gemiddeld warmere maanden, een warm jaar uit warmere seizoenen. Sommige jaren zijn zodoende warmer dan andere jaren, puur door toeval dus.

We weten echter ook dat de gemiddelde temperatuur op aarde over de afgelopen eeuw 0.6°C is toegenomen. Het ligt voor de hand dat ook het weer in Nederland daardoor iets is veranderd. De vraag is dus in hoeverre de temperatuur in Nederland samenhangt met de wereldgemiddelde temperatuur, en in hoeverre die door andere, toevallige factoren bepaald wordt. Het antwoord zal sterk afhangen van de tijdschaal waarover je het hebt: de warmte van een enkele dag heeft heel weinig met klimaatverandering te maken, maar over tien jaar of langer gemiddeld is het verband misschien wel duidelijk.

De opwarming over de afgelopen 100 jaar.

De variaties in temperatuur van jaar op jaar zijn groot in Nederland. Toch is er een duidelijke trend naar warmer weer te zien. De tien warmste jaren van de eeuw vallen allemaal in 1988-2000, pas daarna komt 1934. Deze opwarming is veel duidelijker te zien als we niet over één maar over tien jaar middelen, wat met de blauwe lijn is aangegeven. Dan zien we een duidelijke opwarming van 1900 tot 1950, gevolgd door een afkoeling tot begin jaren '60 (deels door de verplaatsing van de meethut veroorzaakt). Daarna liep de temperatuur sterk op tot de jaren '90. In totaal steeg de temperatuur in De Bilt over de hele eeuw ongeveer één graad.

Onder de jaargemiddelde temperatuur in De Bilt is de wereldgemiddelde temperatuur uitgezet zoals die door Phil Jones (universiteit van East Anglia) berekend is. Hij gebruikt de afwijkingen ten opzichte van 1961-1990. Als we de twee meetreeksen vergelijken dan valt ogenblikkelijk op dat het patroon goed overeenkomt. Van 1900 tot 1940 steeg de wereldgemiddelde temperatuur door natuurlijke oorzaken enkele tienden van een graad, daarna daalde hij weer licht, om vanaf 1970 weer versneld door te stijgen, nu waarschijnlijk merendeels door broeikasgassen. De totale stijging is iets kleiner dan in Nederland, ongeveer 0.6°C.

Is dit toeval?

De grote vraag is of het toeval was dat de temperatuur in De Bilt en de wereldgemiddelde zo gelijk op liepen. Met zekerheid is dit nooit te beantwoorden, we kunnen alleen aangeven dat het heel onwaarschijnlijk is dat het toeval is. We hebben hiervoor twee argumenten.

Allereerst ligt het wel erg voor de hand. Als de wereld gemiddeld opwarmt is het waarschijnlijker dat ook Nederland warmer wordt dan dat het weer hier er geen last van heeft. Vervolgens kun je ook met statistisch onderzoek laten zien dat een verband tussen de wereldgemiddelde temperatuur en de temperatuur in Nederland inderdaad veel waarschijnlijker is. De temperatuurstijging over de afgelopen eeuw was iets minder dan een graad. De toevallige variaties van de jaargemiddelde temperatuur zijn ongeveer even groot. De variaties in tien-jaarsgemiddelden zijn echter veel kleiner, ongeveer 0,2°C, dus daarin is de opwarming veel beter te zien (de blauwe lijn in Figuur 1). De warmte van een enkel jaar kan dus niet direct aan de opwarming van de aarde worden toegeschreven. De kans op een warm jaar wordt natuurlijk wel groter. Zo was een koud jaar als 1996 met 8,6°C toch nog mogelijk, maar is het aantal warmere jaren de laatste tijd duidelijk groter dan het aantal koudere jaren.

We concluderen dat het zeer waarschijnlijk is dat de temperatuur in De Bilt over de afgelopen eeuw meegestegen is met de wereldgemiddelde temperatuur. We nemen hierbij aan dat het weer in Nederland hetzelfde reageerde op de natuurlijke temperatuurstijging aan het begin van de eeuw als op de door de mens veroorzaakte stijging aan het eind van de eeuw.

De opwarming was in Nederland eigenlijk iets sterker dan wereldwijd. Voor elke graad stijging in de wereldgemiddelde temperatuur is het in Nederland zo'n 1,4 graden warmer geworden. Dit getal heeft echter een grote foutenmarge, het kan net zo goed 1,1 of 1,7 zijn.

Seizoenen

De jaargemiddelde temperatuur zegt echter niet zo veel over het weer. Zo lijkt 1947 een heel gemiddeld jaar met 9,5°C. Dat gemiddelde is echter opgebouwd uit de warmste zomer van de eeuw (18,7°C) en de op één na koudste winter (-2,4°C). We hebben daarom dezelfde analyse ook voor de vier meteorologische seizoenen gedaan. In de lente (maart-mei), zomer (juni-augustus) en herfst (september-november) is precies hetzelfde verband met de wereldgemiddelde temperatuur zichtbaar. De tien jaar gemiddelde seizoenstemperatuur is keurig meegestegen met de wereldgemiddelde temperatuur.

Alleen in de winter is het verband veel minder duidelijk. Dit komt omdat de verschillen tussen zachte en strenge winters zo groot zijn, en niets te maken hebben met wereldwijde opwarming maar alles met de windrichting. Bij oostenwind is het koud, bij zuidwestenwind zacht. Er waren ook de laatste tijd ook strenge winters: iedereen herinnert zich 1995 en 1996. Je moet over minstens 20 jaar middelen voordat je het verband tussen de gemiddelde wintertemperatuur en de wereldwijde opwarming kan zien.

Winters in een veranderend klimaat De grote vraag is of de gemiddelde windrichting in de winter door het broeikaseffect gaat veranderen. De periode van de stijging van de temperatuur sinds 1970 is te kort om nu al conclusies uit de metingen te trekken, hoewel er een suggestieve toename in westenwind is van 1960 tot 1990. Statistisch kunnen we alleen verder komen als we weer aannemen dat het effect van de natuurlijke opwarming aan het begin van de eeuw hetzelfde was als het effect van de opwarming nu door broeikasgassen. Onder deze aanname zien we geen verband tussen windrichting en wereldgemiddelde temperatuur. Ook aan het begin van de twintigste eeuw was er vrij veel westenwind en waren strenge winters schaarser. Anderzijds zijn er theoretische argumenten en modelberekeningen die er op wijzen dat we meer westenwind zouden kunnen verwachten met een toename van de temperatuur door broeikasgassen. Helemaal overtuigend zijn deze nog niet, aangezien de uitkomst altijd een balans is tussen factoren die de westelijke stroming versterken en factoren die hem verzwakken. Als een van die factoren niet helemaal goed is uitgerekend kan de uitkomst al snel heel anders worden.

Is Nederland een uitzondering?

Eerder noemden we al dat iedereen eigenlijk wel verwacht dat de opwarming in Nederland in de pas zou lopen met de toename van de wereldgemiddelde temperatuur. Hetzelfde geldt natuurlijk voor een heleboel andere plekken op aarde. Is de opwarming inderdaad overal ongeveer even snel gegaan, of zijn er grote gebieden die afgekoeld zijn of juist veel sneller opgewarmd? Hiervoor gebruiken we een andere dataset van Phil Jones. Deze bevat gemeten temperatuurafwijkingen ten opzichte van 1961-1990 per maand en per vak van 5°×5° (ongeveer 550×350km in onze buurt). Natuurlijk is niet overal vanaf 1900 de temperatuur gemeten, maar grote delen van de wereld hebben wel genoeg observaties om te kijken hoe sterk het verband met de wereldgemiddelde temperatuur is.
Figuur 2. Het aantal graden dat de jaargemiddelde temperatuur in elk vak van 5°×5° gestegen is voor elke graad die de wereldwijd gemiddelde jaargemiddelde temperatuur gestegen is. Witte gebieden hebben minder dan 34 jaar data.

In Figuur 2 hebben we per vak uitgerekend hoeveel de jaargemiddelde temperatuur gedaald of gestegen is per graad opwarming van de hele wereld. Groene gebieden zijn afgekoeld, grijze gebieden nauwelijks van temperatuur veranderd. Gele en oranje gebieden zijn ongeveer even snel opgewarmd, terwijl rode en paarse gebieden veel sneller opgewarmd zijn dan het gemiddelde. De witte vakken tenslotte bieden te weinig meetgegevens om iets zinvols te kunnen zeggen.

Het blijkt dat 75% van de aarde ongeveer even snel is opgewarmd als het gemiddelde (0.5°C tot 2°C opwarming per graad wereldwijd). De meeste afwijkingen zijn goed te verklaren. Zo verwacht je dat Siberië, Canada en Alaska sneller opwarmen dan het gemiddelde vanwege het smelten van de sneeuw. Als de sneeuw eerder smelt door de hogere temperatuur, dan wordt de aarde eerder donker. De zonnestraling wordt dan opgevangen in plaats van teruggekaatst en dus wordt het nòg warmer. Ook het gebied van El Niño langs de evenaar in de oostelijke Stille Oceaan is rood. Dit komt omdat tijdens een El Niño de wereldgemiddelde temperatuur tot 0,3°C hoger is. Twee jaar later is de toestand echter weer normaal, zodat dit geen effect heeft op de langzame opwarming.

Twee stukken van de aarde zijn juist afgekoeld de laatste tijd: de noordelijke Stille Oceaan en een stukje Atlantische Oceaan bij Groenland. In deze gebieden varieert de zeewatertemperatuur door andere langzame processen, die mogelijk los staan van de opwarming van de aarde.

Europa is echter grotendeels oranje: de opwarming is heel gelijkmatig geweest. Nederland was dus beslist geen uitzondering. Zelfs het patroon van een stijging tot 1940, een lichte daling tot 1970, en een stijging daarna, is in grote delen van Europa terug te vinden.

Waarom waren de jaren '90 zo warm?

De jaargemiddelde temperatuur lag in 1991-2000 in De Bilt op 10,2°C. Dit is 0,8°C warmer dan de dertig jaar er voor, een behoorlijke sprong. De wereldgemiddelde temperatuur ging 0,3°C omhoog. Over de afgelopen eeuw was de temperatuur in Nederland altijd een beetje sneller gestegen dan de wereldgemiddelde temperatuur. Het aandeel van de invloed van de wereldwijde opwarming in de warmte van de jaren '90 zal ook iets meer geweest zijn, ongeveer 0,4°C. Voor de andere helft van de 0,8°C opwarming hebben we nog geen verklaring. Het grootste gedeelte zal wel toeval zijn: wat meer zon overdag, meer wolken 's nachts, wat meer oostenwind in de zomer. Een kleiner gedeelte kan ook samenhangen met de eerder genoemde verstedelijking rond De Bilt.

Een verwachting voor de volgende tien jaar

Het IPCC verwacht dat de wereldgemiddelde temperatuur door de toenemende hoeveelheid broeikasgassen verder zal stijgen. Voor de volgende tien jaar wordt die stijging op 0,1 tot 0,25°C geschat ten opzichte van de jaren '90. Als het verband tussen de wereldgemiddelde temeratuur en de Nederlandse temperatuur geldig blijft zou dat hier een iets grotere opwarming geven, zo'n 0,15 tot 0,35°C.

De jaren '90 waren echter veel warmer dan we op grond van de wereldwijde opwarming hadden kunnen verwachten. Een groot gedeelte van de onverklaarde 0,4°C was puur toeval. We kunnen niet verwachten dat het de volgende tien jaar weer zo toevallig warm weer wordt. Deze terugval naar normaal weer betekent een afkoeling van iets minder dan 0,4°C ten opzichte van de jaren '90.

Tenslotte is het klimaat van Nederland grillig. Sommige jaren zijn puur door toeval warmer of kouder dan andere. Een verwachting kan dus nooit helemaal nauwkeurig zijn. Ongeveer 95% van de tienjaargemiddelden ligt binnen 0,4°C van de trend van de wereldgemiddelde temperatuur. Deze 95%-marge nemen we als onzekerheid in onze verwachting. .

Samengevat is de verwachting dus dat de temperatuur in 2001-2010 tussen de 9,5 en 10,5°C zal liggen. Dit is ongeveer even warm als de jaren '90, en dus duidelijk warmer dan daarvoor. We hebben wel een paar aannames moeten maken om deze verwachting op te kunnen stellen. Ten eerste is de meetreeks nog niet voldoende gecorrigeerd. Echter, als we een paar correcties zelf uitvoeren veranderen de conclusies nauwelijks. De grootste aanname is dat het weer in Nederland hetzelfde reageert op de natuurlijke opwarming aan het begin van de twintigste eeuw als op de door de mens veroorzaakte opwarming aan het eind. Tenslotte wordt in de IPCC verwachting voor de opwarming van de hele aarde geen rekening gehouden met de mogelijkheid van een grote vulkaanuitbarsting of meteorietinslag, die de aarde en dus ook Nederland behoorlijk kunnen afkoelen.

Voor verwachtingen op langere termijn zijn klimaatmodellen nodig. Deze verwachten tot 2100 een stijging van 1,4° tot 5,8°C voor de wereldgemiddelde temperatuur. Wat dat voor Nederland betekent is nog niet erg duidelijk, aangezien deze modellen op het moment nog niet erg goed zijn in het berekenen van dit soort details. Op het KNMI en elders wordt echter hard gewekt aan regionale klimaatmodellen, en we hebben goede hoop dat we over een paar jaar betere verwachtingen zullen maken.

Literatuur

Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assssment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Cambridge University Press. De samenvattingen zijn beschikbaar op www.ipcc.ch.