Deel 1b – Algemene Theorie

Deel 1b – Uitschrijven van de algemene theorie

Algemeen

Dit artikel is een aanvulling op artikel Deel 1 – De opwarming van de Aarde en artikel Deel 1a – Aanvulling van de opwarming van de Aarde. In dit artikel worden de gedachten zoals geformuleerd in beide delen uitgewerkt tot een samenhangende theorie voor het verklaren van de wat men waarneemt bij de opwarming van de Aarde. Ook wordt geprobeerd om de afzonderlijke bijdrage van de genoemde drie processen zijnde opwarming door stijging van het CO2 ook wel versterkt broeikaseffect genoemd, dimming tot 1975 en brightening na 1975 te kwantificeren. De resultaten zijn tamelijk verrassend en op meer dan 1 manier uit te leggen. Je kunt beargumenteren dat het IPCC gelijk heeft als ze stelt dan dimming en brightening nagenoeg niets hebben bijgedragen aan de opwarming van de Aarde maar je kunt ook stellen dat het patroon van opwarming dat je waarneemt niet verklaard kan worden als je alleen kijkt naar het versterkt broeikaseffect. Dimming en brightening zijn beslist noodzakelijk voor het verklaren van het patroon. Als het er omgaat om alleen de veranderingen op het noordelijk halfrond te verklaren lijkt dit te kunnen met een model dat uitsluitend gebruik maakt van dimming en brightening. Maar de Aarde heeft nu eenmaal ook een zuidelijk halfrond en deze ontwikkelingen kunnen verklaard worden met een model dat uitsluitend het versterkt broeikaseffect gebruikt. Voor beide halfronden afzonderlijk en ook voor de globale ontwikkeling ontkom je er niet aan dat je alle drie de processen nodig hebt. Alle drie genoemde processen zijn antropogeen dat wil zeggen door de mens veroorzaakt. Het is een vorm van geo-engineering ook al heeft men misschien niet altijd nagedacht over oorzaak en gevolgen van het menselijk ingrijpen.

Inleiding

In de algemene theorie die ik in deel 1 en deel 1a heb uitgewerkt ga ik er van uit dat de processen die uiteindelijk leiden tot de opwarming van de Aarde verschillen voor het Noordelijk en het Zuidelijk Halfrond. De processen verschillen ook voor deelperiode I en deelperiode II. De scheiding voor beide deelperioden ligt in de vrij scherpe knik in de opwarming van de Aarde die in 1975 plaatsvond. Deelperiode I loopt dan ook van het beginpunt van de waarneming in 1948 tot en met 1975 en deelperiode II loopt van 1975 tot en met het eindpunt van de waarneming in 2020. De globale ontwikkeling is slechts de resultante van het gemiddelde van het Noordelijk en het Zuidelijk Halfrond. En de hele periode van 1948 tot en met 2020 slechts die van beide deelperioden. Doel is het opstellen van een model dat zowel globaal als wel de beide afzonderlijke halfronden kan verklaren plus de hele periode en de afzonderlijke deelperioden. Dit is mogelijk door een paar simpele aannames te doen die goed verdedigbaar zijn. In de wetenschap zul je altijd aannames moeten doen anders kom je nooit een stap veder. Vervolgens dien je te kijken of die aannames verdedigbaar zijn.

Ontwikkeling van de algemene theorie

In deze paragraaf gaan we proberen om aan de hand van het patroon van de opwarming van de Aarde een algemene theorie te ontwikkeling om deze opwarming te verklaren.
Op het zuidelijk en het noordelijk halfrond heb je te maken met het stijgend CO2-gehalte. CO2 is een “”well mixed greenhousegas””. Maar op het Noordelijk Halfrond had men tot 1975 ook te maken met een zeer omvangrijke luchtvervuiling. Dit werd voor een groot deel veroorzaakt door de rook en roet en zwaveldioxide die vrijkomt bij het verbruik van fossiele brandstof. Deze is veel minder “”well mixed”” en heeft het Zuidelijk halfrond niet of nauwelijks weten te bereiken. Alleen op het Noordelijk halfrond zien we “”dimming”” zoals het verschijnsel werd genoemd. Het was zeer krachtig en zorgde voor een daling op het Noordelijk halfrond in plaats van een stijging van de temperatuur. Deze luchtvervuiling was en is zeer schadelijk voor de volksgezondheid (denk aan de smog in Londen), voor de natuur maar ook voor oude monumenten. Men besloot er wat aan te doen en met toenemend succes. Luchtvervuiling verblijft vaak maar kortstondig in de atmosfeer. Het wordt er uitgeregend (zure regen). Met het tegengaan van de oorzaak van luchtvervuiling werd de lucht van zelf schoner. De bron van de meeste luchtvervuiling lag vooral op het Noordelijk Halfrond. Daar begon de industriële revolutie. Dus op het Noordelijk Halfrond had het tegen gaan van de luchtvervuiling het meeste effect. De lucht werd schoner en daarmee helderder. Dit proces noemt men “”brightening”” en is het omgekeerde van dimming. Dimming beperkt de hoeveelheid zonne-energie die het oppervlakte wist te bereiken en zorgde op deze manier voor afkoeling. Brightening vergroot de hoeveelheid zonne-energie die het oppervlakte bereikt en zorgt dus voor opwarming. Het gaat hier in beide gevallen om het percentage beschikbare zonne-energie op de top van de atmosfeer. Het verschil in zonne-energie dat het oppervlakte bereikt heeft hier niets van doen met eventuele variatie in de zonne-energie zelf door zonne-vlekken. Dit staat hier volledig buiten en wordt later nog een keer onderzocht in een apart onderzoek dat u nog te goed heeft van me. Je hebt met andere woorden op het Noordelijk halfrond te maken met 2 processen. Namelijk voor 1975 met opwarming door stijgend CO2 plus dimming en na 1975 met opwarming door stijgend CO2 plus brightening. OP het Zuidelijk halfrond heb je alleen te maken met opwarming door stijgend CO2. Er is hier geen trendbreuk dus ook geen dimming of brightening.

Anders geformuleerd is de afkoeling van het Noordelijk Halfrond voor 1975 afgekort tot Afk_NH_pre1975 is het resultaat van opwarming door stijgend CO2 afgekort tot Opw_CO2 plus afkoeling door dimming. In formulevorm ziet dit er als volgt uit:

Afk_NH_pre1975 = Opw_CO2 + dimming <=>

I – Dimming = Afk_NH_pre1975 – Opw_CO2

Na 1975 geldt: De opwarming van het Noordelijk Halfrond na 1975 afgekort tot Opw_NH_post1975 is het resultaat van opwarming door stijgend CO2 (Opw_CO2) plus brightening. In formule vorm;

Opw_NH_post1975 = Opw_CO2 + brightening <=>

II – brightening = Opw_NH_post1975 – Opw_CO2

Omdat we voor het Zuidelijk Halfrond geen trendbreuk vinden in 1975 gaan we er van uit dat de processen van dimming en brightening hier niet spelen. De opwarming van het Zuidelijk Halfrond afgekort tot Opw_ZH is dus uitsluitend toe te schrijven aan de opwarming door stijgend CO2 (Opw_CO2). In formule vorm;

III – Opw_ZH = Opw_CO2 ,=> Opw_CO2 = Opw_ZH. Vul in bij formules I en II geeft;

IV – dimming = Afk_NH_pre1975 – Opw_ZH en

V – brightening = Opw_NH_post1975 – Opw_ZH

De afzonderlijke opwarmingen en afkoeling kunnen nu bepaald worden met simpele lineaire regressie analyse en hiermee zijn de 3 afzonderlijke processen die ons interesseren namelijk de trend veroorzaakt door stijgend CO2, dimming en brightening te bepalen.

Resultaten van de analyse

Laat ons beginnen met het weergeven van de schattingen van de trends voor het NH, het ZH en globaal plus voor de eerste deelperiode 1948 tot en met 1975, de tweede deelperiode 1975 tot en met 2020 en de hele periode. Dat ziet er als volgt uit;

Tabel I – De trends voor het afleiden van de drie processen via regressie analyse

Er staat veel informatie in deze tabel. Laten we beginnen met het bovenste deel van de tabel. Hieruit kunnen we dan afleiden dat de opwarming veroorzaakt door het stijgend CO2 gehalte gelijk is aan de opwarming in het Zuidelijk Halfrond voor de hele periode en die is een stijgende trend van;

Opw_CO2 = Opw_ZH = 0,0115 °C/jaar.

Deze uitkomst kunnen we nu invullen in de formules IV en V om de trend voor dimming en brightening te bepalen;

Dimming = Afk_NH_pre1975 – Opw_ZH en dat levert voor de dimming voor 1975 op het NH het volgende resultaat op: dimming = -0,0088 – 0,0115 = -0,0203 °C/J.

Brightening = Opw_NH_post1975 – Opw-ZH en dat levert voor de brightening op het NH na 1975 op dat brightening = 0,0252 – 0,0115 = 0,0137°C/J.

Nu zijn van alle drie processen de kracht om op te warmen respectievelijk af te koelen bepaald. Het zijn trends in °C per jaar. Nu we de trends hebben voor de beide halfronden afzonderlijk kunnen we ook de trends bepalen voor de hele Aarde. Dat is de globale waarde en die is gelijk aan het gemiddelde van de twee afzonderlijke halfronden. Als je dit controleert door ook globaal de trends te schatten voor de beide deelperiodes dan blijkt dit redelijk te kloppen maar niet volledig er zijn een paar minuscule afwijkingen te zien. Er is nu eenmaal veel ruis op het signaal en die valt nu eenmaal niet altijd volledig weg. Hoe korter de periode hoe meer last je hebt van deze storingen. De r.kwadraten zijn voldoende maar voor deelperiode I wat aan de lage kant. Misschien is deze deelperiode te kort maar daar kan nu eenmaal niets veranderd worden. De deelperiode gaat nu eenmaal niet veel verder door. Voor de hele periode is de afwijking te klein om waar te nemen. Deze methode om de afzonderlijke processen voor de Aarde als geheel en voor de beide halfronden te bepalen lijkt redelijk goed te werken.
Als we nu naar het middelste deel kijken van tabel I zien we dat we niet alleen het Noordelijk Halfrond hebben gecorrigeerd voor de opwarming veroorzaakt door het stijgend CO2 maar ook het Zuidelijk Halfrond en globaal. Op deze manier krijg je een beter beeld van waartoe dimming en brightening in staat waren. Je ziet nu dat het Zuidelijk Halfrond niet helemaal ongevoelig is geweest voor processen van dimming en brightening. Maar het vond niet in de zelfde mate plaats. Dimming op het Noordelijk Halfrond was krachtig genoeg om de globale opwarming over deel periode I vrijwel volledig ongedaan te maken. Er vond nauwelijks opwarming plaats op globale schaal. In deelperiode II draagt brightening flink bij aan de totale opwarming globaal. Zonder de toegevoegde opwarming door brightening zou de opwarming van de Aarde beduidend lager zijn uitgevallen. In het onderste deel van tabel I ben ik overgegaan tot indexering van de trends. De Opwarming door CO2 is op 100 gesteld en de andere waarden zijn hiervoor gecorrigeerd om beter in beeld te brengen hoe krachtig de processen van dimming voor 1975 en brightening na 1975 zijn in verhouding tot de opwarming door stijgend CO2. Het zijn uiterst krachtige processen. Door alleen te kijken naar de opwarming veroorzaakt door CO2 krijg je een vertekend beeld. Het is goed om dit eens grondig uit te zoeken of je zo maar kunt concluderen als door het IPCC gebeurd dat dimming en brightening verwaarloosbaar zijn en je de opwarming van de Aarde eigenlijk alleen door het stijgend CO2-gehalte van de atmosfeer laat bepalen. Het lijkt er op dat dit niet klopt. Maar hoe ziet het beeld eruit als we niet zozeer naar de trends gaan kijken maar wat de 3 processen daadwerkelijk hebben bijgedragen aan de opwarming van de Aarde over de afgelopen 72 jaar. Hier over gaat de volgende paragraaf.

Bijdrage aan opwarming

Nadat we de trends hebben bepaald voor de drie processen dimming, brightening en stijgend CO2 zowel globaal als wel voor de beide deelperioden en zowel voor het Noordelijk Halfrond als wel voor het Zuidelijk Halfrond en globaal, wordt het tijd om de bijdrage te bepalen voor de opwarming van de Aarde door alle drie processen. Daarbij dienen we rekening te houden met het gegeven dat deelperiode I veel korter duurt dan deelperiode II namelijk 27 jaar versus 45 jaar. De trends zijn bekend en het is nu een tamelijk simpele berekening waarvan de resultaten in tabel II zijn weergeven. Dit zowel voor globaal, het Noordelijk Halfrond en het Zuidelijk Halfrond. De resultaten kunnen op meer dan 1 manier worden geïnterpreteerd. Voor het IPCC geldt dat de bijdrage van dimming en brightening als volstrekt verwaarloosbaar wordt gezien. Het zijn slechts aerosolen die weinig of niets bijdragen. Maar onze analyse laat zien dat alle drie processen heel krachtig zijn en bovendien zijn alle drie antropogeen en hangen samen met de verbranding van fossiele brandstoffen waarbij meer vrij komt dan alleen kooldioxide. Er komt ook warmte vrij en dat is de reden waarom de mensheid ooit begonnen is met het verbruik ervan. De warmte die vrijkomt kan omgezet worden in diverse vormen van het verrichten van nuttige arbeid. Daarnaast komt als nevenproduct ook kooldioxide vrij en ook als je er niets tegen doet ook massa’s luchtvervuiling. Maar tegen het vrijkomen van de luchtvervuiling kun je wel degelijk wat ondernemen. Je kunt er zelfs vrij vel tegen doen en deze antropogene activiteit die leidde tot dimming voor een groot deel ongedaan maken. De prijs die je hier voor betaald is echter brightening. En zoals uit de analyse naar voren komt is dit een extra bron van opwarming naast de door het IPCC in feite als enigste bron van opwarming erkende stijging van het CO2-gehalte van de atmosfeer. Dat een alsmaar stijgend gehalte van CO2 tot opwarming van de Aarde leidt is al langer bekend. Maar het is zoals gezegd niet de enige antropogene dat wil zeggen door de mens veroorzaakte verandering van het klimaat. Maar laat ons nu eerst de resultaten weergeven van de bijdrage van de drie afzonderlijke processen in de opwarming van de Aarde. Dit ziet er als volgt uit;

Tabel II – Bijdrage van de drie processen aan de opwarming van de Aarde sinds 1948

Hoe deze tabel te interpreteren? Het is op het eerste gezicht goed te begrijpen waarom het IPCC zich uitsluitend richt op de bijdrage van het stijgend CO2 in de opwarming van de Aarde. Zowel globaal als wel voor de beide halfronden geldt voor de hele periode van 1948 tot en met 2020 dat de bijdrage van stijgend CO2 de opwarming inderdaad vrijwel in haar eentje kan verklaren. Het lijkt er op dat je dimming en brightening niet nodig hebt. Voor het Zuidelijk halfrond geldt dit ook voor de beide deelperioden. Als je de opwarming voor alleen het zuidelijk halfrond wilt verklaren heb je geen enkele behoefte aan eventuele bijdragen van dimming en brightening. In zoverre heeft het IPCC inderdaad gelijk. De mensen die aan de rapporten van het IPCC werken zijn geen amateurs tenslotte. Ze weten echt wel waar ze mee bezig zijn. Dat het stijgend CO2 een zeer belangrijke rol speelt in de opwarming van de Aarde staat wel vast. Daar gaat het in mijn analyse dan ook niet over.
Maar je moet verder kijken. Als je naar de globale ontwikkeling kijkt en hele periode opsplits in 2 deelperioden zie dat de bijdrage van de eerste deelperiode in de opwarming vrijwel nihil is geweest. De opwarming van de Aarde vond vrijwel uitsluitend in de tweede deel periode plaats. En dit is met een theorie die eigenlijk uitsluitend naar het stijgend CO2 kijkt niet te verklaren. CO2 is zoals als al eerder aangegeven een well mixed greenhouse gas en de voornaamste bron van antropogeen CO2 bevindt zich op het noordelijk halfrond. Maar op het Noordelijk Halfrond was geen opwarming in deelperiode I. Er was sprake van een afkoeling in deze periode en wel dusdanig krachtig dat de opwarming die wel in het Zuidelijk Halfrond plaats vond er volledig op globale schaal door werd ongedaan gemaakt. Voor deelperiode I kun je voor het Noordelijk Halfrond en dus ook Globaal niet onderuit om vast te stellen dat dimming een heel belangrijke rol heeft gespeeld. Het is dus helemaal niet verwaarloosbaar. Voor deelperiode II geldt dat de opwarming in Het Noordelijk Halfrond een stuk hoger is geweest dan op het Zuidelijk Halfrond en wel ruim twee keer zo hoog. Dat kan niet uitsluitend verklaard worden met de stijging van het CO2 gehalte dat toen plaats vond want zoals gezegd is CO2 well mixed. Voor deelperiode II ontkom je er niet aan om voor het Noordelijk Halfrond maar ook globaal een belangrijke plaats toe te kennen aan het proces van brightening. Om het patroon te verklaren heb je voor beide deelperiode en voor beide halfronden gezamenlijk alle drie de processen nodig die ook alle drie antropogeen zijn. Het is de taak geweest van het IPCC om op zoek te gaan naar de antropogene oorzaken van de opwarming van de Aarde. Ik vind niet dat ze een bijzonder goed werk hebben afgeleverd door dit in feite niet te doen. Hun conclusie dat de opwarming van de Aarde eigenlijk vrijwel volledig te verklaren valt door de alsmaar doorgaande stijging van het CO2-gehalte van de atmosfeer is waar voor de volledige periode maar de volledige periode valt uiteen in twee logisch verdeelde deelperiode. De trendbreuk is te scherp en te volledig om niet mee te neen in de verklaring. De hele periode is tenslotte een optelling van de beide deelperioden en de globale ontwikkeling is slechts het gemiddelde van de beide halfronden waar de Aarde uit bestaat. Hiermee wil ik deze paragraaf afsluiten en overgaan naar de conclusies

Conclusies

Op grond van dit onderzoek en de voorafgaande deel 1 en Deel 1a kom ik tot de volgende conclusies;
• Er is een scherpe knik in de ontwikkeling van opwarming van de Aarde in 1975 die veroorzaakt wordt door processen op het Noordelijk Halfrond.
• De opwarming van de aarde kan niet uitsluitend verklaard worden vanuit de theorie van het stijgend CO2-gehalte. Je hebt ook voor 1975 dimming nodig en na 1975 brightening nodig om te verklaren wat je waarneemt.
• CO2 zorgt voor opwarming, dimming voor afkoeling die de opwarming op het Noordelijk Halfrond volledig ongedaan maakte. Brightening zorgt voor extra opwarming bovenop die van stijgend CO2.
• Alle drie processen zijn zeer krachtig en doen maar weinig voor elkaar onder.
• Alle drie processen zijn antropogeen dat wil zeggen door de mens veroorzaakt en hangen samen met het verbrandingsproces van als maar toenemende hoeveelheden fossiele brandstof.
• Het proces van opwarming door stijgend CO2 vindt plaats op beide halfronden en in beide deelperioden. Dimming en brightening vindt vrijwel uitsluitend plaats op het Noordelijk Halfrond. Dimming alleen voor 1975 en brightening alleen na 1975.
• we leven op het Noordelijk Halfrond en in deelperiode II. We hebben dus te maken met beide processen van opwarming door stijgend CO2 en door brightening. Stoppen met het verbruik van fossiel brandstof brengt een eind aan de opwarming door stijgend CO2 maar niet door brightening. Dit laatste zal nog heel lang doorwerken. Toch is dit de weg die we moeten gaan. Uiteindelijk zal dit ons verlossen van de gevolgen van de opwarming die niet mals zullen zijn.
Dit zijn de voornaamste conclusies die je op grond van deel 1, deel 1a en dit deel 1b kunt trekken.

Literatuurlijst

De nieuwe serie aka Business as usual

Deel 1 – Opwarming van de Aarde
Deel 1a – Aanvulling opwarming van de Aarde
Deel 2 – De toename van CO2
Deel 3 – Het verband tussen CO2 en de opwarming van de Aarde
Climate reanalyser – voor de data
Wikipedia – De grote smog van Londen
Wikipedia – Zure regen
Brightening vooraf gegaan door dimming

Advertentie