De broeikas sluit zich

BROEIKASSCEPTICI, die niet geloven in het warmer worden van de aarde, kregen het deze week flink voor hun kiezen. Tot voor kort hadden ze nog een laatste strohalm waar ze zich aan vast konden houden. Uit satellietmetingen van de afgelopen twintig jaar bleek namelijk dat de temperatuur aan het aardoppervlak met gemiddeld 0,05 graad Celsius per decennium daalt. Dat is geheel in strijd met de broeikastheorie: het warmer worden van de aarde als gevolg van de uitstoot van allerlei broeikasgassen, zoals kooldioxide.

Een opmerkelijke publicatie in Nature van deze week (13 augustus) maakt echter een einde aan die discrepantie. De meetresultaten van de afgelopen jaren, stellen onderzoekers van het adviesbureau Remote Sensing Systems in Santa Rosa (Californië) behoeven namelijk enige correctie omdat in de loop der jaren de baanhoogte van de satellieten is afgenomen.

Wordt daarvoor gecorrigeerd dan blijkt uit een twintig jaar lange reeks van satellietwaarnemingen dat er geen sprake is van afkoeling, maar dat de temperatuur aan het aardoppervlak juist geleidelijk toeneemt, en wel met 0,07 graad Celsius per decennium.

De bevindingen van de twee Amerikaanse onderzoekers, die inmiddels door vertegenwoordigers van de ruimtevaartorganisatie NASA worden bevestigd, sluit aan bij andere waarnemingen. Wereldwijd is er in de loop der jaren een omvangrijk netwerk van meetinstrumenten geïnstalleerd, onder meer bij weer- en onderzoeksinstituten. Meetgegevens van dat netwerk wijzen al enige jaren op een stijgende temperatuur op aarde, gemiddeld zo'n 0,15 graad Celsius per decennium.

Bovendien worden dagelijks over de hele wereld duizenden meetinstrumenten aan ballonnen tot grote hoogte de atmosfeer in gestuurd. Ook uit die metingen blijkt dat de gemiddelde temperatuur op aarde geleidelijk stijgt, gemiddeld met zo'n 0,09 graden Celsius per decennium.

Die toenemende temperatuur - de verschillende type metingen wijzen op een nagenoeg even grote stijging - moet grotendeels worden toegeschreven aan menselijk handelen: de sterk gestegen uitstoot van broeikasgassen, zoals kooldioxide (CO2 ). Sinds de Industriële Revolutie is daardoor de gemiddelde temperatuur op aarde al met 0,5 graad Celsius gestegen; elk decennium komt daar 0,05 - 0,15 graad Celsius bij; de stijging verloopt de laatste vijftien jaar het sterkst.

Sinds 1979 wordt de temperatuur op aarde ook met een achttal satellieten gemeten. Die beschikken over apparatuur die de microgolfstraling meet die zuurstofmoleculen uitzenden. De hoeveelheid straling (bij één specifieke frequentie) is een maat voor de temperatuur.

Om de temperatuur aan het aardoppervlak te kunnen bepalen, meet het instrument telkens een segment van de atmosfeer net boven de aarde. Naarmate de baanhoogte van de satelliet lager is, zal er een kleiner stukje atmosfeer in rekening worden gebracht, en zal de temperatuurmeting een iets andere waarde opleveren.

De satellieten draaien rondjes op een hoogte van 800 tot 870 kilometer. De baanverlaging bedraagt ongeveer een kilometer per jaar. Dat is een gemiddelde waarde. Ten tijde van grote zonneactiviteit (1979 - 1983 en 1989 - 1992) is die daling groter. Dan wordt de buitenste laag van de aardse atmosfeer iets opgewarmd. De moleculen komen daardoor iets meer in beweging waardoor de wrijving die de satelliet ondervindt iets groter zal zijn. De baanhoogte zal in zo'n periode wat sneller afnemen.

Na correctie voor die veranderende baanhoogte voor elk van de meetsatellieten, blijken de temperatuurmetingen eveneens een stijgende tendens aan te geven. 'Dit is een belangrijke doorbraak. Dit toch pijnlijke gegeven is nu uit de wereld. Het teken is nu omgedraaid. Er is niet langer sprake van een afkoeling, maar van een opwarming aan het aardoppervlak', stelt klimaatonderzoeker prof. dr. Jos Lelieveld van de Universiteit Utrecht.

Broeikasonderzoekers hebben het tij sowieso mee, want ook de klimaatmodelberekeningen sluiten wat uitkomsten betreft steeds beter aan bij wat in werkelijkheid wordt gemeten. Utrechtse universitair onderzoekers, samen met collega's van het KNMI en het RIVM, werken sinds enige tijd samen met modellenbouwers van twee Max Planck-instituten, in Hamburg en in Mainz.

Die klimaatmodellen - goed voor maanden rekenen op een supercomputer - worden steeds verfijnder. In de eerste generatie modellen werd slechts rekening gehouden met de uitwisseling van warmte tussen atmosfeer, land en oceanen.

In de verfijndere modellen van de laatste jaren wordt ook het effect van andere broeikasgassen zoals bijvoorbeeld ozon meegenomen. Bovendien worden gecompliceerde chemische processen in de atmosfeer in rekening gebracht, bijvoorbeeld aerosol-vorming, die een remmende werking hebben op het broeikaseffect.

'Dit type gedetailleerde processen wordt in toenemende mate in klimaatmodellen ondergebracht. Die benaderen daardoor steeds dichter de werkelijkheid', aldus Lelieveld. Uit recente berekeningen van de Duits/Nederlandse onderzoeksgroep, waarover binnenkort in het Journal of Climate zal worden gepubliceerd, blijkt dat er aan het aardoppervlak sprake is van een temperatuurstijging van 0,12 graad Celsius per decennium, wat aansluit bij de ballon- en satellietmetingen en bij de metingen van het meteorologische netwerk.

Critici kunnen nu eigenlijk niet meer om het broeikaseffect heen, meent Lelieveld. De Utrechtse onderzoeker sluit zich aan bij de constatering van de bekende Amerikaanse klimaatonderzoeker James Hansen van het Goddard Institute for Space Studies van NASA.

Die meent dat met de nieuwe correctiefactor voor de satellietwaarnemingen en met de recente resultaten uit geavanceerde klimaatmodellen sceptici de laatste argumenten uit handen zijn geslagen. 'Het gaat er nu niet meer om of er een broeikaseffect is, maar hoe groot dat is, de praktische betekenis ervan en welke maatregelen er genomen moeten worden', stelt Hansen in een commentaar in Science van 14 augustus.

De publicatie in Nature zal met name in de Verenigde Staten de discussie over het het broeikaseffect nieuw leven in blazen. In de VS is de CO2 -discussie ontaard in een soortement oorlog. Elke maatregel stuit vanwege de extreem hoge kosten op grote kritiek.

De publicatie in Nature komt met name voor vice-president Al Gore, voorstander van een streng broeikasbeleid, als geroepen. Gore heeft bovendien het weer mee. Het eerste half jaar waren de warmste zes maanden ooit gemeten op aarde, zo maakte de Amerikaanse weerorganisatie NOAA afgelopen dinsdag bekend.

'Hoeveel meer bewijs is nog nodig voordat algemeen wordt geaccepteerd dat er sprake is van een broeikaseffect', aldus Gore, in een reactie op die temperatuurgegevens.

Broer Scholtens