Nog eens: CO2 en de oceanen

13 Aug

Als de relatie tussen bepaalde verschijnselen wordt bestudeerd, dan kent die relatie twee kanten, het statistisch verband en de oorzaak-gevolg zijde.

Als het ene verschijnsel (lees variabele y) op enige wijze samenhangt met het andere (varabele x), dan kan er met behulp van statistiek een regressie worden berekend en de sterkte van de relatie worden vastgesteld. Het simpelste model is de lineaire regressie, waarbij de ene variabele y via een vergelijking van de soort y = ax +b afhangt van de variabele x. Als deze regressielijn wordt uitgezet in een x-y diagram, dan is a de helling van de lijn en b de afsnijding van de y-as. De sterkte van de relatie wordt uitgedrukt door het kwadraat van de correlatiecoëfficiënt R2. Het is een maat voor de mate waarin de regressievergelijking de echte data representeert. Als deze de waarde van 1 nadert, dan is er sprake van een stevige relatie. Hoe lager de R2-waarde, hoe zwakker de relatie wordt beschouwd.

De andere kant is de oorzaak-gevolg theorie. Een stevige relatie wil nog niet zeggen, dat het ene verschijnsel voortvloeit uit het andere. Er moet een acceptabele theorie steken achter de oorzaak-gevolg benadering. En dat is vaak de crux van het verhaal.

Een Australische civiel ingenieur, met een lange ervaring in hydrologie en hydro-energie is em. professor Lance Endersbee. Hij heeft zich de laatste jaren verdiept in de klimaatdiscussie en neemt vaak stevige standpunten in. Endersbee heeft in het augustusnummer (Vol. 151) van Focus, het huisblad van de Australian Academy of Technological Sciences and Engineering (ATSE) een artikel geschreven over de relatie tussen CO2 en de oceanen. Het blad is nog niet op de site van de ATSE verschenen, maar het artikel is wel al op internet te vinden via:

Artikel Endersbee

Het gaat in dit bericht niet over de standpunten van Endersbee, maar over de theorie die hij in enkele lijnen neerzet. Het gaat over CO2 en de temperatuur van de oceanen. Hij maakt een vergelijking met champagne. Als de fles wordt geopend, ontsnapt het CO2 met kracht, omdat de druk wegvalt. Na het inschenken verdwijnen de bubbeltjes naar gelang de champagne in het glas opwarmt. Zo werkt dat ook bij de oceanen. Hoe warmer het water, hoe meer CO2 naar de atmosfeer gaat.

De oceanen kunnen veel CO2 opnemen, hoe kouder het water hoe meer opname. De diepere lagen van de oceanen bevatten door de lagere temperatuur en de hoge druk enorme hoeveelheden CO2, deels gebonden als bicarbonaat. Endersbee stelt, dat de uitwisseling tussen de atmosfeer en de oceanen groter is dan die van het vaste land, gelet alleen al op de pakweg 70% van het aardoppervlak dat uit water bestaat.

Er is een relatie tussen de temperaturen van de oceaan en de concentraties aan CO2 in de atmosfeer. Endersbee hanteert daar het volgende eenvoudige model:

De temperatuur van het water verandert maar zeer geleidelijk, terwijl de atmosfeer wel snelle fluctuaties kent. Die snelle veranderingen kan men wat uitfilteren door voor de CO2 concentraties een twaalf maanden glijdend gemiddelde te nemen. Zo worden de jaarlijkse cycli van natuurlijke invloeden op de CO2 concentratie uitgemiddeld. Voor de temperatuur van de oceanen neemt Endersbee een 21-jarig glijdend gemiddelde van de afwijking ten opzichte van een gemiddele temperatuur van 15 ºC. Met die 21 jaar wordt de gemiddelde duur van een zonnecyclus gedekt, inclusief de verandering in magnetische polariteit van de zon, de invloeden van El Niňo en La Niňa, en de al genoemde langzame responsie tijd van de oceanen.

Tot zover de theorie en het gebruikte model. Hij zet de berekende resultaten van januari 1985 tot mei 2008 uit in de volgende grafiek:

Endersbee_diagram

Opvallend is de zeer hoge R2, bijna gelijk aan 1. Dat betekent, dat de op deze manier onderzochte relatie wel heel erg stevig is. Het model kan de ontwikkeling van de CO2 kennelijk zeer goed voorspellen. Endersbee schrijft in het artikel, dat nu de oceanen weer wat afkoelen de CO2 concentraties mettertijd ook weer moeten dalen.

Dat zou in ieder geval zijn theorie steunen, en in principe betekenen, dat de breed geaccepteerde relatie tussen de door de mens geproduceerde CO2 en de opwarming van de aarde moet worden herzien. In een volgend bericht wordt de berekening van Endersbee onder de loep genomen.

Advertenties

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers liken dit: