Wolken en temperatuur

9 Aug

Wolken hebben invloed op de temperatuur, dat behoeft geen discussie. Wel is het zo dat de effecten van wolken op het klimaat nog onzeker zijn. Aan de ene kant wordt beweerd, dat wolken een negatieve terugkoppeling betekenen voor de opwarming, de andere kant beweert het tegenovergestelde. Er zijn nog veel vragen te beantwoorden rond de vorming van wolken en de invloed daarvan als een van de vele klimaatparameters.

In Nederland wordt vooral onderzoek gedaan bij het KNMI en aan de Technische Universiteit Delft, aan de faculteit Technische Natuurwetenschappen, research thema Clouds, Climate and Air Quality. Op de site van de laatste is maar weinig inspiratie te vinden. Het is niet erg duidelijk wat men er doet. Een aardige inleiding op het thema van de hand van Pier Siebesma, bijzonder hoogleraar verbonden aan dit onderwerp, staat bij het KNMI. Het KNMI doet uitgebreid onderzoek naar wolken, en naar de aerosolen die bijdragen tot de wolkenvorming. Zie hiervoor onder andere hier, hier en hier.

Dan is er nog een Europees project: European Integrated project on Aerosol Cloud Climate and Air Quality Interactions (EUCAARI) dat zich met 48 partners uit 25 landen volledig richt op onderzoek naar het effect van aerosolen op het klimaat en de luchtkwaliteit. Het project is inmiddels in 2010  afgerond. Op hun site zijn nauwelijks publiek toegankelijke publicaties te vinden. Er is een platform met beschikbare gegevens die met enige moeite kunnen worden verkregen. Er is wel een recent 110 pagina’s dik overzichtsartikel verschenen met als titel: “General overview: European Integrated project on Aerosol Cloud Climate and Air Quality interactions (EUCAARI) – Integrating aerosol research from nano to global scales”.

In dit artikel wordt onder andere aandacht gegeven aan het stralingseffect van aerosolen en wolken, het “radiative effect”. Daarbij heeft men zich gericht op de stratocumulus wolken, simpel gesteld de kleinere wolken onder 2,5 km hoogte. Het IPCC rapporteerde in AR4 (2007) een negatief effect van -0,9 W/m2. De EUCAARI-studie komt uit op niet meer dan de helft: -0,45 W/m2. Het indirecte albedo effect van de wolken zit met 0.7±0.5W/m2 in de range van de IPCC schatting (-0,3 tot 1,8 W/m2).

Wolkenvorming

De vorming van wolken wordt in dit artikel maar zijdelings aangestipt. Er is wel onderzoek gedaan naar de onzekerheden rond de eigenschappen van aerosolen en gassen die betrokken zijn bij wolkenvorming en van de microfysische karakteristieken van wolken. Daarmee kunnen modellen beter worden bediend.

Over de wolkenvorming zelf bestaat nog steeds weinig inzicht. In de klimaatwereld is zo’n vijftien jaar geleden heftig negatief gereageerd op de theorie van Henrik Svensmark over de vorming van wolken onder invloed van kosmische straling. De aarde krijgt uit het heelal veel straling waaronder muonen, die geladen deeltjes (ionen) aanmaken, die op hun beurt de kern vormen van kleine druppeltjes, die uiteindelijk samen een wolk vormen. Volgens Svensmark et.al. wordt die activiteit geremd door de magnetische straling van de zon: hoe meer magnetische straling van de zon, des te minder wolkenvorming, en daar valt een deel van de temperatuurstijging uit te verklaren. In een experimentele opstelling heeft Svensmark aangetoond dat kosmische straling inderdaad leidt tot ionvorming, zie hier.

Bij CERN in Geneve loopt al een tijdje een groot project (CLOUD project) dat mogelijk inzicht kan geven in de manier waarop wolkenvorming plaatsvindt onder gesimuleerde kosmische straling. Een eerste resultaat ondersteunt de resultaten van Svenmark’s experiment. Het wachten blijft op meer nieuws, er zijn artikelen ingezonden, maar nog niet gepubliceerd. Overigens staat in het EUCAARI artikel geen woord over Svensmark of het Cloud project. Als de volgende publicaties en experimenten het mechanisme van de wolkenvorming verder verklaren, dan wordt de klimaatdiscussie verrijkt met een nieuw inzicht: kosmische straling en zonneactiviteit beïnvloeden de wolkenvorming, wolken dragen bij tot de klimaatverandering, de mate of richting van de invloed staat dan nog niet vast.

In Nederland

Intussen kunnen we even kijken naar wat Nederlandse resultaten. Sedert vele jaren meet het KNMI op haar stations enkele parameters, die relevant zijn in dit verband: zonne-uren, straling, bedekkingsgraad en de temperatuur. Het lijk interessant om de relatie tussen bedekkingsgraad en temperatuur te bekijken. Van de Bilt stamt de langste meetreeks, met waarden voor de bedekkingsgraad vanaf 1951 en straling vanaf 1959. Uit de dagwaarden – meer dan 40000 records tot augustus 2011 – valt niet zo snel iets af te lezen, een jaargemiddelde geeft een beter beeld. Daaruit blijkt, dat het aantal zonne-uren, de globale straling en uiteraard de temperatuur duidelijk en significant toenemen vanaf de jaren ’80. Er is een duidelijke correlatie tussen de toenemende temperatuur en toenemende zonne-uren en straling, en een zeer zwakke en negatieve correlatie met de bedekkingsgraad. Meer zon en straling en dragen in de afgelopen eeuw aldus bij tot de verhoging van de temperatuur. Lineaire regressie tussen temperatuur en zonne-uren plus straling toont met een R2 van 0,5 aan dat de temperatuurverhoging maar deels kan verklaard worden deze variabelen. Andere factoren spelen uiteraard een medebepalende rol. Uit berekeningen van alle daggemiddelden, van alle maandgemiddelden en van de jaargemiddelden van de bedekkingsgraad van de afgelopen 60 jaar blijkt een eigenlijk niet waar te nemen afname, met een helling van ongeveer -4*10^-12. De bedekkingsgraad neemt dus nauwelijks af en kan hier op basis van deze data geen rol van betekenis spelen.

De afbeelding geeft een overzicht van het verloop van de jaargemiddelden. Hieruit blijkt al de samenloop van zonne-uren, straling en temperatuur. De zonne-uren zijn weergegeven in 0,1 uren.

Verloop jaargemiddelde 1901-2011 de Bilt

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: