globe

Soms is het nuttig om een stapje terug te doen van de alledaagse hektiek van het leven als onderzoeker (een paar dagen ziek in bed helpen daarbij). Zo vond een van ons via een TED-talk van klimaatwetenschapper en klimaatactivist James Hansen een artikel uit 1981 over de opwarming van de aarde. In dat jaar zat de eerste auteur net op de universiteit en tweede begon zijn werk op het KNMI. Daar was klimaatverandering toen nog geen onderwerp van studie, wat verklaart dat het artikel door beiden volledig gemist werd. In 2012 blijkt het echter zeer lezenswaardig.

De zeven auteurs kregen in 1981 tien pagina’s in Science, een van de topbladen van de wetenschap. Hierin gaven ze een volledig overzicht van alle aspecten van klimaatverandering: de totale stralingsbalans van de aarde, modellen die alleen de verticale structuur van de atmosfeer beschrijven en volledige 3D atmosfeermodellen; de klimaatgevoeligheid (temperatuurstijging bij een verdubbeling van de CO2-concentratie), de belangrijkste terugkoppelingen (waterdamp, temperatuurprofiel, wolken, ijs- en vegetatie albedo); de invloeden van variaties in zonneactiviteit en vulkaanuitbarstingen, de onzekerheid van het effect van aërosolen en van de snelheid waarmee de oceaan de warmte opneemt. De auteurs van het artikel gaven duidelijk aan wat zeker was (en daar is 31 jaar later niets op af te dingen) en wat onzeker is (daar zitten wel wat missers onder).

Vervolgens maakten ze een schatting van de wereldgemiddelde temperatuur van 1880 tot 1980  aan de hand van de toen beschikbare data aan meteorologische waarnemingen. Het temperatuurverloop van 1880 tot 1980 bleek voor een groot gedeelte te verklaren door de invloed van CO2, vulkaanuitbarstingen en variaties in zonneactiviteit. Dit was in een tijd dat de wereld nog steeds koeler was dan rond 1940 en het noordelijk halfrond sterk aan het afkoelen leek. Op basis van de bijdrage van het broeikasgas CO2 voorspelden ze vol vertrouwen dat de temperatuur na 1980 zou stijgen. Ze namen aan dat er geen actie zal worden ondernemen om de opwarming tegen te gaan tot deze aan het eind van de twintigste eeuw duidelijk zichtbaar zou zijn. De verschillende scenario’s begonnen pas daarna uit elkaar te lopen.

De eerste 31 jaar van hun projectie zijn dus relatief goed gedefinieerd: die hangen niet sterk af van aannames hoe we zouden reageren op de opwarming van de aarde. De indertijd voorspelde wereldgemiddelde temperatuurstijging tussen 1981 en 2011 kan nu vergeleken worden met de waarnemingen. We gebruiken de GISS Land-Oceaan Index, een veelgebruikte analyse van de wereldgemiddelde temperatuur, die temperatuurwaarnemingen van meteorologische stations op land combineert met scheepswaarnemingen van de zeeewatertemperatuur (de oorspronkelijke reeks uit 1981 gebruikte geen scheepswaarnemingen maar interpoleerde van eilandstations, wat een hogere stijging opleverde). Over een uitvergroting van hun Fig.6 leggen we deze waarnemingen, onder andere beschikbaar in de KNMI Climate Explorer. Andere analyses van de wereldgemiddelde temperatuur geven vrijwel identieke resultaten.

Gegeven all onzekerheden toen, in het bijzonder de rol van aërosolen en de oceaan, is de overeenstemming met de werkelijkheid heel behoorlijk: de stijging van de wereldgemiddelde temperatuur was uiteindelijk zo’n 30% hoger dan deze projectie in 1981 voorspelde. Ter vergelijking: de huidige generatie klimaatmodellen waarvan de resultaten nu geanalyseerd worden voor het vijfde IPCC rapport zitten er vaak ook zo ver naast, zowel hoger als lager dan de waargenomen waarde. Het effect van aërosolen op de temperatuur is nu nog steeds de belangrijkste onzekerheid.

We concluderen dat een voorspelling uit 1981 in een vooraanstaand wetenschappelijk tijdschrift goed met de waarnemingen overeen blijkt te komen met een 30% onderschatting van de opwarming. Dit was in een tijd dat de opwarming nog niet goed zichtbaar was. De afwijking kan verklaard worden uit het gebrek aan kennis over belangrijke processen zoals de effecten van aërosolen en de oceaan. Deze op fysica gebaseerde voorspelling deed het veel beter dan een simpele extrapolatie van de trend of de aanname dat er niets zou veranderen. Het is ook een goed voorbeeld van hoe wetenschap werkt: een analyse van de theorie van de invloed van CO2 op de temperatuur op aarde werd gebruikt voor een voorspelling dat die temperatuur zou stijgen. Deze voorspelling is uitgekomen. De voorspelling dat de temperatuurstijging de komende dertig jaar door zal zetten is nu dan ook simpel te maken.

Door Geert Jan van Oldenborgh en Rein Haarsma, KNMI

Dit artikel verscheen in april op de website van RealClimate