Ad Huijser en klimaat’feedbacks’

Ad Huijser studeerde Technische Natuurkunde aan de TU Eindhoven en promoveerde in 1979 aan de TU Twente. In 1994 werd hij benoemd tot “baas” van het beroemde NatLab en vanaf 1998 was hij verantwoordelijk voor de wereldwijde Philips Research organisatie. Ad Huijser heeft zich de laatste jaren intensief bezig gehouden met het onderwerp klimaatverandering en toont vanwege zijn achtergrond vaak een ‘frisse’ blik op de problematiek. Dat hij daarbij af en toe heilige huisjes omver haalt is mijns inziens logisch en soms noodzakelijk.

Dat gebeurde onlangs ook met de publicatie van zijn paper “Greenhouse Feedbacks are Intrinsic Properties of the Planck Feedback Parameter”

Hij schrijft in de samenvatting:

“Het idee dat ons klimaat door het fenomeen van “terugkoppelingen” anders reageert op antropogene forcings dan op natuurlijke instabiliteiten lijkt wijdverbreid. Dit artikel laat zien dat klimaat-terugkoppelingen geen effecten zijn die worden veroorzaakt door forcings, maar in feite ons klimaat “vormen”. Onafhankelijk van de oorsprong van een verstoring zal ons klimaat altijd reageren volgens de Planck-feedbackparameter λPL.”

Omdat de inhoud van deze paper – ook voor de wat meer ingewijde lezers – stevige kost is, heeft Ad Huijser er een wat toegankelijker verhaal over gemaakt dat hieronder te vinden is. Het is ook als pdf te downloaden.

Rob de Vos (Hoofdredacteur van de website Klimaatgek)

***

Antropogene opwarming: een “realistische” klimaatbeschouwing.

Door Ad Huyser.

Dat de uitstoot van CO₂ door het gebruik van fossiele brandstoffen invloed heeft op de wereldwijde, gemiddelde temperatuur staat hier niet ter discussie. Om te weten hoe érg dat eigenlijk is, moet de vraag beantwoord worden: “hoeveel doet die extra CO₂ dan?”

Het antwoord op die vraag hangt af van 3 factoren. De eerste factor van belang is de hoeveelheid CO₂ die na uitstoot daadwerkelijk in de atmosfeer blijft. Op basis van ruim 60 jaar aan metingen van de CO₂-concentratie en de redelijk goed bekende CO₂-uitstoot door het gebruik van fossiele brandstoffen, weten we dat de uitstoot al enige tijd, jaarlijks ongeveer 5 ppm CO₂ aan de atmosfeer toevoegt. Daarvan neemt de natuur, m.n. door de oceanen en de wereldwijde vergroening (bij de huidige concentratie in de atmosfeer van zo’n 420 ppm) ook jaarlijks ongeveer de helft op. Als we qua emissie met 5 ppm/jaar doorgaan, en daar lijkt het op, dan zal die CO₂-concentratie in de atmosfeer uiteindelijk stijgen tot zo’n 560 ppm. Bij die “overdruk” aan CO₂ zal de natuur jaarlijks precies zoveel opnemen als we uitstoten [1]. Toevallig is die 560 ppm nagenoeg het dubbele van de pre-industriële concentratie van ongeveer 280 ppm die door veel klimaat-alarmisten als ideale streefwaarde wordt gezien.

Of terugkeer naar die waarde door het stoppen van het gebruik van fossiele brandstoffen ook een “ideaal” klimaat oplevert, is nog maar de vraag. Zeker zal de huidige vergroening van de Aarde stoppen en het aantal misoogsten in de wereld toenemen. Het verbruik aan water in de landbouw zal nml. drastisch toenemen bij een daling van het CO₂-gehalte en de boeren in de drogere gebieden zullen daarvan de dupe worden omdat het temperatuureffect van een dergelijk “net-zero” beleid erg klein zal blijken.

Het IPCC, het International Panel on Climate Change van de Verenigde Naties houdt ons echter voor dan de toename aan CO₂ veel groter zal zijn. Dat is op basis van niet gevalideerde modellen die verblijftijden van exces CO₂ op honderden jaren stelt. Door die navenant grote toename van CO₂ in de atmosfeer zou dan de temperatuur op Aarde ondraaglijk hoog moeten worden. Ze komen zelfs met angstaanjagende CO₂-scenario’s van het 4-voudige van het pre-industriële niveau, met temperatuurstijgingen van wel 6^oC of meer, als we niet onmiddellijk ingrijpen. Dat instituten als het KNMI dat soort voorspellingen klakkeloos vertalen in bv. een zeespiegelstijging van 1.2 meter aan het eind van deze eeuw, laat zien hoe weinig kritisch klimaat-alarmisten dit soort ongefundeerde voorspellingen accepteren. Of erger nog, misbruiken om als ware onheilsprofeten fictieve “rampen” te voorspellen.

We zullen hier niet verder ingaan op de absurditeit van die IPCC/KNMI-claims, maar de voorspelde verdubbeling van de CO₂-concentratie is een mooi bruggetje naar de tweede factor van belang in de toekomstige opwarming, namelijk de sterkte van het effect van CO₂ als broeikasgas. Die wordt veelal uitgedrukt als F_{2xCO2 ,} de zgn. forcing door de verdubbeling van de CO₂ concentratie. Ons klimaat wordt gekarakteriseerd door de temperatuur waarbij de uitgaande, koelende Infrarode straling in evenwicht is met de binnenkomende, opwarmende zichtbare straling van de Zon. Het plotseling verdubbelen van de concentratie van het broeikasgas CO₂ verstoort dat evenwicht met deze F_2xCO2 waardoor er tijdelijk meer Zonnewarmte wordt aangevoerd dan er door Infraroodstraling aan warmte naar het heelal wordt afgevoerd. Daardoor wordt het warmer en dat proces stopt pas zodra de hogere temperatuur met als gevolg meer uitstraling, het stralingsevenwicht heeft hersteld.

Ook voor die waarde F_2xCO2 is er de nodige onduidelijkheid. Zo kent het IPCC in haar laatste rapport (AR6) daar een waarde van 3.9 + 0.5 W/m² aan toe [2], terwijl de meest recente berekeningen op basis van de beste spectroscopische gegevens die we hebben, niet meer dan 3.0 W/m² opleveren [3]. Bovendien is die laatste een zgn. heldere hemel-waarde. De ruwweg 2/3 bewolkingsgraad op Aarde die de lagere regionen van de Troposfeer en dus ook het effect van CO₂ afschermt, zal die waarde zeker verlagen tot minder dan 2.0 W/m² [4].

Net zoals het alarmistisch hoge CO₂-niveau, berekent het IPCC hiermee dus ook nog eens een factor 2 hoger broeikaseffect dan die fossiele uitstoot in werkelijkheid zal hebben. Als het om het voorspellen van de toekomstige opwarming door meer CO₂ gaat, blaast het IPCC de werkelijkheid dus sowieso al een factor 4 kunstmatig op door het gebruik van sterk geflatteerde CO₂-waarden en modellen.

De derde factor van belang in het antwoord op de vraag “hoeveel doet die extra CO₂ dan?”, is de zgn. “klimaatgevoeligheid”. De waarde hiervoor beschrijft de temperatuurverhoging a.g.v. een bepaalde forcing door CO₂. Het “vertaalt” daarmee de waardes van bovenstaande 2 factoren in een daadwerkelijke temperatuurverhoging. Zijn de voorspellingen t.a.v. de toekomstige CO₂-concentraties en de sterkte van CO₂ als broeikasgas nog redelijkerwijs te bediscussiëren op basis van fysische modellen en metingen, deze klimaatgevoeligheid is merkwaardig genoeg een gebied van eindeloze speculaties.

Dat is in feite onnodig. Al heel lang weten we in principe heel goed hoe groot die klimaatgevoeligheid is. Zo’n 50 jaar geleden voorspelden onderzoekers van NASA dat een verdubbeling van de CO₂-concentratie tot hooguit 0.8 ^oC opwarming zou leiden [5]. Daar werd zelfs door NASA toen een persbericht over gemaakt. Als je terugrekent zou dat duiden (via de 0.3 ^oC/W/m² voor de toen gebruikelijke klimaatgevoeligheid) op een F_2xCO2 ≈ 2.5 W/m². Dat lijkt redelijk goed op de eerdergenoemde waarden van 2-3 W/m². Deze 0.8 ^oC is echter veel lager dan de opwarming die het IPCC, gesteund door de huidige generatie, maar duidelijk “klimaat-alarmistische” wetenschappers van NASA, nu beweert met een range van zo’n 3 tot 4 ^oC voor 2xCO₂.

Die laatste claims zijn gebaseerd op de berekende opwarming middels zeer geavanceerde klimaatmodellen. Maar “geavanceerd” betekent in de klimaatwereld vaak “complexer”, maar niet noodzakelijkerwijs “beter” of “nauwkeuriger”. De laatste generatie (CMIP6) van deze “Ocean-coupled Global Circulation Models” (GCMs) wijken in hun berekeningen over de laatste 40 jaar nog meer af van de gemeten realiteit dan de vorige generatie (CMIP-5) GCMs. Dat die GCMs niet goed genoeg zijn geeft NASA, zij het diep verborgen op een incourante website [6], ruiterlijk toe. Ze stellen zelfs dat die nog een factor 100 (!) moeten verbeteren om enige voorspellende waarde te krijgen. Toch publiceert het IPCC de uitkomsten als “waar” en betrouwbaar, en hoor of lees je dit soort “disclaimers” nergens.

Het IPCC verklaart die grote klimaatgevoeligheden liever met de zgn. klimaat-terugkoppelingen of in de Engelstalige literatuur: climate feedbacks. Dat zijn de effecten in de atmosfeer a.g.v. de opwarming door CO₂, die deze opwarming nog extra versterken. Hoewel alles wat op natuurlijke wijze in ons klimaat verandert in feite als feedback kan worden aangemerkt, zijn de 4 grotere effecten waarover het IPCC het met name heeft, allemaal gekoppeld aan de overheersende rol van water in ons klimaat.

Het belangrijkste terugkoppel-effect daarbij, de Water-vapor feedback, komt door de toename van waterdamp in de atmosfeer bij een temperatuurverhoging aan het oppervlak. Aangezien waterdamp zelf een sterk broeikasgas is, wordt het logischerwijs daardoor extra warm. Die opwarming wordt enigszins gecompenseerd door de extra verdamping van dat water, hetgeen afkoelend werkt. Dat wordt geduid met de zgn. Lapse-rate feedback. Beide feedbacks, die aan elkaar gekoppeld zijn, werken in het langgolvige uitstralingskanaal met netto een duidelijk opwarmend effect. Het temperatuur effect van de verdubbeling van CO₂ wordt daardoor met ongeveer 1/3^de vergroot.

Een derde terugkoppeling is de Cloud feedback, het effect van bewolking die verandert o.i.v. de temperatuur. Cloud feedback werkt zowel op de binnenkomende, opwarmende Zonnestraling als op de uitgaande, koelende infraroodstraling. Algemeen wordt aangenomen dat de bewolking afneemt bij een opwarmende Aarde. Omdat daarbij meer Zonnestraling binnenkomt dan er infraroodstraling uitgaat, hebben deze Cloud feedbacks volgens het IPCC een netto een opwarmend karakter. Dat is overigens niet absoluut zeker, sommige wolkenmodellen tonen zelfs een klein afkoelend effect.
Als het opwarmt, zullen ook de poolkappen en gletsjers gedeeltelijk smelten waardoor de reflectie van de Aarde afneemt, en er meer Zonlicht wordt geabsorbeerd. Dit 4^e terugkoppelmechanisme, de Albedo feedback werkt dus typisch op de instraling en zal daarmee ook tot extra opwarming leiden.

Het argument om climate feedbacks te gebruiken om de hoge klimaatgevoeligheid zoals berekend uit klimaatmodellen te rechtvaardigen, is om meerdere reden twijfelachtig. Allereerst gezien de klimaatveranderingen uit het verleden. Ver vóór het huidige industriële tijdperk met CO₂-emissies moeten die feedbacks ook al hun rol hebben gespeeld. Het gaat hier immers om effecten a.g.v. het natuurlijke, thermisch gedreven gedrag van water in ons klimaatsysteem. Als die extra opwarming niet door de antropogene CO₂-uitstoot maar door een feller schijnende Zon zou komen, dan waren die terugkoppelingseffecten niet anders. De klimaatgevoeligheid dus ook niet.

In de tweede plaats: die hoge klimaatgevoeligheden uit die klimaatmodellen worden afgeleid van de berekende opwarming over een bepaalde periode, gedeeld door de forcing a.g.v. de toegepaste toename in CO₂. Daarbij wordt dus stilzwijgend aangenomen dat de temperatuurberekening correct is. Maar klimaatmodellen werken niet anders dan weermodellen. Ze berekenen veranderingen in de tijd t.o.v. de uitkomst van de vorige berekening over de toestand van het klimaat enige uren eerder. We weten allemaal hoe snel weersvoorspellingen daardoor gaan afwijken van de werkelijkheid. Nu vernieuwen we weersvoorspellingen tenminste iedere dag op basis van de laatste meetgegevens, maar bij klimaatberekeningen kunnen we dat niet. Hele kleine, systematische afwijkingen hebben dan na een aantal jaren vooruit rekenen, een enorme impact op de voorspelde temperatuurstijging. De nog benodigde 100x nauwkeurigheid genoemd door NASA, is in dat licht zelfs optimistisch [7].

Het is dan ook bijzonder vreemd dat die uitleg van het IPCC al jarenlang breed geaccepteerd wordt door klimaatwetenschappers. Zeker in het licht van het gegeven dat we de opwarming door een iets fellere Zon, redelijk goed kennen. Die “natuurlijke” klimaatgevoeligheid wordt namelijk gegeven door de inverse van de zgn. Planck feedback parameter, veelal aangegeven met het symbool λ_PL en gedefinieerd als 1/λ_PL = ∂T_S/∂N, de partiële afgeleide van de oppervlaktetemperatuur T_S naar de onbalans N op de Top of the Atmosphere (TOA) [8]. Die partiële afgeleide is om aan te geven dat in het geval van een fellere Zon, er verder “niets in ons klimaatsysteem verandert”. Dat is voor de hoeveelheid CO₂ absoluut waar, maar de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer zal bij een temperatuurverandering hoe dan ook toenemen. Of we dat nu willen of niet.

Voor een verandering van de Zonnesterkte die zo’n kleine onbalans ∂N veroorzaakt, kunnen we nu berekenen dat λ_PL = 4SW_IN/T_S. Daarin is SW_IN met ongeveer 240 W/m² de hoeveelheid Zonlicht geabsorbeerd in ons klimaatsysteem. Met de gemiddelde temperatuur van 15^oC of 288 K, levert dat λ_PL = 3.3 W/m²/K. Vandaar een klimaatgevoeligheid van 1/λ_PL = 0.3 K/W/m² die men indertijd ook bij NASA gebruikte bij het bepalen van de 0.8 ^oC temperatuurverhoging door de verdubbeling van de CO₂-concentratie. Immers het maakt niet uit of die verstoring in de stralingsonbalans nu komt van een fellere Zon, of door iets meer broeikasgas; het gaat immers over het verschil N = SW_IN – LW_OUT.

Als die stelling inderdaad waar is, en het is fysisch echt niet te verklaren waarom niet, dan moet dat betekenen dat die eerdergenoemde climate feedbacks medebepalend zijn voor die Planck feedback parameter. Het bewijs daarvoor is betrekkelijk eenvoudig te leveren [9]. We gaan daarbij uit van het broeikaseffect G. Deze is op een aantal manieren te definiëren, maar hier is gekozen voor de definitie

G = LW_UP – LW_OUT                                                                                                   (1)
Dit is het verschil tussen het stralingsniveau LW_UP dat past bij de oppervlaktetemperatuur T_S volgens de stralingswet van Stefan-Boltzmann LW_UP = εσT_S⁴. Daarin is σ een natuurconstante en de “emissivity” ε voor Infrarode straling bijna 1. LW_OUT is de uitstraling op het TOA-niveau en moet daar in stralingsevenwicht gelijk zijn aan de inkomende straling SW_IN volgens LW_OUT = SW_IN. Stel nu dat we op enig tijdstip t = 0, CO₂ toevoegen aan deze atmosfeer, dan zal het broeikaseffect toenemen met een forcing ∆F_GHG (GHG staat voor het Engelse Greenhouse gas) evenredig met de hoeveelheid CO₂. In eerste instantie zal die forcing de uitstraling verder blokkeren en LW_OUT doen verminderen. Daardoor wordt (tijdelijk) SW_IN > LW_OUT hetgeen opwarming tot gevolg heeft. Opwarming betekent een toename in LW_UP hetgeen leidt tot een toename in LW_OUT. Dat proces stopt uiteindelijk als LW_OUT weer gelijk is aan SW_IN.

Dat hoeft overigens niet dezelfde SW_IN te zijn als voor t = 0. Immers, het is warmer geworden en waarschijnlijk is er daarom wat sneeuw en ijs van de poolkappen en gletsjers verdwenen. Daardoor is de Zonlicht absorptie van de Aarde wat toegenomen en dus ook SW_IN iets groter. Dit is een typisch voorbeeld van climate feedback, in dit geval de Albedo feedback. Maar ook de bewolking zal zich enigszins hebben aangepast aan de nieuwe temperatuur. Ook in de verandering van G als gevolg van die opwarming zullen climate feedbacks hun rol spelen. Neem de toename aan waterdamp in de atmosfeer bij een warmer wordend klimaat. Het zal het broeikaseffect van die extra CO₂ versterken. Als er weer evenwicht is aan het einde van dat opwarmingsproces, kunnen we die blijvende verandering in het broeikaseffect ∆G als gevolg van de CO₂–forcing en de climate feedbacks door de temperatuurverhoging ∆T_S schrijven als:

∆G = ∆F_GHG + γ∆T_S                                                                                            (2)

De term ∆F_GHG geeft aan dat de atmosferische samenstelling door extra CO₂ is veranderd. Dat is een temperatuur-onafhankelijk effect. De term γ∆T_S is de som van de veranderingen in G onder invloed van de blijvende temperatuurverhoging ∆T_S. We moeten dan dus denken aan de extra verdamping, de extra hoeveelheid waterdamp en de veranderde hoeveelheid bewolking. Die geven allemaal kleine, maar zeker niet verwaarloosbare aanpassingen in het broeikaseffect G.

Hierboven hadden we al laten zien dat ook SW_IN blijvend verandert door het smelten van ijs/sneeuw, maar ook door de veranderde bewolkingsgraad. Die zaken hebben effect op de instraling. We schrijven dus analoog aan de permanente verandering in G voor de verandering in SW_IN:

∆SW_IN = ∆F_SW + α∆T_S                                                                                                 (3)
De factor α∆T_S is daarin de som van terugkoppelingen in het instralende kanaal. Voor de volledigheid hebben we ook een forcing ∆F_SW in dit kortgolvige pad opgenomen. Als voorbeeld: meer waterdamp door een hogere temperatuur geeft aanleiding tot meer absorptie van Zonlicht maar dat zit uiteraard al in de term α∆T_S. Als we meer fossiele brandstoffen verstoken, leiden aerosolen als roet en zwavel-oxides ook tot veranderingen in de atmosfeer die niet een gevolg zijn van de temperatuur, maar wel invloed hebben op de inkomende straling SW_IN. Vandaar de term ∆F_SW waarvan we op dit moment nog niet weten hoe groot die forcing echt is. Maar pro-forma moet die wel worden meegenomen.
De som van beide veranderingen is nu dus te schrijven als:

∆SW_IN + ∆G = ∆F_SW + α∆T_S + ∆F_GHG + γ∆T_S = ∆F_TOT + λ_FB∆T_S                                (4)

Hierin is ∆F_TOT de som van alle, door externe factoren aangebrachte forcings die onafhankelijk van de temperatuur zijn. De term λ_FB∆T_S is nu de som van alle temperatuurafhankelijke effecten in onze atmosfeer, gekarakteriseerd door λ_FB de (netto) som van alle climate feedbacks.

We kunnen nu vergelijking (1) voor de verandering tussen de evenwichtstoestand voor t = 0 en de “nieuwe” evenwichtstoestand na t = 0 ook schrijven als

∆G + ∆SW_IN = ∆LW_UP − ∆LW_OUT + ∆SW_IN = ∆LW_UP                                                  (5)

Immers in beide evenwichtstoestanden geldt LW_OUT = SW_IN , dus geldt ook ∆LW_OUT = ∆SW_IN. Als we daarna (4) en (5) combineren, krijgen we een uitdrukking die de verandering in LW_UP en dus een verandering in de oppervlaktetemperatuur T_S, koppelt aan de som van forcings en climate feedbacks:

∆LW_UP = ∆F_TOT + λ_FB∆T_S                                                                                               (6)

Voor kleine veranderingen kunnen we ∆LW_UP = ∆(εσT_S⁴) ook schrijven als λ_S∆T_S met λ_S = 4LW_UP/T_S. Dat leidt dan tot de algemene relatie voor de opwarming a.g.v. een forcing ∆F_TOT :

(λ_S – λ_FB) ∆T_S = ∆F_TOT                                                                                                    (7)

De klimaatgevoeligheid is dan 1/((λ_S – λ_FB) en niet zoals het IPCC stelt: 1/((λ_PL – λ_FB).

We kunnen ook beide zijden van (6) door ∆T_S delen en de limiet ∆T_S → 0 nemen. Dat levert:

λ_S = λ_PL + λ_FB           of    λ_PL = λ_S − λ_FB                                                                           (8)                                                                                                    

waarbij gebruik is gemaakt van λ_S = dLW_UP/dT_S = 4 LW_UP/T_S en λ_PL = dF_TOT/dT_S. Die laatste relatie is equivalent aan de eerdergenoemde definitie 1/λ_PL = ∂T_S/∂N. De kleine forcing dF_TOT is immers per definitie de geïnduceerde verstoring van de stralingsbalans N op TOA. Het omgekeerde is ook waar, een kleine verandering dT_S vertaalt zich in een verstoring dN op TOA gelijk aan λ_PLdT_S.

Volgens het IPCC met die hoge klimaatgevoeligheid door feedbacks, hadden we deze relatie tussen opwarming en forcings moeten schrijven als ∆T_S/∆F_TOT = 1/(λ_PL − λ_FB). Als we dat invullen in de gelijkheid (6), dan krijgen we de merkwaardige oplossing λ_S = λ_PL. Aangezien die alleen maar waar kan zijn voor een “kale” planeet Zonder atmosfeer, is duidelijk dat een dergelijke relatie tussen opwarming en forcing als die van het IPCC, simpelweg niet correct kan zijn.

Fysisch bezien zou het ook vreemd zijn dat de natuur twee verschillende parameters λ_PL en λ_FB nodig zou hebben om een en hetzelfde fenomeen te beschrijven, nml. het temperatuurgedrag van ons klimaat. Dat moet los staan van de vraag of daar nu iets meer of minder CO₂ in zit. Zouden we de kale planeet Aarde, molecule voor molecule van een atmosfeer voorzien die uiteindelijk de huidige situatie zou creëren, dan moet je je afvragen bij hoeveel moleculen die splitsing tussen λ_PL en λ_FB dan plaatsvindt. In ieder geval niet bij het 1^ste molecule. Maar als het dan niet gebeurt, waarom zou het dan wel bij het 100000^ste of het 10 miljoenste plotseling gebeuren?

Vergelijking (8) is daarom heel logisch, en laat zien dat de Planck feedback parameter geen “zelfstandige” parameter is, maar afgeleid van twee echt onafhankelijke feedbacks. Daarvan is λ_S duidelijk gekoppeld aan de Stefan-Boltzmann relatie, de koppeling tussen de uitstraling van een vast lichaam als een “kale” planeet met de oppervlaktetemperatuur T_S. Iedere planeet in het heelal, met of zonder atmosfeer reageert dienovereenkomstig. De andere component is de integrale climate feedback parameter λ_FB die het temperatuur gedrag van een specifieke atmosfeer representeert. Voor de Aarde is λ_FB gekoppeld aan het gedrag van het condenseerbare broeikasgas “waterdamp”. Rond het huidige setpoint van ons klimaat, T_S ≈ 288K met een bandbreedte van ruwweg 230–330K, kan zich dat zowel in vaste, vloeibare of gasvormige toestand bevinden. Kleine wijzigingen in de temperatuur veranderen dan dus automatische de verdeling daartussen en daarmee ook het klimaatsysteem.

De gelijkheid 1/λ_PL = 1/(λ_S − λ_FB) is daarmee ook de logische uitdrukking voor de klimaatgevoeligheid. Die is niet specifiek voor broeikasgassen, maar (7) geldt voor iedere verstoring van de stralingsbalans op TOA. Voor λ_PL berekenden we al met de gemeten SW_IN en T_S dat die 3.3 W/m²/K moet zijn. Voor de “oppervlakte” feedback λ_S = 4 LW_UP/T_S = 4εσT_S³ berekenen we voor ons huidige klimaat 5.5 W/m²/K. Voor de som van climate feedbacks volgens (7) betekent dat λ_FB = 2.2 W/m²/K.

Niet geheel verrassend is die waarde gelijk aan de most likely waarde van het IPCC zoals zij die in hun AR6 rapport vermelden voor de som van deze feedbacks [2]. Weliswaar met een redelijke foutenmarge, maar zo slecht zijn de atmosfeer-modellen in die geavanceerde GCMs dus kennelijk ook weer niet. Het is daarom des te merkwaardiger dat het IPCC i.p.v. 1/λ_PL = 0.3 K/W/m² voor de klimaatgevoeligheid, dan toch vasthoudt aan de doctrine van climate feedbacks die als onafhankelijk van de Planck feedback parameter worden beschouwd, en rekent met 1/(λ_PL − λ_FB) = 0.9 K/W/m².

Zo komt men tot die absurd hoge klimaatgevoeligheid die een factor 3 hoger is dan de “natuurlijke” waarde. Daarmee overdrijft het IPCC hun projecties voor de toekomstige opwarming nog meer. Niet alleen met een veel te hoge CO₂-concentratie in 2100 en een veel te hoge broeikassterkte F2xCO2, maar bovenal berekend met een veel te hoge klimaatgevoeligheid. Het is dan ook niet verwonderlijk dat de UN Secretary General Mr. António Gutteres recentelijk het “koken van de oceanen” als metafoor voor die toekomstige opwarming is gaan gebruiken. Als je 2x te hoog zit in je CO₂-scenario, 2x te hoog in de sterkte van het broeikaseffect van CO₂ en 3x te hoog in de klimaatgevoeligheid, zit je qua schatting 12x, of conservatief afgerond tot “een orde te hoog” in de impact van de CO₂-uitstoot.

Neem je de huidige uitstoot zoals gemeten en de fysisch plausibele waardes voor broeikassterkte en klimaatgevoeligheid, dan kom je uit op een temperatuurstijging van zo’n 0.06 ^oC/decennium. De totaal te verwachten temperatuurstijging door CO₂ sinds het pre-industriële tijdperk, die zoals uitgelegd slechts maximaal zal verdubbelen tot 560 ppm, blijft daarmee beperkt tot ongeveer 0.6 ^oC. Ver onder het “Parijs-akkoord”. Tenminste, als we die “echte” waarden gebruiken voor de broeikas-sterkte onder normaal bewolkte hemels F2xCO2 = 2 W/m², en de klimaatgevoeligheid van 1/λ_PL = 0.3 K/W/m². Dat maximum zal ergens in de 2^e helft van deze eeuw bereikt worden, en is totaal geen aanleiding tot panische maatregelen als het verbieden of afschaffen van fossiele brandstoffen.

Maar toch is de gemeten opwarming met 0.15 – 0.2^oC/decennium veel sneller aan het stijgen dan we hierboven berekenen [9]. Dat is ongeveer 3x zo veel als we realistisch aan de CO₂-toename kunnen toeschrijven. Die constatering is waarschijnlijk de voornaamste reden waarom het IPCC nog altijd blijft volhouden dat de factor 3 in hun klimaatgevoeligheid de “werkelijkheid” weergeeft.

De oorzaak van die extra opwarming is echter in tegenstelling tot wat het IPCC ons probeert wijs te maken, helemaal niet gekoppeld aan de antropogene uitstoot. Het is een gevolg van andere, waarschijnlijk “natuurlijke” processen die m.n. in het kortgolvige kanaal de instraling van de Zon hebben doen toenemen. Met gebruikmaking van de vergelijkingen (2) en (3) blijkt op basis van een analyse van de CERES-metingen dat die “natuurlijke” opwarming aanzienlijk groter is dan de antropogene bijdrage [9]. Deze, aan de instraling gerelateerde opwarming is heel duidelijk niet gekoppeld aan bv. de Cloud feedback, wat vaak als reden wordt aangevoerd voor de toename in SW_IN.

Wat dan wel de oorzaak daarvan is, is 1-2-3 niet duidelijk. Het heeft waarschijnlijk te maken met meerdere oorzaken zoals bv. veranderende zeestromen en een aanzienlijk schonere lucht boven m.n. het Oosten van de USA en de West-Europese landen. Dat laatste moet haast een gevolg zijn van het sluiten van o.a. kolencentrales en de afbouw van de zware industrie sinds 1980 waardoor de luchtvervuiling daar aanzienlijk is verminderd.

Speculeren daarover heeft weinig zin, omdat we over dat soort effecten maar weinig weten. De CERES-metingen laten echter wel het eind-effect daarvan zien. Zonder die hieraan gekoppelde toenames in het SW_IN-kanaal, kan de geografische verdeling van gemeten opwarming namelijk niet of slecht verklaard worden. De verandering in de combinatie van SW_IN en G zoals in vgl. (5) kan dat wel, zoals bijgaand plaatje van 23 jaar satelliet-data laat zien.

Voor details in de afleiding van de relatie λ_PL = (λ_S – λ_FB) en de analyse van 23-jaar aan stralingsdata uit het CERES-project wordt verder verwezen naar het originele artikel [9].

Referenties:

1. Le Pair C. and Huijser A. (2020), How does CO₂ Escape?
   http://www.clepair.net/oceaanCO2-4.html
2. Climate Change (2021), The Physical Science basis IPCC WG 1, 6^th Assessment Report
   Technical Summary TS3.2 pg.93-97, http://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1
3. Van Wijngaarden W. & Happer W. (2021), Relative Potency of Greenhouse Molecules, https://doi.org/10.48550/arXiv.2103.16465
4. Huijser A. (2024), recente analyse n.a.v. [9], nog te publiceren
5. Rasool S. & Schneider S. (1971), Atmospheric Carbon Dioxide and Aerosols: Effects of Large Increases on Global Climate, Science, Vol. 173, 138-141 https://doi.org/10.1126/science.173.3992.138
6. https://isccp.giss.nasa.gov/role.html see chapter: CLOUD CLIMATOLOGY: COMPUTER CLIMATE MODELS: “…today’s models must be improved by about a hundredfold in accuracy, a very challenging task. To develop a much better understanding of clouds, radiation and precipitation, as well as many other climate processes, we need much better observations.”
7. Frank P. (2019), Propagation of Error and the Reliability of Global Air Temperature Projections, Front. Earth Sci. 7:223, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2019.00223/full
8. In de hier gebruikte definitie is het “minteken” dat altijd aan λ_PL wordt toegekend als zijnde een “echte” feedback, voor de eenvoud van formules weggelaten. In [9] is dat niet het geval.
9. Huijser A. (2024), Greenhouse Feedbacks are Intrinsic Properties of the Planck Feedback Parameter, Science of Climate Change 4.1, 89-113, https://doi.org/10.53234/scc202411/03

***

Bron hier.

***