Heldere hemel

Het BBC-programma Horizon zaaide paniek over luchtvervuiling die de instraling van de zon op aarde zou belemmeren. Een serie artikelen in Science rekent daar deze week mee af.

`GLOBAL DIMMING' bestaat niet of in ieder geval: niet meer. De laatste vijftien jaar is er eerder sprake van `Global Brightening'. Ook neemt het zonlicht-weerkaatsend vermogen van de aarde niet toe maar juist af. Drie artikelen in Science (6 mei) zetten alles weer recht, maar of daarmee het laatste woord gesproken is blijft de vraag. Een begeleidend commentaar spreekt de hoop uit dat nu eindelijk aan serieus meten en rekenen wordt begonnen.

Aan de orde is het onderzoek naar de balans tussen de hoeveelheid zonnestraling die het aardoppervlak bereikt en de hoeveelheid die de aarde weerkaatst. Afgezien van zichtbaar licht gaat het hier vooral om kortgolvige warmtestraling. In het lopende broeikas-debat gaat gewoonlijk de meeste aandacht uit naar het lot van de langgolvige warmtestraling die de lauwwarme aarde zelf probeert de ruimte in te zenden. Door de gestage ophoping van broeikasgassen heeft de aarde het daar de laatste decennia steeds moeilijker mee: de broeikasgassen absorberen veel van die langgolvige straling en zenden een deel weer terug naar het aardoppervlak. Het gevolg is dat de luchttemperatuur op grondniveau langzaam stijgt.

Sinds een paar jaar neemt de vrees toe dat er ook in de balans in kortgolvige straling belangrijke verschuivingen optreden. Twee jaar geleden kwamen onderzoekers, nota bene op grond van lichtmetingen aan het donkere deel van de maan, tot de conclusie dat er enorme variatie optreedt in de hoeveelheid zonlicht die de aarde weerkaatst. De variatie zou in feite groter zijn dan de temperatuurinvloed van alle broeikasgassen bij elkaar (zie ook Science, 28 mei 2004). Andere, geïsoleerd werkende onderzoekers, signaleerden een trend: er viel door de jaren heen steeds minder zonlicht op hun meters. De straling drong kennelijk steeds moeilijker door de dampkring heen. Het fenomeen kreeg de naam `global dimming' en is vooral bekend geworden door BBC's wetenschapsprogramma Horizon dat er een rare saus van naderend onheil over goot. `A deadly new phenomenon'. `It may already have led to the starvation of millions' (transcriptie op internet).

pannen

In de dagen na de septemberaanslagen van 2001 gold boven de VS een totaal vliegverbod. Daardoor ontbraken de bekende condensstrepen en was de Amerikaanse hemel ongewoon helder. Meteorologen stelden vast dat het verschil tussen dag- en nachttemperatuur prompt met één graad was toegenomen (zie Nature, 8 augustus 2002). Dat is het eerste Horizon-argument. Nummer twee kwam van onderzoekers uit Israël en Duitsland die al lange tijd rechtstreeks maten hoeveel zonnestraling de aarde bereikte. Het werd almaar minder, hadden zij vastgesteld. Derde argument: het enthousiaste verslag van twee oude onderzoekers die vreemde dingen aan verdampingspannen hadden waargenomen. Verdampinsgpannen, al twee eeuwen in gebruik, zijn open pannen met water die de landbouwkundige en de meteoroloog gebruikt om te schatten hoe sterk in het vrije veld de verdamping is. De wereld wordt almaar warmer, zeiden de pan-onderzoekers, maar de verdamping uit onze pannen neemt juist af (Science, 15 november 2002). Op grond van een rekenmodel concludeerden zij dat daarmee was aangetoond dat de zonne-instraling daalde.

Last but not least toonde het internationale `Indian Ocean Experiment' aan dat door de rook van de miljoenen Indiase vuurtjes benedenwinds van India op de Indische Oceaan wel 10 procent minder zonnestraling op zee viel dan daarbuiten. (Effecten van de `Indian plume': Science, 9 februari 2001). Het was niet alleen de dunne rook zelf die de zon tegen hield, de rook veranderde ook de structuur van wolken, waardoor die meer licht weerkaatsten. En dit, concludeerde Horizon, trad wereldwijd op. Men verheugde zich niet over het koelend effect van de `dimming', integendeel. Er was een klimaatmodel gevonden dat voorrekende hoe de verminderde zonne-instraling rond vervuilde gebieden het patroon van moessons zó verplaatste dat de Sahel voortaan zonder regen zat. Global dimming is a killer.

Het is dit beeld dat nu in Science krachtig wordt genuanceerd. In twee artikelen, die elkaar wederzijds aanvullen, wordt aannemelijk gemaakt dat al sinds ongeveer 1990 een herstel van de voorgaande dimming optreedt. Martin Wild en Atsumu Ohmura c.s. van de ETH in Zürich verzamelden, calibreerden en toetsten een grote hoeveelheid metingen aan de zonne-instraling die vanaf het aardoppervlak zijn gedaan. Het merendeel van de bruikbare waarnemingen komt van het noordelijk halfrond, al zijn ook Australië en Antarctica goed vertegenwoordigd. Afgezien van een paar meetreeksen in India en Zimbabwe treedt op alle plaatsen nu al zo'n vijftien jaar een overtuigende global brightening op. Het wordt er steeds zonniger.

Dit is in lijn met de constatering (van anderen) dat de hoeveelheid bewolking op aarde wat afneemt. Van groot belang is dat Wild en Ohmura konden vaststellen dat juist op wolkenloze dagen de zonne-instraling trendmatig toeneemt. Er verdwijnt dus kennelijk een sluier fijn stof die de straling afzwakte. Het kan te danken zijn aan de ineenstorting van de Sovjet-economie of het uitblijven van grote vulkaanuitbarstingen (na de Pinatubo van 1991).

In het andere artikel, met R.T. Pinker (University of Maryland) als eerste auteur, is het dimming-fenomeen onderzocht aan de hand van observaties door een reeks verschillende satellieten, gedeeltelijk in combinatie met grondwaarnemingen. In essentie wordt de gezochte zonne-instraling op grondniveau gevonden als het verschil tussen de hoeveelheid kortgolvige straling die de zon op de aarde werpt en de hoeveelheid die de satellieten van de aarde opvangen. Het zware werk bestond uit de onderlinge calibratie van de verschillende satellietmetingen. Het artikel presenteert trends voor de laatste twintig jaar. Gemiddeld voor de hele aarde en de hele periode is een toenemende instraling zichtbaar, dus `brightening'. Meer in detail blijkt er tot aan 1992 sprake van dimming en pas daarna van brightening. Lokaal zijn er soms wat andere trends. Er wordt een zeer bevredigende overeenkomst gevonden tussen de satelliet-reconstructies voor een bepaald gebied en de onafhankelijke grondwaarnemingen ter plaatse. Pinker c.s. besloten te onderzoeken of er boven land andere ontwikkelingen optraden dan boven zee. Dat blijkt inderdaad het geval: in die 20 jaar is gemiddeld over het hele landoppervlak een minieme dimming opgetreden, die krachtig gecompenseerd wordt door een brightening boven zee. Dat is misschien nog de meest acceptabele verklaring voor alle verwarring. Maar ook kan, noteren de auteurs snedig, falend of onvoldoende gecalibreerd instrumentarium veel kwaad doen. Daar valt aan toe te voegen dat soms de theoretische analyses zwak zijn: zo werden de eigenaardige trends in panverdamping goedbeschouwd al weg-gerelativeerd op het moment dat ze in Science kwamen.

albedo

In het derde artikel presenteert Bruce Wielicki van het Langley Research Center (Nasa) met co-auteurs albedo-metingen aan de aarde voor de laatste vier jaar. Het albedo is de fractie zonlicht die een planeet weerkaatst. Het albedo van de aarde is ongeveer 0,29 (dus 29 procent) en een daling van dat albedo met 0,01 (dus 1 procent) zou eenzelfde temperatuureffect hebben als een verdubbeling van het CO2-gehalte. De Nasa-waarnemingen (het `CERES-experiment') komen van twee instrumenten uit één satelliet en laten voor vier jaar een daling zien van ongeveer 0,006. Dat kàn niet juist zijn, denken Wielicki c.s., er is iets misgegaan met de meters. Vandaar ook het vlammend pleidooi in het begeleidend commentaar om nu eindelijk eens orde op zaken te stellen. De buitenstaander blijft zitten met de vraag waarom Science panverdampingen, maanmeting en albedobepalingen publiceert die onbruikbaar zijn.