Ja, het wordt warmer

In de discussie over de opwarming van de aarde speelt de vraag of verstedelijking de metingen onaanvaardbaar beïnvloedt. Het antwoord luidt: nee.

DE AARDE warmt ècht op. De mondiale opwarming zoals die voor de periode 1950 tot heden is berekend is niet het ongelukkige gevolg van systematische fouten in de meting. De registratie is de weergave van een werkelijk opgetreden effect.

Dat is de strekking van een korte notitie in Nature van 18 november. Daarin onderzocht de Britse meteoroloog David Parker de invloed die de wind heeft op mondiale trends in de nachtelijke minimum-temperatuur. Het artikel biedt een verrassend nieuw inzicht in een debat dat nu al jaren woedt.

Aan de orde is de vraag of de mondiale opwarming zoals die in de drie bekende waarnemingsreeksen van 1860 tot heden (de reeksen van Jones, Hansen/Lebedeff en Vinnikov) meestal wordt berekend, niet een zware overschatting is van de wèrkelijk opgetreden opwarming. Veel van de meteorologische meetstations die een eeuw, of een halve eeuw, geleden nog waren gesitueerd aan de rand van tamelijk bescheiden steden zijn in de loop van de tijd geheel binnen stedelijke invloedsfeer komen te liggen. Steden koelen 's nachts minder ver af dan hun landelijke omgeving en daardoor ligt ook de gemiddelde temperatuur van de stad boven die van het platteland. De stad is, zoals het meestal wordt uitgedrukt, een `urban heat island' (UHI).

stadswarmte

De literatuur is niet eenduidig over de verklaring van de stadswarmte. Per oppervlak gemeten zijn er in de stad natuurlijk meer warmtebronnen dan op het platteland en ook blijkt de stad iets meer zonlicht en zonnewarmte te absorberen dan de omgeving (hoewel de absorbtie van de zonnewarmte in beide gevallen al boven de 90 procent ligt, zodat extra-absorbtie niet veel zoden aan de dijk zet). Ook is de stad droger en hangt er nogal eens vuile lucht boven. Doorgaans wordt de grootste invloed toegeschreven aan de moeite die de stad, met zijn nauwe straten en hoge verticale structuren (de city canyon met bijbehorende blocking of the sky view), heeft om de ontvangen warmte weer uit te stralen.

In steden ligt de gemiddelde jaartemperatuur hoger en is het verschil tussen minimum en maximum kleiner. De vraag is of dit de metingen in weerstations onaanvaardbaar heeft beïnvloed. Het IPCC heeft in zijn laatste wetenschappelijke rapport (Climate Change 2001) de kwestie nog eens onder de loep gelopen en meent dat het effect maar minimaal kan zijn. De trends afgeleid uit waarnemingen van uitsluitend urbane stations, of juist landelijke stations zijn vergeleken met die van alle stations bijeen. Er werd geen statistisch verschil zichtbaar. (Voor het verschil tussen `stedelijk' en `landelijk' werd bevolkingsdichtheid of de nachtelijke verlichting, gemeten vanuit satellieten, als maat gebruikt.) Het IPCC concludeert dat een mogelijk urbanisatie-effect binnen de standaardafwijking van de meetreeksen valt. Men verwerkt het effect als een vergroting van de onzekerheid.

Dit heeft de critici niet tevreden gesteld. Zij vinden het verdacht dat ook mondiaal gezien de minimum temperaturen harder stegen dan de maximum temperaturen (waardoor de dag-nacht verschillen net zo verkleinden als in de stad.) Hun sterkste argument is dat satellieten niet de stijging van de troposfeer-temperatuur meten die volgens klimaatmodellen in overeenstemming zou zijn met de grondwaarnemingen.

Recente artikelen hebben de controverse verscherpt. Op 29 mei 2003 verscheen in Nature een artikel van Kalnay en Cai waarin deze betogen dat het urbanisatie-effect veel sterker is dan aangenomen. Zij bestudeerde voor de VS en voor de periode 1950 tot heden wat er steeds aan verschil was opgetreden tussen de feitelijk geregistreerde temperatuur en de temperatuur die destijds op grond van gangbare meteorologische technieken (waarbij lokale grondmetingen nauwelijks een rol spelen) was voorspeld. Voor grote steden neemt dat verschil almaar toe. Dezelfde techniek is, met enige aanpassing, gebruikt door een reeks onderzoekers aangevoerd door Liming Zhou in China. En met een soortgelijk resultaat, zij het wat minder uitgesproken. (PNAS, 29 juni 2004).

verbrandingshitte

Iets eerder publiceerden de Nederlandse onderzoekers De Laat en Maurellis in Geophysical Research Letters (11 maart 2004) resultaten van een andere bureaustudie. Zij gebruikten de lokale CO2-productie als maat voor urbanisatie of liever gezegd: als maat voor de stedelijke warmteproductie. (De onderzoekers menen dat het urbanisatie-effect vooral komt van verbrandingshitte en niet zozeer van bemoeilijkte uitstraling.) Het RIVM in Bilthoven heeft een databank met gevens over CO2-uitstoot. De Laat en Maurellis tonen, met een originele maar ook kwetsbare techniek, aan dat satellieten vooral opwarming vinden boven gebieden waar veel CO2 wordt uitgestoten, dus waar veel vuren branden.

Tegenover deze kritische beschouwingen staat een heel uitgesproken artikel van Thomas C. Peterson in het Journal of Climate (september 2003) waarin nog eens opnieuw het verschil tussen stedelijk en landelijke temperatuurtrends in de VS werd bekeken. Het door satellieten waargenomen nachtelijk licht is er de maat voor urbanisatie. Peterson vindt geen enkel verschil.

In het nu verschenen artikel van David Parker worden voor 264 meetstations minimum-temperaturen vergeleken van dagen met veel wind en juist met weinig wind. (Per meetstation werd voor elk jaar de gemiddelde minimum-temperatuur berekend van de 122 winderigste dagen en die van de 122 kalmste dagen.) Uitgangspunt was dat een flinke wind het lokale urbanisatie-effect opheft. Als de vermeende mondiale opwarming slechts een urbanisatie-effect was zouden de winderige waarnemingen een veel minder uitgesproken trend moeten opleveren. Dat blijkt niet het geval. Verrassend genoeg wordt precies dezelfde temperatuurtrend gevonden. Het debat duurt voort.