SAMENVATTING: Hoe ontstaat de Klimaatcyclus en wat is haar impact?

20-2-2020 - Auteur: Martijn van Mensvoort

In het voorjaar van 2019 werd mijn aandacht getrokken door een mondiale temperatuur grafiek van Tim Osborn, een klimaatonderzoeker van de Universiteit van East Anglia - Hadley Centre. Uit zijn HadCRUT4 decennium grafiek (zie illustratie boven) blijkt dat het temperatuurverloop sinds de 1870s een duidelijke oscillatie toont met een duur van ongeveer 7 decennia. M.b.t. de bestaansoorzaak heb ik aanvankelijk in juni 2019 gewezen naar een 2010 blog analyse waarin getalsmatig wordt beschreven dat de multidecadale klimaatcyclus mogelijk een fenomeen betreft dat is ontstaan uit een mix van 3 factoren: enerzijds temperatuur gerelateerde oscillaties binnen het oceaan systeem (PDO & AMO) en anderzijds de zonnevlekkencyclus.
Vervolgens is vanaf augustus 2019 mijn aandacht bij de zon beland. Dit gebeurde via o.a. diverse beschrijvingen in de wetenschappelijke literatuur in combinatie met een eigen empirische waarneming waaruit blijkt dat de cyclus tussen 1878 en 1976 een zeer regelmatige oscillerende beweging toont met een lengte van ongeveer 66 jaar. Deze lengte komt overeen met een zesvoudige herhaling van de 11-jarige zonnevlekkencyclus.
In december 2019 heb ik op basis van het werk van Nicola Scafetta beschreven dat de zon onder invloed van planeten beweegt rond het barycentrum, dit betreft het massazwaartepunt van ons zonnestelsel. In 3 periodes van 20 jaar voltooit de zon een volledige kosmische beweging; dit fenomeen licht tevens ten grondslag aan de 22-jarige magnetische cyclus van de zon, waarbij de magnetische polen iedere 11 jaar van polariteit wisselen. Ook is beschreven dat zowel de temperatuur als de activiteit van de zon tijdens het Maunder minimum in de 2de helft van de 17de eeuw een dieptepunt bereikte. Zowel de temperatuur als de activiteit van de zon zijn vervolgens in ruim 300 jaar tijd min of meer parallel aan elkaar gestegen naar recordniveaus in de 2de helft van de 2010s. Dit impliceert dat de zon voor een opwaarts gerichte temperatuur trend heeft gezorgd waarbij het momentum in de loop der tijd sterker is geworden.
Tenslotte heb ik in februari 2020 op basis van een eigen empirische data analyse beschreven dat bij de 'primaire minima' van de 22-jarige zonnecyclus - dit betreffen de minima die ontstaan wanneer de magnetische polen van de zon zich in hun oorspronkelijke toestand bevinden - de sterkste relatie met het temperatuur verloop op aarde wordt aangetroffen. Voor de periode 1890-1976 blijkt enkel een correctie voor vulkanisme nodig om een 'perfecte correlatie' te beschrijven voor de activiteit van de zon met de temperatuur van zowel de atmosfeer als het zeewater oppervlak. Dit impliceert dat getalsmatig is aangetoond dat de multidecadale klimaatcyclus tussen 1890 en 1976 gedurende een periode van 86 jaar (= 4 magnetische zonnecycli) de activiteit van de zon nauwgezet heeft gevolgd.

Hieronder volgt voor elk van de 4 artikelen een beknopte opsomming van inzichten die betrekking hebben op de impact van de multidecadale klimaatcyclus.

---

• Juni 2019 artikel:
Wereldwijde opwarming overschat t.g.v. 70-jarige cyclus in oceaan systeem

In het eerste artikel is de multidecadale cyclus op basis van het beeld in de decennium grafiek van Jim Osborn beschreven als een '70-jarige cyclus' waarbij vanaf de 1870s een temperatuurdaling van drie opeenvolgende decennia wordt gevolgd door vier opeenvolgende decennia met een temperatuurstijging, waarbij het patroon zich heeft herhaald t/m de 2010s.
De analyse in dit eerste artikel is gebouwd op de veronderstelling dat de cyclus een oscillerend verloop heeft waarbij de dynamiek zich na 70 jaar herhaalt. Op basis van deze veronderstelling is de inschatting gemaakt dat 49% van de temperatuurstijging na de 1970s is ontstaan t.g.v. de cyclus. Dit betekent dat de onderliggende trend van de temperatuurstijging met 96% is overschat. Ook is berekend dat de impact van de multidecadalde cyclus dusdanig groot is dat voor komende decennium nog steeds rekening kan worden gehouden met een beperkte temperatuur daling (welke logischerwijs tijdens La Nina jaren zal ontstaan).
In de aanvullende bijlage die is ontstaan op basis van een discussie op Climategate.nl wordt o.a. beschreven dat in de wetenschappelijke literatuur een scala van modellen beschikbaar is waarin het verloop van de cyclus op verschillende wijzen wordt voorgesteld (van der Werf & Dolman veronderstellen dat er sprake is van een vlakke sinusoïde met een constante amplitude, terwijl Wu een sinusoïde veronderstelt met een toename van de amplitude in combinatie met een helling die in de 20ste eeuw afneemt). Onderstaande figuur staat vermeld in de bijlage van het juni artikel.

Kanttekening bij 1ste artikel: anno 2020 is inmiddels vastgesteld dat de multidecadale cyclus ontstaat onder invloed van de zon waarbij het temperatuurverloop (na correctie voor vulkanisme) het beste kan worden voorgesteld op basis van de primaire zonneminima - deze tonen afgelopen 130 jaar een regelmatig oscillerend verloop met een helling die is toegenomen; in de analyse van het eerste artikel is geen rekening gehouden met een scenario waarbij de opwaartse trend van de multidecadale cyclus is toegenomen.

---

• Augustus 2019 artikel:
Impact CO2 op klimaat (flink) overschat t.g.v. 66-jarige cyclus & El Nino

In het 2de artikel over de multidecadale cyclus heb ik een deel van de 'footprint' van de zon beschreven m.b.v. een analyse op jaarbasis waarbij voor de periode 1878-1976 een oscillatie met een lengte van 66 jaar is beschreven. Vanaf 1878 ontstaat een neerwaartse fase met een lengte van 33 jaar die eindigt in 1911, gevolgd door een opwaartse fase van 33 jaar die eindigt in 1944, waarna een nieuwe neerwaartse fase volgt van 32 jaar die eindigt in 1976.
Er wordt een analyse gepresenteerd waaruit blijkt dat in periodes tussen sterke El Nino jaren geen significante correlatie worden aangetroffen tussen CO2 en de temperatuurontwikkkeling bovenop de multi-decennium cylcus. Hieruit blijkt dat de El Nino cyclus feitelijk de drijvende kracht vormt achter de temperatuurstijging; de impact van CO2 blijkt in feite niet empirisch waarneembaar te zijn.
In dit artikel wordt tevens op basis van een drietal analyses een inschatting gemaakt voor de temperatuurtrend. De eerste analyse is gebaseerd op de methode uit het eerste artikel waarbij de opwaartse trend is verwijderd, bij de tweede analyse is een correctie voor de ENSO cyclus toegevoegd, bij de derde analyse is de sinuoïde van van der Werf & Dolman gebruikt in combinatie met een correctie voor de ENSO cyclus. Tevens is voor iedere methode ook een gemiddelde trend berekend op basis van het 30-jarige gemiddelde. De impact van de gebruikte methode resulteerde in temperatuur trends die slechts in beperkte mate van elkaar verschillen, respectievelijk: +0,099°C/+0,089°C per decennium, +0,073°C/+0,089°C per decennium en +0,099°C/+0,101°C per decennium.
Onderstaande illustratie betreft figuur 5 uit het augustus artikel waaruit blijkt dat de verwachting van +0,2°C temperatuurstijging per decennium die het IPCC al sinds haar AR4 rapport uit 2007 gebruikt in feite 2x hoger is dan wat de empirische trends aangeven wanneer op enigerlei wijze rekening wordt gehouden met de multidecadale klimaatcyclus.

Kanttekening bij 2de artikel: anno 2020 is inmiddels vastgesteld dat ook de ENSO cyclus in hoge mate wordt beinvloed door de zon; het is daarom geenszins aanbevelenswaardig om in klimaatstudies een correctie te gebruiken voor de ENSO cyclus zonder hierbij rekening te houden met dat hiermee in feite een deel van de invloed van de zon wordt verwijderd. Omdat de zon verantwoordelijk kan worden gehouden voor de cyclus met bijbehorende helling betekent dit dat de zon zelf betrokken is bij de in het tweede artikel beschreven temperatuur trends.

---

• December 2019 artikel:
Bijrol voor CO2: activiteit zon verklaart opwarming sinds 1976 & vormt oorsprong van 66-jarige cyclus

In het 3de artikel over de multidecadale cyclus heb ik beschreven dat de 22-jarige magnetische zonnecyclus bij de minima jaren van de 'totale zonnestraling' [TSI, volgens de LISIRD] opvallend sterkere correlaties met de temperatuur op aarde toont dan bij de maxima het geval is. Ook is vastgesteld dat de zonnevlekkencyclus waarschijnlijk voor 'klimaatruis' zorgt waarbij de relatie tussen de activiteit van de zon en temperatuur vertroebeld raakt. De impact van de zonnevlekkencyclus is vervolgens getalsmatig geneutraliseerd m.b.t. het concept van de 'achtergrond zonnestraling' [BSI]. In combinatie met een fase correctie is op basis van de gemiddelde waarden per magnetische zonnecyclus een zeer hoge correlatie [r = +0,98; p=0,000] beschreven tussen de BSI en de temperatuur; dit resultaat is weergegeven in figuur 16 van het december artikel (zie onderstaande illustratie).
Tevens zijn 2 fenomenen beschreven waaruit blijkt dat er ook een sterk verband bestaat tussen de minima van de zonnecyclus en de ENSO cyclus. M.b.v. PAGES 2k proxies is vastgesteld dat in de periode 1810-1902 reeds sprake is van een temperatuurstijging van omgerekend +0,3°C per eeuw; dit bevestigt het beeld dat parallel aan de toegenomen activiteit van de zon de wereldwijde temperatuurstijging waarschijnlijk al vanaf de tweede helft van de 17de eeuw is begonnen.

Kanttekening bij 3de artikel: na het schrijven van het december artikel is vastgesteld dat het fase verschil op basis van de fysica van de zon zelf kan worden verklaard; want sinds 1976 is bekend dat zonnevlekken betrekking hebben op magnetische activiteit die 5 tot 7 jaar eerder in de kern van de zon ontstaat, welke vervolgens na een langdurige reis door de convectiezone uiteindelijk zich pas manifesteert aan het oppervlak van de zon.

---

• Februari 2020 artikel:
Primaire minima in 22-jarige zonnecyclus tonen 'perfecte correlaties' met temperatuur na correcties voor vulkanisme en ozon problematiek: invloed CO2 blijkt nihil

In het 4de artikel over de multidecadale cyclus is de aandacht volledig gericht op de jaren met een minimum fase bij de 22-jarge zonnecyclus. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen de 'primaire minima' (deze ontstaan wanneer de magnetische polen van de zon zich in de oorspronkelijke positie begeven) en de 'secundaire minima' (deze ontstaan wanneer de magnetische polen van positie zijn gewisseld).
Vervolgens zijn op basis van de primaire minima in de periode 1890-1976 'perfecte correlaties' beschreven voor de activiteit van de zon en de temperatuur (na correctie voor vulkanisme) m.b.t zowel de atmosfeer als het oceaanwater oppervlak. Na een aanvullende correctie voor de ozonproblematiek (welke is ontstaan t.g.v. het gebruik van CFK's - dit betreffen zeer agressieve kunstmatige broeikasgassen) blijkt het voor de zeewateroppervlaktetemperatuur zelfs mogelijk om op basis van de primaire minima een perfecte correlatie te beschrijven voor de gehele periode 1890-2017. Onderstaande illustratie betreft figuur 7 uit het februari artikel waarin voor de periode 1890-2017 op basis van de primaire minima wordt getoond hoe tussen de zeewateroppervlaktetemperatuur (verticale schaal) en de activiteit van de zon (horizontale schaal) na correcties voor vulkanisme en de ozonproblematiek een 'perfecte correlatie' ontstaat.

Resumerend liggen de verhoudingen voor de opwarming van de atmosfeer wereldwijd als volgt: ongeveer ~0,2°C opwarming in de periode 1890-1976 kan geheel aan natuurlijke factoren worden toegeschreven, waarbij de zon de drijvende kracht is geweest. Vervolgens is in de periode 1976-1996 parallel aan de ozonproblematiek een antropogene opwarming van ongeveer ~0,4°C ontstaan. Tenslotte is in de periode 1996-2017 een opwarming van ongeveer ~0,5°C ontstaan die grotendeels (~0,37°C) aan de zon mag worden toegeschreven; daarnaast resteert een klein onverklaard deel (~0,13°C) dat op de continenten is ontstaan en daarom waarschijnlijk van antropogene aard is.

Dit betekent dat van de ~1,1°C opwarming die tussen 1890 en 2017 is ontstaan ruim ~0,53°C (48%) aan antropogene activiteiten kan worden toegeschreven en ~0,57°C (52%) kan worden toegeschreven aan de zon. Voor de gehele periode tussen 1976 en 2017 zijn de verhoudingen omgekeerd met een antropogeen aandeel van 0,53°C (59%) tegenover slechts 0,37°C (41%) voor het aandeel van de zon. Echter, tijdens de meest recente magnetische zonnecyclus kan de 0,5°C opwarming in de periode 1996-2017 wel grotendeels worden toegeschreven aan de zon; de toegenomen activiteit van de zon verklaard 0,37°C (74%) van de temperatuurstijging waardoor er een antropogene factor resteert van slechts 0,13°C (26%).

De 'footprint' van het natuurlijke broeikasgas CO2 is nergens in de analyses aangetroffen. Deze is ook niet in het onverklaarde deel van de opwarming in de atmosfeer aangetroffen omdat dit deel van de opwarming enkel in verband kan worden gebracht met de continenten, terwijl de CO2 hypothese verondersteld dat er sprake is van een effect dat mondiaal zichtbaar is.

De sterke statistische correlatie tussen CO2 en de temperatuur berust op een spurieus verband dat wordt verklaard door 3 factoren: (1) de geleidelijke toename in de activiteit van de zon; (2) een tijdelijke opwarming t.g.v. CFK's die resulteerde in de ozonproblematiek; (3) het ontbreken van vulkanisme. Daarnaast dient rekening te worden gehouden met een belangrijke rol voor de ENSO cyclus [= El Nino Southern Oscillation index].

Het aan de seizoenen gerelateerde gat in de ozonlaag bij de zuidpool is sinds het begin van de 21ste eeuw in herstel doordat het gebruik van CFK's in 1987 wereldwijd werd verboden.

---

Meer artikelen over het klimaat
zijn beschikbaar via de HOMEPAGE

---