Ook op grote hoogte lijkt klimaat door menselijk ingrijpen verstoord

Er zijn nieuwe aanwijzingen dat de temperatuurstijging die de laatste 135 jaar aan het aardse oppervlak is gemeten niet uitsluitend als een vorm van natuurlijke variabiliteit kan worden beschouwd.

Ook het temperatuurverloop dat de laatste 25 jaar op grote hoogte in de atmosfeer door radiosondes en satellieten is geregistreerd komt overeen met hetgeen twee verschillende klimaatmodellen als effect van de menselijke verstoring van de atmosfeer berekenden. Dat blijkt uit een studie die vandaag in het Britse tijdschrift Nature is gepubliceerd.

Een begeleidend commentaar noemt de studie, waaraan 13 onderzoekers aangevoerd door B.D. Santer hun naam verbonden, de 'tot op heden meest overtuigende demonstratie van een menselijke bijdrage aan de temperatuurstijging'. Negen van de dertien onderzoekers traden ook op als auteur van het geruchtmakende hoofdstuk over klimaatverandering in de zojuist verschenen Second Assessment van de wetenschappelijke werkgroep van het IPCC. In dat hoofdstuk ('Detection of climate change and attribution of causes') werd voor het eerst uitgesproken dat recente onderzoeksresultaten 'wijzen op een menselijke beïnvloeding van het klimaat'. Onder politieke druk is deze zin later in een samenvatting afgezwakt. In het IPCC-rapport is al vooruitgelopen op het onderzoek dat vandaag is gepubliceerd.

De gedachte om de seizoensgemiddelde temperatuur van de atmosfeer niet alleen voor het aardoppervlak maar ook voor grotere hoogte door klimaatmodellen te laten berekenen om na te gaan of daarin een opmerkelijke trend te verwachten zou zijn, ontstond al omstreeks 1980. Pas sinds een jaar of drie worden pogingen in het werk gesteld de berekende trends te vergelijken met feitelijke temperatuurwaarnemingen van radiosondes en satellieten. Het leek waarschijnlijk dat de nieuwe benadering een 'signaal' kon opleveren dat voldoende ver boven de natuurlijke 'ruis' (variabiliteit) zou uitklinken.

Voor de zojuist gepubliceerde studie zijn sondemetingen uit de jaren 1963 tot en met 1987 voor zeven barometrische niveaus bijeengebracht voor een groot aantal breedtegordels. De waarden nemen af van 850 tot 50 hectopascal, ruwweg overeenkomend met een hoogte van 1,5 tot 25 kilometer: dat omvat de troposfeer en de lagere stratosfeer.

Twee onafhankelijke klimaatmodellen berekenden het temperatuurpatroon van de 'vrije atmosfeer'. In het ene geval werd eenvoudigweg de pre-industriële situatie vergeleken met de huidige samenstelling van de atmosfeer (zogeheten evenwichts-onderzoek), in het andere geval is ook de geleidelijke groei naar de huidige situatie gesimuleerd (transient-onderzoek). In beide gevallen bleek het mogelijk het effect van de toegenomen concentratie CO2 (kooldioxide) en het, overwegend industriële, sulfaataerosol te laten meeberekenen, elk afzonderlijk en in combinatie. Zelfs is met een soort kunstgreep de aantasting van het stratosferisch ozon - voor zover die beneden 25 kilometer zichtbaar wordt - in de modelberekeningen opgenomen.

Hielden de modellen alleen rekening met het CO2-effect, dan werd een redelijke overeenstemming tussen het noordelijk en zuidelijk halfrond gevonden, met een typische afkoeling in de stratosfeer en opwarming in de troposfeer (culminerend in de forse temperatuurtoename in de hogere troposfeer boven de tropen). Bracht men ook het effect van de industriële SO2-uitstoot in rekening, dan verdween de symmetrie tussen het noordelijk en zuidelijk halfrond. Sulfaataerosol, met zijn koelende eigenschap, manifesteert zich vooral boven het noordelijk halfrond. Ook het koelend effect van ozonverlies in de lagere stratosfeer komt iets duidelijker naar voren boven het noordelijk halfrond. De sondemetingen van 1963 tot 1987 bleken in goede overeenstemming met de modelvoorspellingen. Een belangrijk deel van het artikel bestaat uit de uitwerking van de statistische toets die dit aantoont.

Elegant is dat Santer c.s. de gevonden resultaten vergelijken met de schatting van de natuurlijke variabiliteit in temperatuur zoals die door drie gekoppelde oceaanatmosfeer klimaatmodellen uit controle 'runs' van drie tot dertien eeuwen - waarin elke menselijk invloed op de atmosfeer werd weggelaten - werden becijferd.

Het begeleidend commentaar in Nature maakt nog wat wetenschappelijk voorbehoud en wijst op leemten in de kennis: er zijn weinig troposferische metingen op het zuidelijk halfrond en de invloed van de oceanen is nog onzeker. Niettemin spreekt het tijdschrift uit dat de langverwachte antropogene 'fingerprint' nu in beeld lijkt te komen.

    • Karel Knip