Op 2 november jongsleden presenteerden Rob van Dorland (KNMI), Gerard Versteegh (NIOZ) en Kees de Jager (MNP) een wetenschappelijk verkenningsrapport over zongedreven klimaatverandering. In dit rapport werd nog eens herhaald wat uit eerdere onderzoeken al was gebleken, namelijk dat de zon niet verklarend is voor de temperatuurstijging in de laatste decennia. Kees de Jager heeft daarnaast echter in een eigen presentatie nog een aantal opperingen uit het rapport van hem, over de vermeende hoge activiteit van de zon in de vorm van kosmische straling (,,cosmic rays'', CR) en de invloed daarvan op het klimaat, nader uit de doeken gedaan. Daar wil ik in deze posting even op ingaan.
Ten eerste is Kees de Jager geen klimaatonderzoeker maar astronoom. Dat beseft hij gelukkig zelf ook en in zijn presentatie presenteert hij dan ook expliciet vragen áán de klimatologen, hij tracht niet deze zelf te beantwoorde (waarvoor hulde, aangezien veel personen uit andere takken van de wetenschap nogal eens de neiging hebben zich op onbekend terrein te wagen m.b.t. dit onderwerp). De eerste vraag die De Jager in zijn presentatie stelt aan de klimatologen, houdt verband met zijn constatering dat de zonnevlekactiviteit van de laatste halve eeuw weliswaar het hoogst is van de laatste 400 jaar maar de laatste 50 jaar gemiddeld constant is gebleven. Zijn vraag luidt: ,,is temperatuurvariatie niet of weinig verbonden met UV-straling van actieve gebieden op de zon?''. Het antwoord op deze vraag is: ja, temperatuurvariatie is althans de laatste 50 jaar weinig verbonden met de veranderingen in UV-straling door de flucuaties van dergelijke actieve gebieden op de zon. Dat is reeds lang bekend en recentelijk nog eens bondig samengevat in dit artikel in Nature.
De tweede vraag die De Jager stelt aan de klimatologen heeft betrekking tot de hoge (en nog toenemende) activiteit in Coronal Mass Ejections (CME's). Dit zijn uitstotingen van massa (plasma) vanuit de zon's corona. De massa bestaat hoofdzakelijk uit electronen en protonen, zoals De Jager als astronoom ongetwijfeld zelf ook weet. In zijn presentatie legt hij een statistisch verband tussen de equitoriale component van de 'open zonneflux' (CME straling) en de temperatuur op het noordelijk halfrond. Er kleven twee bezwaren aan deze benadering: ten eerste betreft het hier statistiek, geen fysische benadering. Er is weliswaar een vrij sterk (ogenschijnlijk) verband aangetroffen maar De Jager gaat niet in op de werkelijke causaliteitsvraag, m.a.w. hij tracht niet het te verklaren. Op zich terecht, want het heeft meer met klimatologie dan met astronomie te maken. Zijn vraag is dan ook of de klimatologen een antwoord hebben.
Zoals ik al eerder zei, bestaat een CME hoofdzakelijk uit electronen en protonen (plus nog wat kleine hoeveelheden van zwaardere elementen zoals helium, zuurstof en ijzer) en verder een deel van het coronale magnetische veld. Zodra een dergelijke uitstoot vanuit de zon's corona de aarde bereikt, kan de magnetosfeer van de aarde ernstig verstoord worden met als gevolg het bekende poollicht. De uitstoot van coronale massa is een andere, goede indicator voor de kracht van de zon en is (zoals De Jager ook stelt) een goede proxy voor kosmische straling die de aarde bereikt. De vraag is nu alleen of je een (fysisch) causaal verband kan leggen tussen kosmische straling en de aardtemperatuur.
Hier is al een aantal malen onderzoek naar gedaan, waarbij in de loop der tijd twee hypothesen zijn opgesteld voor een mogelijk algemeen verband tussen kosmische straling en het klimaat. De eerste hypothese is dat kosmische stralingsdeeltjes ook dienen als condensatienuclei en zodanig voor een toename van hogere bewolking zorgen, met als gevolg een afkoeling van de atmosfeer (immers minder UV-instraling vanuit de ruimte). Na enige tijd bleek die hypothese echter niet staafbaar met de waarnemingen van bewolking op aarde en werd deze enigszins aangepast, met de oppering dat de kosmische straling dan wellicht invloed had op de toename in lagere bewolking (met eenzelfde effect op de temperatuur). Er kleven echter twee bezwaren aan de detail van deze hypothese(n): ten eerste zijn kosmische stralingsdeeltjes veel te klein om als condensatienuclei te dienen voor wolkenvorming, ten tweede zijn er zowel hogerop maar zeker lager in de atmosfeer (troposfeer) genoeg condensatienuclei beschikbaar voor wolkenvorming. De toevoeging van stralingsdeeltjes, die al in verhouding bijzonder klein zijn t.o.v. gewone condensatienuclei, zou weinig invloed hebben op wolkenvorming.
Tot slot is er dan nog het probleem van de feiten. Zoals gezegd stellen de hypothesen over een verband tussen kosmische straling en temperatuur dat een toename in kosmische straling een daling in temperatuur tot gevolg kan hebben (hoe klein ook), een omgekeerd evenredig verband dus. Als de temperatuur op aarde zou moeten stijgen als gevolg van een invloed door kosmische straling, dan zou de hoeveelheid kosmische straling die de aarde bereikt moeten zijn afgenomen. Zoals Kees de Jager echter zelf ook al constateert, is de hoeveelheid kosmische straling juist toegenomen de laatste 100 jaar. Dat is ook nog eens weergegeven in onderstaande grafiek, aanklikbaar voor grotere variant, van het National Geophysical Data Center (onderdeel van NOAA), bron: hier.
Zegt dit alles nu of het statistische verband dat De Jager heeft gevonden, werkelijk een causale achtergrond heeft of niet? Eigenlijk niet. Het maakt het er echter niet waarschijnlijker op, naast nog het feit dat allerlei andere verklaringen voor de recente opwarming (w.o. versterkt broeikaseffect en die andere zonneinvloed: zonnevlekken) al een nagenoeg sluitende verklaring geven voor alle temperatuurfluctuaties van de afgelopen paar honderd jaar. Dat de invloed van kosmische straling groot zou zijn, is dus niet erg waarschijnlijk. Al met al lijkt me de stelling ,,de invloed van de zon zou wel eens groter kunnen zijn dan we denken'' nogal gewaagd, hij kan misschien in kern waar zijn (de invloed is mss. inderdaad iéts groter dan gedacht), maar er wordt wel enigszins de suggestie gewekt dat er grotere verschuivingen in inzicht mogelijk zouden zijn. Niets is minder waar.
Bronnen:
- Zon en klimaat; Beïnvloedt de zon het klimaat op aarde?
- Scientific Assessment of Solar Induced Climate Change
- Experimental evidence for the role of ions in particle nucleation under atmospheric conditions
- Recent Trends in Arctic Surface, Cloud, and Radiation Properties from Space
- Rapid Formation of Sulfuric Acid Particles at Near-Atmospheric Conditions
Gr. Ben
Ten eerste is Kees de Jager geen klimaatonderzoeker maar astronoom. Dat beseft hij gelukkig zelf ook en in zijn presentatie presenteert hij dan ook expliciet vragen áán de klimatologen, hij tracht niet deze zelf te beantwoorde (waarvoor hulde, aangezien veel personen uit andere takken van de wetenschap nogal eens de neiging hebben zich op onbekend terrein te wagen m.b.t. dit onderwerp). De eerste vraag die De Jager in zijn presentatie stelt aan de klimatologen, houdt verband met zijn constatering dat de zonnevlekactiviteit van de laatste halve eeuw weliswaar het hoogst is van de laatste 400 jaar maar de laatste 50 jaar gemiddeld constant is gebleven. Zijn vraag luidt: ,,is temperatuurvariatie niet of weinig verbonden met UV-straling van actieve gebieden op de zon?''. Het antwoord op deze vraag is: ja, temperatuurvariatie is althans de laatste 50 jaar weinig verbonden met de veranderingen in UV-straling door de flucuaties van dergelijke actieve gebieden op de zon. Dat is reeds lang bekend en recentelijk nog eens bondig samengevat in dit artikel in Nature.
De tweede vraag die De Jager stelt aan de klimatologen heeft betrekking tot de hoge (en nog toenemende) activiteit in Coronal Mass Ejections (CME's). Dit zijn uitstotingen van massa (plasma) vanuit de zon's corona. De massa bestaat hoofdzakelijk uit electronen en protonen, zoals De Jager als astronoom ongetwijfeld zelf ook weet. In zijn presentatie legt hij een statistisch verband tussen de equitoriale component van de 'open zonneflux' (CME straling) en de temperatuur op het noordelijk halfrond. Er kleven twee bezwaren aan deze benadering: ten eerste betreft het hier statistiek, geen fysische benadering. Er is weliswaar een vrij sterk (ogenschijnlijk) verband aangetroffen maar De Jager gaat niet in op de werkelijke causaliteitsvraag, m.a.w. hij tracht niet het te verklaren. Op zich terecht, want het heeft meer met klimatologie dan met astronomie te maken. Zijn vraag is dan ook of de klimatologen een antwoord hebben.
Zoals ik al eerder zei, bestaat een CME hoofdzakelijk uit electronen en protonen (plus nog wat kleine hoeveelheden van zwaardere elementen zoals helium, zuurstof en ijzer) en verder een deel van het coronale magnetische veld. Zodra een dergelijke uitstoot vanuit de zon's corona de aarde bereikt, kan de magnetosfeer van de aarde ernstig verstoord worden met als gevolg het bekende poollicht. De uitstoot van coronale massa is een andere, goede indicator voor de kracht van de zon en is (zoals De Jager ook stelt) een goede proxy voor kosmische straling die de aarde bereikt. De vraag is nu alleen of je een (fysisch) causaal verband kan leggen tussen kosmische straling en de aardtemperatuur.
Hier is al een aantal malen onderzoek naar gedaan, waarbij in de loop der tijd twee hypothesen zijn opgesteld voor een mogelijk algemeen verband tussen kosmische straling en het klimaat. De eerste hypothese is dat kosmische stralingsdeeltjes ook dienen als condensatienuclei en zodanig voor een toename van hogere bewolking zorgen, met als gevolg een afkoeling van de atmosfeer (immers minder UV-instraling vanuit de ruimte). Na enige tijd bleek die hypothese echter niet staafbaar met de waarnemingen van bewolking op aarde en werd deze enigszins aangepast, met de oppering dat de kosmische straling dan wellicht invloed had op de toename in lagere bewolking (met eenzelfde effect op de temperatuur). Er kleven echter twee bezwaren aan de detail van deze hypothese(n): ten eerste zijn kosmische stralingsdeeltjes veel te klein om als condensatienuclei te dienen voor wolkenvorming, ten tweede zijn er zowel hogerop maar zeker lager in de atmosfeer (troposfeer) genoeg condensatienuclei beschikbaar voor wolkenvorming. De toevoeging van stralingsdeeltjes, die al in verhouding bijzonder klein zijn t.o.v. gewone condensatienuclei, zou weinig invloed hebben op wolkenvorming.
Tot slot is er dan nog het probleem van de feiten. Zoals gezegd stellen de hypothesen over een verband tussen kosmische straling en temperatuur dat een toename in kosmische straling een daling in temperatuur tot gevolg kan hebben (hoe klein ook), een omgekeerd evenredig verband dus. Als de temperatuur op aarde zou moeten stijgen als gevolg van een invloed door kosmische straling, dan zou de hoeveelheid kosmische straling die de aarde bereikt moeten zijn afgenomen. Zoals Kees de Jager echter zelf ook al constateert, is de hoeveelheid kosmische straling juist toegenomen de laatste 100 jaar. Dat is ook nog eens weergegeven in onderstaande grafiek, aanklikbaar voor grotere variant, van het National Geophysical Data Center (onderdeel van NOAA), bron: hier.
Zegt dit alles nu of het statistische verband dat De Jager heeft gevonden, werkelijk een causale achtergrond heeft of niet? Eigenlijk niet. Het maakt het er echter niet waarschijnlijker op, naast nog het feit dat allerlei andere verklaringen voor de recente opwarming (w.o. versterkt broeikaseffect en die andere zonneinvloed: zonnevlekken) al een nagenoeg sluitende verklaring geven voor alle temperatuurfluctuaties van de afgelopen paar honderd jaar. Dat de invloed van kosmische straling groot zou zijn, is dus niet erg waarschijnlijk. Al met al lijkt me de stelling ,,de invloed van de zon zou wel eens groter kunnen zijn dan we denken'' nogal gewaagd, hij kan misschien in kern waar zijn (de invloed is mss. inderdaad iéts groter dan gedacht), maar er wordt wel enigszins de suggestie gewekt dat er grotere verschuivingen in inzicht mogelijk zouden zijn. Niets is minder waar.
Bronnen:
- Zon en klimaat; Beïnvloedt de zon het klimaat op aarde?
- Scientific Assessment of Solar Induced Climate Change
- Experimental evidence for the role of ions in particle nucleation under atmospheric conditions
- Recent Trends in Arctic Surface, Cloud, and Radiation Properties from Space
- Rapid Formation of Sulfuric Acid Particles at Near-Atmospheric Conditions
Gr. Ben