---

N.B.: Het eerste gedeelte van dit antwoord is ook terug te vinden in "Warmt de aarde nog steeds op?" Als je het daar al gelezen hebt, kun je hier doorgaan bij "Berekening van de lange-termijntrend".

---

De stelling dat de aarde vanaf 1998 niet verder is opgewarmd, houdt geen rekening met de warmte die in deze periode in de oceaan is opgeslagen. Natuurlijk spreken land- en atmosfeertemperatuur ons het meeste aan omdat dit het gebied is waar we ons meestal bevinden, maar deze twee vormen slechts een klein deel van het gehele klimaat.

"Opwarming van de aarde" houdt in: van de hele aarde. In totaal wordt de aarde steeds warmer omdat de energiestromen naar binnen en naar buiten toe niet meer in evenwicht zijn. De atmosfeer wordt warmer, de oceanen slaan steeds meer warmte op, land absorbeert warmte, ijs absorbeert warmte, ijs smelt. Als je het totaalplaatje van de opwarming van de aarde wil bekijken, heb je daar dus het totaal van alle opgeslagen warmte voor nodig.

Zo'n totaalplaatje vinden we in "An observationally based energy balance for the Earth since 1950" (Murphy 2009) waar de warmte-inhoud van oceanen, land, ijs en atmosfeer bij elkaar zijn opgeteld. Om het totaal aan opgeslagen warmte te berekenen, zijn temperatuurgegevens gebruikt van de bovenste 700 meter van de oceaan, van dieper water tot aan 3000 meter, van de atmosfeer ter hoogte van het aardoppervlak en van de warmtecapaciteit van de lucht tot aan de stratosfeer (de "troposfeer"). Ook de warmte-inhoud van land en van ijs (d.w.z. de energie die nodig is om ijs te laten smelten) zijn in de berekening meegenomen.

Let op: bij dit soort berekeningen wordt geen gebruik gemaakt van de temperatuur, maar van de afwijkingen van de temperatuur ("anomalieën") ten opzichte van het lange-termijngemiddelde.

Figuur 1: de totale warmte-inhoud van de aarde vanaf 1950 (Murphy 2009). De gegevens voor de oceanen komen uit Domingues et al. 2008

De totale hoeveelheid opgeslagen extra warmte laat ook na 1998 een duidelijke stijging zien. Maar waarom staat 1998 dan bekend als het warmste jaar sinds er met serieus meten is begonnen?

In figuur 1 zien we dat de warmtecapaciteit van land, atmosfeer en smeltend ijs (ijs is in de grafiek bij "Land + Atmosfeer" meegerekend) betrekkelijk klein is ten opzichte van die van de oceaan. Kleine schommelingen in de warmte-uitwisseling tussen atmosfeer en oceaan kunnen dus relatief grote gevolgen hebben voor de temperatuur aan het aardoppervlak.

In 1998 droeg een ongekend sterke El Niño enorm veel warmte uit de Stille Oceaan over aan de atmosfeer. Als gevolg daarvan lagen de oppervlaktetemperaturen duidelijk boven het gemiddelde. Vanaf medio 2007 hebben we een relatief mild La Niña-effekt gehad waardoor de oppervlaktetemperaturen iets daalden, waarna we vanaf begin 2009 opnieuw met de warme El Niño te maken kregen. Dit leidde aan het zeeoppervlak tot de warmste juni-augustus ooit sinds er met meten is begonnen.

In ons klimaatsysteem worden er regelmatig dergelijke grote hoeveelheden warmte over en weer geschoven, waardoor temperatuurmetingen veel "ruis" bevatten. Dit is dan ook de reden waarom je geen klimaatvoorspellingen kunt doen aan de hand van opwarmingen of afkoelingen binnen een periode van een paar jaar.

Berekening van de lange-termijntrend (voortschrijdend gemiddelde)

Bij metingen met veel kortdurende afwijkingen zijn er diverse methoden om een lange-termijntrend te kunnen laten zien. De eenvoudigste manier is door het "voortschrijdend gemiddelde" te berekenen, zoals is gedaan in Waiting for Cooling (Fawcett & Jones 2008).

Bij een voortschrijdend gemiddelde kun je bijvoorbeeld de invloed van de verschillende dagen van de week op verkoopcijfers van een winkel wegfilteren door het gemiddelde te nemen van de dag zelf plus de drie dagen ervoor en de drie dagen erna. Hierdoor komt iedere dag van de week één keer in het gemiddelde voor en verdwijnen de pieken die specifiek bij drukke of rustige weekdagen horen.

In figuur 2 is het voortschrijdend gemiddelde van de temperatuurafwijkingen over een periode van 11 jaar genomen (dus van het jaar zelf plus de 5 jaar ervoor en de 5 jaar erna) omdat de zon een 11-jarige aktiviteitscyclus vertoont. De korte-termijnvariaties die door deze cyclus ontstaan worden hierdoor weggefilterd. Er zijn drie sets meetgegevens gebruikt: van NCDC, NASA-GISS en het Britse HadCRUT3. Bij alle drie is na het wegfilteren van de 11-jaarlijkse zonnecyclus niets te zien van een temperatuurdaling op lange termijn.

Figuur 2: Gemiddelde temperatuurafwijkingen in °C per jaar met de (verder niet gecorrigeerde) 11-jarige bewegende gemiddelden. Blauw: Hadley Centre (HadCRUT), rood: NASA-GISS, groen: NOAA-NCDC. De GISS en NCDC-waarden zijn vanwege de duidelijkheid 0.5°C en 1,0°C hoger gezet.

Lineaire trends: géén daling tussen 1998 en 2007

Hoewel de grafiek in 1998 hoog begint konden Fawcett en Jones in de periode 1998-2007 geen afkoelingstrend vaststellen. Elk van de drie lineaire trends (lineaire trend = rechte lijn met een zo klein mogelijke gemiddelde afwijking) gaf van 1998 t/m 2007 een opwarming te zien. De mate van opwarming was bij HadCRUT het kleinst, maar dit kwam waarschijnlijk doordat er geen HadCRUT-metingen in de poolgebieden waren gedaan, terwijl de opwarming daar juist het sterkst was.

Figuur 3: Lineaire trends (dikke lijnen) van de temperatuurafwijkingen volgens NCDC, GISS en HadCRUT.

Wegfilteren van de invloed van El Niño

1998 was wegens El Niño een uitermate warm jaar. Hoe zien de trends er uit als wordt gecorrigeerd voor de invloed van El Niño? Fawcett en Jones vergeleken hiervoor de gemiddelde temperatuur over de gehele wereld met de afwijkingen die door de periodieke "El Niño zuidelijke temperatuurschommeling" (ENSO) werden veroorzaakt, waarna voor deze invloed kon worden gecorrigeerd. Hoe dit precies in zijn werk is gegaan staat uitgebreid beschreven in Fawcett 2007; het resultaat zien we in Figuur 4:

Figuur 4: Opnieuw dezelfde drie datasets als in figuur 1, maar nu gecorrigeerd voor het El Niño-effect (dikke lijn).

Na deze correctie is 1998 nog steeds behoorlijk warm, maar een stuk minder spectaculair. Het warmste jaar blijkt dan 2006 te zijn en zowel NCDC, GISS als HadCRUTs laten van 1998 t/m 2007 nog steeds een temperatuurstijging zien.

Was 1998 eigenlijk wel het warmste jaar?

Van de drie datasets is 1998 alleen volgens HadCRUT3 het warmste jaar, bij NASA-GISS en NCDC is dit 2005. In een recente onafhankelijke analyse van de HadCRUT-data door het Europees Centrum Voor Weersverwachtingen op Middellange Termijn (ECMWF) is dit verschil nader onderzocht. Hierbij is gebruik gemaakt van onder meer oppervlaktetemperatuurmetingen en waarnemingen door satellieten, radiosondes, schepen en boeien. Uit dit onderzoek bleek de gemiddelde temperatuur op aarde meer was gestegen dan volgens de HadCRUT-gegevens, omdat HadCRUT naar verhouding te veel data had gebruikt van gebieden waar minder opwarming had plaatsgevonden.

In figuur 5 zien we de gebieden waar HadCRUT-metingen zijn gedaan (boven) en de gebieden die voor de ECMWF-resultaten zijn gebruikt (beneden). Bij de ECMWF-analyse zien we dat er bijvoorbeeld in Rusland, Afrika en Canada relatief veel opwarming plaatsvond, terwijl juist in die gebieden niet of amper door HadCRUT is gemeten. De conclusie van het ECMWF dat de HadCRUT-resultaten aan de lage kant waren, kan dus met grote zekerheid betrouwbaar worden geacht.

Figuur 5: Gemiddelde temperatuurafwijking aan het aardoppervlak ten opzichte van het lange-termijngemiddelde in °C per 10 jaar van 1989/1998 tot 1999/2008. Boven: HadCRUT, beneden: ECMWF (ECMWF 2009).

Dit resultaat kwam niet helemaal onverwacht. NASA-GISS (zie figuur 6) meldde reeds eerder dat een belangrijk deel van het warmterecord van 2005 te danken was aan de extreme opwarming in de poolgebieden (Hansen 2006). Hoewel er relatief weinig meetstations op de Zuidpool zijn en NASA voor een deel gebruik moest maken van extrapolatie van gegevens van de dichtstbijgelegen meetstations, kwam het berekende gedeelte van de temperaturen goed overeen met infraroodmetingen door satellieten en het recordminimum aan zeeijs.

Figuur 6: Gemiddelde temperatuurafwijking in 2001 t/m 2005 volgens NASA-GISS (Hansen 2006).