Meer kooldioxide in de atmosfeer is gevolg, geen oorzaak van opwarming

Gebruikmakend van tot nu toe verwaarloosde, doch wel degelijk beschikbare wetenschappelijke kennis, komen de auteurs in een overtuigende analyse tot verwerping van de gangbare theorie, de kooldioxide-hypothese. Niet overeind te houden is de populaire opvatting dat het CO₂-gehalte van de atmosfeer zou stijgen door het verstoken van brandstoffen en dat die ‘ophoping’ zou leiden tot verhoging van de temperatuur op aarde.

Onafhankelijke wetenschappers corrigeren KNMI en IPCC

Wetenschappers van naam bogen zich in de afgelopen zomer over een concept-tekst van Arthur Rörsch1, die kritisch commentaar leverde op een in april van dit jaar door het KNMI uitgebrachte brochure, Veranderingen in het klimaat.² Onze nationale voorspellers van ‘het weer van de komende dagen’ sluiten zich in hun verwachtingen op veel langere termijnen aan bij een conclusie die het IPCC³ enige jaren geleden bij handopsteken trok. Dit politiek zeer invloedrijke gezelschap gaat uit van de kooldioxide-hypothese: de aanname dat er een wereldomvattende klimaatverandering, een globale opwarming, gaande is die wordt veroorzaakt door een toename van kooldioxide (CO₂) ofwel koolzuur in de atmosfeer, voornamelijk als gevolg van menselijk handelen.
Van over de gehele wereld ontving Rörsch uitermate positieve reacties, alsook waardevolle suggesties voor een versterking van zijn analyse. Gesteund door twee co-auteurs, Richard S. Courtney⁴ en Dick Thoenes, heeft hij zijn kritische tekst inmiddels uitgewerkt tot een functioneel working paper.⁶ De veelomvattende analyse van Arthur Rörsch et al. zal worden gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Energy and Environment.
Gebruikmakend van tot nu toe verwaarloosde, doch wel degelijk beschikbare wetenschappelijke kennis, komen de auteurs in een overtuigende analyse tot verwerping van de gangbare theorie, de kooldioxide-hypothese. Niet overeind te houden is de populaire opvatting dat het CO₂-gehalte van de atmosfeer zou stijgen door het verstoken van brandstoffen en dat die ‘ophoping’ zou leiden tot verhoging van de temperatuur op aarde. In feite heeft het KNMI, kritiekloos het IPCC-standpunt overnemend, oorzaak en gevolg verwisseld.
Daarenboven komen Rörsch en de zijnen tot de conclusie dat de in brede kring gehanteerde voorspellingen van verdergaande toekomstige temperatuurstijging niet te verdedigen zijn. In principe is het lange-termijngedrag van het klimaat niet te voorspellen; aan het weer hebben ze in De Bilt hun handen al vol.

In de jaren dertig van de vorige eeuw meenden sommige onderzoekers voortekenen waar te nemen van een naderende ijstijd. Vooral in Noord-Amerika waren er die maatregelen bepleitten om het dreigende onheil te keren. Zij ontwierpen plannen om de Grote of Stille Oceaan te behoeden voor rampzalige afkoeling door de Beringstraat tussen Alaska en Siberië af te sluiten. Vanuit de Noordelijke IJszee zouden dan niet langer koude zeestromen in zuidelijke richting mogelijk zijn.

Die afsluitdijk, nogal wat forser dan de onze, is er niet gekomen. Nog voordat media, belangengroepen en politici zich van het waanidee hadden kunnen meester maken, werd het door kritischer onderzoekende wetenschappers naar het rijk der fabelen verwezen. Een hype bleef uit; van collectieve verdwazing gedurende wat langere tijd was al helemaal geen sprake. Het stof van de geschiedenis is neergedaald over de historische misvatting. Andere, minder abstracte rampen waren overigens nabij.

Driekwart eeuw later staan we – zo lijkt het – oog in oog met een klimaatverandering in tegengestelde richting: een globale opwarming van onze planeet. Enkele wetenschappers, veelal meteorologen zonder voldoende kennis van de fysica, begonnen erover. Anderen volgden hen, aanvankelijk schoorvoetend, geleidelijk aan met een toenemend geloof in de onwrikbaarheid van eigen voorspellingen. Toen een internationaal gezelschap van onderzoekers, beleidsmakers en politici (het Intergovernmental Panel on Climate Change, afgekort IPCC) eenmaal bij meerderheid van stemmen de theorie van het versterkte broeikaseffect had aanvaard, was er geen ontkomen meer aan. Ideologisch bevlogen wereldverbeteraars gingen aan de haal met de her en der geschetste doemscenario’s. Instellingen van wetenschappelijk onderzoek zagen – zo leek het – in de groeiende popularisering van het thema aantrekkelijke mogelijkheden tot fondsenwerving. De politiek wilde wel (weer) volgen.

Onafhankelijke wetenschappers aan de slag

Wie niet wilde meegaan in het kuddedenken, moest zijn mond houden – en deed dat veelal ook maar. Wetenschapsjournalisten bleven nog een tijdlang kritische kanttekeningen plaatsen, doch gingen in meerderheid toch mee, gesierd met een eredoctoraat of niet. Leken de mensen van ‘ons’ KNMI aanvankelijk het hoofd koel en de rug recht te houden, in de van ‘milieubesef’ overlopende jaren negentig bezweken ook zij voor de druk. Op sleeptouw genomen door lieden wier politiek gemotiveerde Nobelprijs intussen wetenschappelijk omstreden is, bracht het gerenommeerde instituut bij zijn honderdjarig bestaan een brochure uit met het karakter van een pamflet: Veranderingen in het klimaat. Opdat u het maar weet, als u ’s avonds voor de buis voor de zoveelste keer excuses moet aanhoren voor een niet uitgekomen weersvoorspelling.

Het boekje, voor een belangrijk deel gebaseerd op de rapporten van het IPCC, schoot dit voorjaar integere wetenschappers in het verkeerde keelgat. Eén hunner, Arthur Rörsch, realiseerde zich dat het schrijven van een tegen-pamflet weinig zou uithalen. De aangewezen – bij uitstek wetenschappelijke – wijze van kritisch weerwerk geven was volgens hem: (i) de door het KNMI en het IPCC verkondigde opvattingen te benaderen als wat ze in feite zijn, een te toetsen theorie, (ii) derhalve alle nieuwe of/en tot nu toe verwaarloosde wetenschappelijke kennis te gebruiken voor een zorgvuldige toetsing. Bij zijn spitwerk stuitte Rörsch op heel veel ongebruikte, door doemdenkers bewust of onbewust buiten beschouwing gelaten resultaten van wetenschappelijk onderzoek. Door zijn open, van uitgebreid e-mailverkeer gebruikmakende werkwijze kreeg hij al snel adhesie en effectieve steun van kritische wetenschappers uit alle delen van de wereld. Daarbij traden ook twee co-auteurs voor een verdere uitwerking van zijn working paper naar voren, Richard S. Courtney en Dick Thoenes. Gedrieën zijn zij verantwoordelijk voor de thans ter tafel liggende versie.

Figuur 1. Antropogenic emission and the accumulation of carbon dioxide in the atmosphere.
(bron: National Laboratory Oak Ridge)

Op basis van hun onderzoek en analyse komen Rörsch et al. tot nieuwe inzichten in het probleem van klimaatverandering. Hun working paper geeft een geheel ander beeld ervan dan het door het KNMI en het IPCC gepresenteerde – welhaast gepropageerde – doemscenario. Het legt meer nadruk op nieuwe wetenschappelijke inzichten die aantonen dat de klimaatproblematiek wezenlijk anders ligt dan tot nu toe is voorgesteld. Uit die nieuwe inzichten komt in ieder geval naar voren dat er grote onzekerheid bestaat over de juistheid van de gangbare theorie. Dat schept royaal ruimte voor discussie, een discussie die al geruime tijd overbodig wordt geacht door degenen die hun theorie als werkelijkheid verkopen.

In Spil, discussieplatform bij uitstek, schetsen wij graag de voornaamste bevindingen van Rörsch en de zijnen, alsmede de implicaties ervan voor de verdere benadering van het klimaatvraagstuk.

Principe van klimaatverandering

Uitleg warmtestromen De warmtestromen van de zon naar de aarde en terug van de aarde naar het heelal worden uitgedrukt in Watts/m2 aardoppervlak. Van de straling van de zon (340) wordt circa een derde direct teruggekaatst naar het heelal. Betrekkelijk weinig van de warmtestraling (A) wordt direct in de atmosfeer geabsorbeerd (78). Het merendeel B (156) bereikt het aardoppervlak. Bekijken we nu (in het onderste deel van de figuur) wat aarde en atmosfeer terugstralen in het heelal, dan is het opvallend dat zeer weinig van de warmtestraling direct vanuit het aardoppervlak wordt uitgestraald (G) (20), het merendeel vanuit de atmosfeer (F) (214). De – wat men noemt – stralingsbalans wordt dus sterk beïnvloed door de warmteoverdracht tussen de zwakke uitstraler, het aardoppervlak, en de grote uitstraler, de atmosfeer. De sterkste warmtestroom is C, veroorzaakt door de verdamping van water (85). Van veel minder belang is de warmteoverdracht door turbulente luchtstroming (D) over het aardoppervlak. Het grootst is de infraroodstraling (367) van het aardoppervlak naar de atmosfeer, doch het merendeel van deze energie (333) wordt door de atmosfeer (via waterdamp, CO2 en een paar andere gassen) weer teruggestraald naar het aardoppervlak. Dit is het broeikaseffect. De nettostroom in de atmosfeer (E) is weer betrekkelijk laag (34). Verondersteld wordt algemeen dat, als de CO2-concentratie in de atmosfeer zou worden verdubbeld, dit het broeikaseffect met 3 W/m2 zou verhogen. In de hypothese dat overwegend de watercyclus de warmtestromen regelt, wordt aldus verondersteld dat toeneming van de waterverdamping C dit kan opvangen als deze met 3,5 % wordt verhoogd door een tijdelijke toename van de temperatuur aan het aardoppervlak. [bron: working paper van Arthur Rörsch et al.]

Door de eeuwen, de millennia heen is het klimaat voortdurend veranderd. De mens had daar tot voor kort geen enkele invloed op. Is dat echter nog steeds zo, nu door industriële en andere activiteiten de mens veel warmte ontwikkelt en grote hoeveelheden verbrandingsgassen in de atmosfeer brengt? Een inmiddels wijd verbreid idee is dat het klimaat ook al niet meer dat van vroeger is: het laat zich door ons, mensen, beïnvloeden en zelfs ernstig verstoren. Wat is daarvan waar; en waar beginnen de misvattingen van de – al dan niet met voldoende nauwkeurigheid – waargenomen verschijnselen?

Het is in principe mogelijk dat de temperatuur van de atmosfeer geleidelijk gaat stijgen door de uitstoot van kooldioxide (CO₂), die vrijkomt bij de verbranding van steenkool, olie, aardgas en biomassa. Dit zou klimaatverandering ten gevolge kunnen hebben (‘extra broeikaseffect’). Niemand betwist dat de mens aanzienlijke hoeveelheden kooldioxide in de atmosfeer heeft gebracht. Evenwel zijn de meningen verdeeld over de vraag of dit werkelijk tot temperatuurstijging heeft geleid, en in de toekomst nog verder zal leiden.

Dit meningsverschil heeft twee oorzaken. In de eerste plaats is het niet goed mogelijk eventuele gevolgen van de menselijke uitstoot van kooldioxide voor het klimaat te scheiden van de natuurlijke klimaatverandering. De klimaatverandering op aarde verschilt bovendien van plaats tot plaats. In de tweede plaats ontbreekt het nog aan voldoende inzicht in de natuurlijke processen die in eerste instantie het klimaat bepalen. Zeker is wél dat de omvang en de invloed van deze natuurlijke processen vele malen groter zijn dan de gevolgen die menselijk handelen eventueel voor het klimaat zou kunnen hebben.

Rörsch et al. voegen – iets abstracter – aan deze overwegingen toe dat het klimaat het resultaat is van grote aantallen natuurlijke processen, met veel onderlinge terugkoppelingen. Sommige van deze processen zijn ‘niet lineair’, kunnen wiskundig niet met een simpel a plus b = c worden benaderd. Het klimaat moet worden beschouwd als een ‘complex systeem’ met variabelen in drie of meer dimensies, zoals dat in de natuurkunde en de wiskunde wordt beschreven. Zo’n systeem kan chaotisch gedrag vertonen. Oefenen drie of meer krachten invloed uit, terwijl ze ook nog elkaar beïnvloeden, dan is de voorspelbaarheid van het effect namelijk op langere termijn nul.

Dit is een grondregel in wat heden ten dage de ‘complexiteitstheorie’ heet. Deze voorspelt op wiskundige gronden dat we geconfronteerd zullen blijven met een voorspelbare onvoorspelbaarheid, zelfs als we over alle wiskundige vergelijkingen zouden beschikken. In lijn hiermee komen Rörsch en de zijnen op fundamenteel wetenschappelijke gronden tot een afwijzing van elke vorm van forecasting of – zoals het IPCC schrijft – projections die verder reikt dan de weersvoorspelling voor een paar dagen.7
Dat geeft – zou je zeggen – al stof tot nadenken aan vlotte klimaatvoorspellers.

Stijgt de temperatuur op aarde?

De vraag of er werkelijk sprake is van een globale opwarming van onze planeet, wordt eveneens verschillend beantwoord. Dit meningsverschil komt voort uit verschillen in waardering van de bewerking en interpretatie van resultaten van tot nu toe verrichte temperatuurmetingen. Bij die bewerking berekent men op een bepaalde manier het jaargemiddelde van de temperatuursveranderingen die zijn gemeten in alle weerstations over de gehele wereld. Men constateert dan een merkbare temperatuurstijging. Deze vond vooral plaats vóór 1940, en opnieuw na 1975. Metingen van temperaturen in de atmosfeer die na 1960 met weerballonnen werden gedaan, laten echter weinig of geen temperatuurstijging zien; hetzelfde geldt voor metingen met weersatellieten van na 1975.

Hoe kunnen zulke tegenstrijdigheden worden verklaard? De auteurs van het hier besproken working paper wijzen erop dat de hantering van gemiddelde meetresultaten van weerstations grote bezwaren heeft. Zulke waarnemingsposten zijn namelijk zeer ongelijkmatig over het aardoppervlak verspreid, zodat er geen cijfers beschikbaar komen van grote stukken land en, vooral, zee. Dit is des te ernstiger omdat bekend is dat er voortdurend lokale klimaatveranderingen optreden; het kan op de ene plaats warmer worden, op een andere plaats kouder. In feite kun je langs die weg dus geen goede ‘gemiddelde temperatuur op aarde’ bepalen. Satellieten bestrijken met hun metingen het gehele aardoppervlak en geven dus een beter wereldgemiddelde.

Rörsch et al. kunnen niet uitsluiten dat beide soorten metingen juist zijn. Maar dan – zo stellen zij vast – blijft er een verschil in temperatuurstijging tussen aardoppervlak en atmosfeer bestaan waarvoor de spraakmakende klimatologen van de afgelopen decennia geen verklaring geven. Het is echter evenmin uitgesloten dat de oppervlaktemetingen van de weerstations inderdaad een vertekend beeld geven en dat de satellietmetingen juist blijken te zijn. In dat geval is er geen sprake van een duidelijke (gemiddelde) temperatuurstijging, en kan deze ook niet worden verwacht voor de naaste toekomst.

Is er een verband tussen temperatuur en kooldioxidegehalte?

Een centraal punt in de discussie tussen de doemdenkers en hun critici vormt het door eerstgenoemden als gegeven aanvaarde verband tussen de temperatuur en het kooldioxidegehalte van de atmosfeer. Op theoretische gronden werd een verband verwacht, maar deze theorie – de kooldioxide-hypothese – wordt door het rond Arthur Rörsch verzamelde team van wetenschappers met kracht van argumenten bestreden.
Zij ontkennen uiteraard niet dat in de loop van de twintigste eeuw het kooldioxidegehalte van de atmosfeer is toegenomen, met 30% relatief, een op het eerste gezicht heel forse stijging. De temperatuurstijging die daarbij volgens de IPCC-theorie had moeten optreden, is echter uitgebleven. Van een correlatie blijkt ook geen sprake te zijn wanneer men van jaar tot jaar de temperaturen van satellietmetingen vergelijkt met de kooldioxidegehaltes. Een oorzakelijk verband is dus niet aangetoond.

De auteurs benadrukken daarbij het vaak vergeten feit dat de menselijke uitstoot slechts een fractie uitmaakt van wat er jaarlijks op natuurlijke wijze aan koolzuur door de atmosfeer circuleert. De mens draagt nu rond 6 gigaton kool-equivalenten per jaar (6 GtC/y) bij, terwijl er jaarlijks tenminste 150 gigaton op natuurlijke wijze wordt vrijgemaakt en weer geabsorbeerd. In alle redelijkheid valt aan te nemen dat het beetje extra menselijke koolzuur wordt opgenomen in verhoogde plantengroei, die dan ook door satellieten is waargenomen.

Rörsch et al. beginnen hun kritische analyse heel fraai met een grafiek die uitermate suggestief wijst op een verband tussen menselijke uitstoot van CO₂ en toeneming van de concentratie ervan in de atmosfeer (figuur 1). Vervolgens bekijken zij de zaak echter DYNAMISCH, vergelijken ze wat de mens aan koolzuur in de atmosfeer brengt, met de jaarlijkse toename ervan in de atmosfeer. Dan ontbreekt elk verband. De schommelingen in de toevoegingen aan de atmosfeer zijn veel groter dan de schommelingen in de menselijke uitstoot.

Global warming and accumulation of carbon dioxide in the atmosphere verklaart dit – voor Kyoto en verre omgeving lastige – fenomeen door natuurlijke temperatuurwisselingen aan te wijzen als oorzaak van de jaarlijkse schommelingen in het koolzuurgehalte van de atmosfeer. Deze laatste kunnen onmogelijk worden toegeschreven aan schommelingen van jaar tot jaar in menselijke uitstoot, die immers uitermate klein zijn. Kortom: Kyoto wordt – bij wijze van spreken – op zijn kop gezet, de kooldioxide-hypothese omgekeerd.
Aan de hand van het working paper schetsen we nu in het kort de mondiaal aanwezige werking van een ‘watercyclus-thermostaat’, die een belangrijk element vormt in de door de auteurs ontwikkelde alternatieve theorie. Vervolgens gaan we nader in op de wijze waarop wetenschappelijk wordt afgerekend met de IPCC-hypothese van een globaal opwarmend kooldioxide. Tenslotte schenken we aandacht aan de nieuwe theorie van Rörsch et al.

De watercyclus-thermostaat

In de afgelopen drie miljard jaren is de energiestroom van de zon naar de aarde toegenomen met 30%. De temperatuur op onze planeet is echter binnen nauwe grenzen constant gebleven, waardoor er voortdurend leven mogelijk bleef. Dit is in de eerste plaats een gevolg van de aanwezigheid van grote hoeveelheden water.

De invloed van water is ruwweg tweeërlei. Om te beginnen werkt de grote massa van het water in de oceanen als een enorme warmtebuffer, waardoor temperatuurfluctuaties sterk worden gedempt. In de tweede plaats kunnen extra warmtestromen worden gecompenseerd door verdamping van water, gevolgd door condensatie in hogere luchtlagen en warmtestraling naar de ruimte. Rörsch et al. noemen dit wereldomvattende systeem de ‘watercyclus-thermostaat’ van de aarde.

Het kenmerkende van deze natuurlijke regeling is dat het energietransport dat ermee gepaard gaat, ongeveer vijftigmaal zo groot is als het te verwachten ‘extra broeikaseffect’. Bovendien reageert de thermostaat efficiënt en ook snel. Extra straling veroorzaakt verdamping (zonder dat er temperatuurstijging optreedt) en een eventuele temperatuurstijging veroorzaakt extra verdamping.
In het systeem aarde/atmosfeer vindt verder een grote energie-uitwisseling plaats door warmtestraling, allereerst tussen de aarde en het wolkendek en voorts van het wolkendek naar de ruimte. Neemt de verdamping toe, dan neemt ook de condensatie toe (wolkenvorming), alsmede de straling van het wolkendek naar de ruimte. Bovendien schermt een groter wolkendek meer zonnestraling af.
Beide effecten hebben een regelende werking. Deze is groot genoeg om kleine verstoringen op te vangen. Vergeleken met de natuurlijke processen, zijn de verstoringen die de mens aanbrengt, nog altijd klein.

Een overzichtelijke schematische voorstelling van een en ander biedt figuur 2, die nader wordt toegelicht in een kadertekst.

De kooldioxide-cyclus

@plat = Het systeem aarde/atmosfeer kent niet alleen een enorme watercyclus, maar ook een grote kooldioxide-cyclus. Kooldioxide ofwel koolzuur wordt voornamelijk geproduceerd door alle levende wezens (van mens tot micro-organisme) en door desorptie (ontgassing) van opwarmende delen van de oceanen. Het wordt voornamelijk geconsumeerd door groene planten en door oplossing in afkoelende delen van de oceanen. Alle organische materie waaruit planten (en dieren) bestaan, is ontstaan door fotosynthese (vorming onder invloed van zonlicht) van koolhydraten uit kooldioxide in de lucht (en water in de bodem).

Aan de productiekant van de kooldioxide-stromen voegt de mens wat toe door het verbranden van organisch materiaal (brandstoffen). Het gaat hierbij om ongeveer 4% van de productie in de natuur.

In de afgelopen veertig jaar is de menselijke productie van koolzuur door verbranding van fossiele brandstof toegenomen van circa 2,5 tot 6,5 gigaton kool-equivalenten per jaar. Gelijktijdig is er een toeneming van de concentratie van kooldioxide in de atmosfeer waargenomen van 320 tot 370 volume-delen per miljoen delen lucht. Deze stijging komt ongeveer overeen met de helft van de menselijke uitstoot, waarvan dus de andere helft door de natuur wordt opgenomen. Zie weer figuur 1, alsmede figuur 3. De meteorologische grondstations registreren sinds 1900 een gemiddelde temperatuurstijging van tussen 0,5 en 0,8 graden Celsius.
Op het eerste gezicht lijkt er een suggestief verband te bestaan tussen het verbruik van fossiele brandstof, de toename van het koolzuurgehalte van de atmosfeer en de temperatuurstijging. Dit zou dan sporen met de theorie van de Zweedse chemicus Svante August Arrhenius (1859-1927), die stelde dat koolzuur infrarood-warmtestraling absorbeert, daardoor de ingestraalde zonnewarmte vasthoudt, en daarmee als een soort deken functioneert die ons plezierig warm houdt.

Uit de door Arthur Rörsch et al. uitgevoerde nadere analyse van de feiten blijkt echter dat deze minder goed kloppen met de theorie van Arrhenius dan de figuren 1 en 3 suggereren. Om te beginnen was er al een temperatuurstijging vóór 1940, in een historische periode waarin de menselijke koolzuurproductie door verbruik van fossiele brandstof nog weinig toenam. Toen dat verbruik wel sterk toenam, deed zich aanvankelijk, tussen 1940 en 1970, geen temperatuurstijging voor. Pas daarna lijken brandstofverbruik, stijging van het koolzuurgehalte van de atmosfeer en stijging van de temperatuur parallel te gaan lopen.

Nog preciezer kijkend naar de ontwikkelingen in de afgelopen twintig jaar, vergeleken de auteurs van Global warming and accumulation of carbon dioxide in the atmosphere vervolgens voor elk jaar afzonderlijk de koolzuurconcentratie en de gemiddelde temperatuur. Het verband tussen beide, dat is weergegeven in figuur 4, blijkt overduidelijk een non-relatie te zijn.

Dat is heel vreemd in het licht van de theorie van Arrhenius (en van het Kyoto-collectief). Te verwachten ware een vrijwel perfecte relatie tussen de koolzuurconcentratie en de temperatuur in elk van de afgelopen twintig jaren. Als – naar mag worden aangenomen – de feiten niet liegen, is de onontkoombare (voorlopige) conclusie dat de theorie dat verhoging van het koolzuurgehalte van de atmosfeer temperatuurstijging veroorzaakt, niet houdbaar is.

Een nieuwe theorie

Over de auteurs en hun werk Arthur Rörsch en Dick Thoenes zijn beiden opgeleid tot procestechnoloog aan de (toenmalige) Technische Hogeschool in Delft. Laatstgenoemde bleef in het vak; Rörsch ging de biologie in. Zij hebben nog steeds gemeenschappelijk dat ze gewend zijn complexe systemen te bestuderen. Van huis uit geen klimatoloog of meteoroloog, dus als relatieve buitenstaanders bekeken zij wat klimatologen maken van hun vak: de bestudering van de uiterst complexe systemen die op aarde weer en klimaat bepalen. Op hun ontdekkingstocht deden de beide wetenschappers – in meerderlei opzicht – nogal onthutsende waarnemingen. Een beknopt curriculum vitae van Rörsch en Thoenes is gegeven in de noten 1 respectievelijk 4. Bij zijn initiërende arbeid kreeg Rörsch prompt bijval en steun van Richard S. Courtney, werkzaam als adviseur ten aanzien van energie- en milieuproblemen en redacteur van het wetenschappelijke tijdschrift Energy and Environment.

Zoekend naar een theoretisch betere benadering en verklaring van de waargenomen verschijnselen, hebben Rörsch en de zijnen – even abstraherend van de zwaar overschatte menselijke factor – het geheel van de fenomenen en hun onderlinge relaties in ogenschouw genomen. We signaleren enkele belangrijke constateringen.

De grote natuurlijke kooldioxidestromen zijn niet constant. De temperaturen op aarde zijn dat evenmin. Het kooldioxide-gehalte van de atmosfeer vertoont grote schommelingen met de seizoenen. In de zomer (op het noordelijk halfrond) daalt het gehalte sterk, in de winter stijgt het weer. Kijkt men nader naar de seizoenswisselingen, dan doet men een heel opmerkelijke waarneming: de stijgingen van het kooldioxidegehalte blijken steevast achter te lopen bij de temperatuurstijgingen. Dit is ook het geval wanneer men de relatie over langere termijnen beziet, bijvoorbeeld de eerste helft van de twintigste eeuw, alsook de prehistorie.

Een en ander heeft een aantal geologische onderzoekers op de gedachte gebracht, in een theoretisch concept oorzaak en gevolg om te draaien (ten opzichte van de gangbare IPCC-theorie).⁸ De temperatuurverhoging (bijvoorbeeld door een kosmische oorzaak, meer zonne-activiteit) veroorzaakt dan de stijging van de koolzuurconcentratie (in plaats van omgekeerd). De verbranding van fossiele brandstof, die slechts in beperkte mate en gelokaliseerd warmte afgeeft, heeft daarbij weinig of geen invloed.

Rörsch et al. vonden grond voor dit idee door nog eens te kijken naar de temperatuur van elk jaar en de TOENAME van de hoeveelheid koolzuur in dat jaar. Gekeken werd dus niet naar de kooldioxide-CONCENTRATIE in de atmosfeer, maar naar de hoeveelheid die er in het betrokken jaar werd TOEGEVOEGD. Figuur 5 geeft de oogopenende uitkomsten weer.

Allereerst blijkt dat de temperatuur van jaar tot jaar sterk schommelt. Dit is een gevolg van het feit dat de zon jaarlijks op verschillende plekken uiteenlopende hoeveelheden warmte instraalt. Er zijn plaatselijk warme en minder warme zomers. Het is vooral interessant te constateren dat er meer koolzuur in de atmosfeer wordt gebracht als de temperatuur stijgt, en minder bij afkoeling. Tussen 1970 en 2000 treedt dit verschijnsel enkele malen op. Telkens als de temperatuur stijgt, wordt er meer koolzuur in de atmosfeer gebracht. Daalt de temperatuur weer, dan is de uitstoot in de atmosfeer geringer.

Hiermee is de basis gelegd voor een nieuwe theorie: veranderingen in de kooldioxide-stromen zijn voornamelijk het gevolg van temperatuursveranderingen. De ‘broeikastheorie’ van Arrhenius en het IPCC is daarmee omgekeerd. Stijgt de temperatuur op aarde, dan leidt dit met enige vertraging tot hogere gehaltes in de atmosfeer. Of dit komt door ontgassing van de oceanen of door snellere verrotting van plantenresten, is niet bekend. Volgens Global warming and accumulation of carbon dioxide in the atmosphere is een van deze mechanismen waarschijnlijk de oorzaak van de gemeten sterke stijging van het kooldioxidegehalte van de atmosfeer. Gelijktijdig is echter, door het hogere kooldioxide-gehalte én de hogere temperatuur, ook de opname van kooldioxide in planten vergroot. Dit heeft geleid tot toegenomen plantengroei.

Figuur 3. Moving nine years average of average temperature at the Earth’s surface.

In de theorie van Rörsch en de zijnen worden temperatuursveranderingen veroorzaakt door uitwendige factoren, vooral door veranderende zonne-activiteit (lange- en korte-termijnveranderingen). De in Kyoto – welhaast hovaardig – op de wereldkaart gezette ‘menselijke factor’ valt daarbij in het niet. De natuurlijke kooldioxide-stromen zijn gemiddeld over het gehele jaar ongeveer 25-maal zo groot als de menselijke emissies. In het zomerseizoen zijn ze zelfs nog enkele malen groter. De hoeveelheid kooldioxide die de mens in een jaar in de atmosfeer brengt, wordt in de zomer binnen enkele weken door de planten opgenomen. Het lijkt dus aannemelijk dat ook deze kleine menselijke verstoring gemakkelijk door de natuur kan worden opgevangen.

De auteurs achten het vooralsnog niet mogelijk de gehele kooldioxide-huishouding met rekenmodellen te beschrijven. Ook van de kwantitatieve invloed die de toenemende plantengroei bij toenemende concentratie van kooldioxide in de atmosfeer heeft op de circulatie, is nog onvoldoende bekend. In het hier besproken working paper worden twee modellen voorgesteld die de kooldioxide-cyclus beschrijven. De modelmatige beschouwingen tonen aan dat het in de IPCC-rapporten opgeroepen beeld overgesimplificeerd is en tot verkeerde conclusies leidt.

Figuur 4. Carbon dioxide in the atmosphere as a function of troposphere temperature.

Conclusies

De auteurs van Global warming and accumulation of carbon dioxide in the atmosphere komen op grond van hun critical consideration of the evidence tot drie hoofdconclusies:

• Niet houdbaar is de gebruikelijke theorie dat het verstoken van brandstoffen het kooldioxide-gehalte van de atmosfeer verhoogt en dat daardoor de temperatuur op aarde stijgt.
• De voorspellingen van verdergaande temperatuurstijging in de toekomst zijn niet te verdedigen.
• In principe is het lange-termijngedrag van het klimaat niet voorspelbaar.

Op wetenschappelijk niveau is het debat heropend.9 Hopelijk heeft het op afzienbare termijn eveneens politieke, publicitaire, maatschappelijke en – wellicht – economische implicaties.

Figuur 5. Annual change in temperature and the pulse of carbon dioxide into the atmosphere (Fa).

Noten

¹) Dr.ir. Arthur Rörsch is emeritus hoogleraar moleculaire genetica aan de medische faculteit van de Universiteit Leiden. Als bestuurslid van TNO (1980-1995) was hij eindverantwoordelijk voor onderzoek op het gebied van gezondheid, voeding en milieu; van 1995 tot 1999 was hij voorzitter van de Nationale Raad voor Landbouwkundig Onderzoek (NRLO).
²) Deze brochure is geschreven door professor dr. P. Crutzen, professor dr. G. Komen, dr. K. Verbeek en dr. R. van Dorland. Tot op dit moment hebben de auteurs zich niet verwaardigd te reageren op de kritische beschouwingen die Dick Thoenes al eerder dit jaar aan hun gelegenheidspublicatie wijdde. Ook op pogingen van Rörsch om hen te betrekken bij de verdere uitwerking van het working paper gaven de heren in De Bilt geen (koolzuurhoudende) asem.

³) Het IPCC, het International Panel on Climate Change, heeft een onwaarschijnlijk grote politieke en maatschappelijke invloed; in feite stond het aan de wieg van het Kyoto-verdrag inzake terugdringing van de – als uitermate bedreigend afgeschilderde – menselijke uitstoot van kooldioxide.

⁴) Dr. Richard S. Courtney is adviseur inzake energie- en milieuproblemen en redacteur van Energy and Environment.

⁵) Dr.ir. Dick Thoenes, scheikundig ingenieur, is emeritus hoogleraar procestechnologie aan de Technische Universiteit Eindhoven. Eerder heeft hij gewerkt als wetenschappelijk onderzoeker bij DSM en Akzo-Nobel.

⁶) Global warming and accumulation of carbon dioxide in the atmosphere; a critical consideration of the evidence.

⁷) Een bijkomend probleem, dat van de waardering en interpretatie van primaire waarnemingen, is reeds gesignaleerd. Het is buitengewoon moeilijk om op basis daarvan tot algemene, globale trends te concluderen. Het probleem doet zich zelfs voor bij – wat binnen de discipline ‘scenario schrijven’ heet – back casting: scenario’s proberen te schrijven van verschijnselen in het verleden op grond van hedendaagse waarnemingen. Dat lukt vooralsnog niet.

⁸) Zie Z. Jaworowski, T.V. Segalstad and V. Hisdal, Atmospheric CO2 and global warming: A critical review. Second revised edition. Norsk polarinstitutt, Meddelelser nr 119 (Oslo, 1992), die aan beide polen boormonsters uit het ijs onderzoeken, vooral ter verklaring van ijstijdverschijnselen.

⁹) In de volgende aflevering van Spil zal Arthur Rörsch in breder verband terugkomen op het probleem van de professionele integriteit van wetenschappers in verschillende disciplines. Het probleem, dat zo evident aan de orde is in het recente onderzoek naar global warming, is hem meer en gaan intrigeren sinds zijn pensionering.

Dit artikel verscheen eerder in SPIL, kritisch tijdschrift over landbouw, landschap, natuur, milieu en leven in het landelijk gebied Trekt een Spil-nummer in het bijzonder uw aandacht (maar wilt u niet meteen een abonnement nemen), dan kunt u dat los bestellen door 7 euro (inclusief verzendkosten en omzetbelasting) over te maken naar de bank- of girorekening van het tijdschrift, onder vermelding van de gewenste aflevering: Raborekening 3567.40.420 of Postbankrekening 369 02 17 beide ten name van het Tijdschrift Spil, Slootsdijk 9, 7261 SB Ruurlo. Voor meer informatie zie: http://www.platteland-in-perspectief.nl