Martijn van Mensvoort.

Een bijdrage van Martijn van Mensvoort (volledige bron).

Dit is een vervolg op deel 1 hier.

V – Magnetische zonnecyclus levert aanvullend bewijs voor bestaan versterkend mechanisme

{V-1} Zonlicht ondersteunt alle vormen van leven op aarde via fotosynthese en vormt tevens de drijvende kracht achter alle klimaat en weersomstandigheden. Tijdens het Maunder minimum verdween de magnetische cyclus van de zon tussen 1644 en 1692 (46 jaar = 2x een magnetische cyclus) grotendeels – zie de volledige LISIRD TSI grafiek die is weergegeven in figuur 7; voor de magnetische zonnecycli die beginnen (en eindigen) bij de TSI minima staat het aantal jaren vermeldt waarbij de waarde hoger is dan 1361,2 W/m2.

Figuur 7: Aantal jaren per magnetische cyclus waarbij de totale zonnestraling (TSI) een waarde heeft van tenminste 1361,2 W/m2.

Figuur 7: Aantal jaren per magnetische cyclus waarbij de totale zonnestraling (TSI) een waarde heeft van tenminste 1361,2 W/m2. Het huidige decennium toont voor het eerst een periode van 10 jaar op rij met een TSI waarde hoger dan 1361,2 W/m2.

{V-2} Tijdens het Maunder minimum van de zon werd het dieptepunt bereikt van de zogenaamde ‘Kleine IJstijd’; deze periode vormt tevens het dieptepunt van de gemiddelde temperatuur op aarde sinds het begin van het huidige Holoceen, dat 10.700 jaar geleden is begonnen na de laatste (grote) IJstijd. Dit dieptepunt in de ontwikkeling van de temperatuur wordt o.a. bevestigd door de HadCET temperatuur grafiek voor Centraal Engeland – dit betreft wereldwijd de langst lopende lokale temperatuurreeks op basis van instrumentele metingen. Uit figuur 8 blijkt dat het meerjarige gemiddelde van de HadCET rond het jaar 1692 een dieptepunt bereikte. Overigens, figuur 8 betreft een illustratie uit het artikel uit augustus 2019 waarin al is gewezen op de parallel tussen de temperatuurontwikkeling en de toegenomen activiteit van de zon. Een interessant aspect in figuur 8 betreft de oscillerende beweging die in de temperatuur grafiek en ook bij zowel de zonnevlekken als de zonnestraling wordt aangetroffen; uit alle drie de perspectieven blijkt dat de grootste fluctuaties reeds in de 18de eeuw zijn ontstaan. Helaas is een vergelijking met de mondiale temperatuurreeksen niet mogelijk omdat de langst lopende mondiale temperatuur series – dit betreft de HadCRUT4 – pas begint vanaf het jaar 1850.

Figuur 8: De temperatuurontwikkeling in Centraal Engeland (1659-2019) toont een duidelijke parallel met zowel de zonnevlekken [fig.1] als de TSI [fig.8] over een periode van 300 jaar; in alle drie de perspectieven worden de grootste fluctuaties in de 18de eeuw aangetroffen.

Figuur 8: De temperatuurontwikkeling in Centraal Engeland (1659-2019) toont een duidelijke parallel met zowel de zonnevlekken [fig.1] als de TSI [fig.8] over een periode van 300 jaar; in alle drie de perspectieven worden de grootste fluctuaties in de 18de eeuw aangetroffen.

{V-3} Uit de temperatuur grafiek voor Centraal Engeland blijkt dat bij ‘onze buren’ tussen de 1690s en het begin van de 21ste eeuw een temperatuurstijging van ongeveer +2,3 °C heeft plaatsgevonden. Parallel aan deze ontwikkeling is in de voorgaande paragrafen vastgesteld dat bij activiteit van de de zon afgelopen decennia diverse recordniveaus zijn bereikt, zowel cumulatief als op basis van individuele jaren. Zowel bij de TSI als de BSI worden deze records ook in het huidige decennium aangetroffen. In de discussie (paragraaf IX) wordt o.a. beschreven dat de LISIRD consistent is met de data van Wang et al. (2005), welke ook in bovenstaande TSI reconstructie (Fig.8) staat vermeld.

{V-4} Binnen het wetenschappelijke denkkader is een versterkingsmechanisme nodig om de opwarming van de aarde getalsmatig in termen van de stralingsforcering te kunnen verklaren op basis van de relatief kleine fluctuaties in de activiteit van de zon. Hierbij wordt het principe gebruikt dat fluctuaties in de orde van groote van ongeveer 0,1% van de TSI overeenkomen met een temperatuur fluctuatie van bijna 0,2°C (0,18°C) binnen de 11-jarige zonnecyclus – met de kanttekening dat dit effect aan het begin van de 21ste eeuw meestal nog te laag werd ingeschat met een waarde in de orde van slechts 0,1°C9.

Echter, veelal zijn dit soort van inschattingen gebaseerd op analyses waarbij de data betrekking heeft op slechts enkele decennia. Desondanks wordt door sommige klimaatmodellen nog steeds gesuggereerd dat de temperatuurimpact van de zonnecyclus slechts enkele honderdsten van een graad Celsius is; voorbeelden hiervan zijn het klimaatmodel van CarbonBrief (2017) en het klimaatmodel van Haustein et al. (2019); in beide modellen wordt overigens geen rekenning gehouden met de magnetische cyclus van de zon, noch wordt rekening gehouden met het bestaan van een versterkende factor m.b.t. de impact van de output van de zon. In het model van Carbonbrief wordt gesuggereerd dat de zon afgelopen 5 decennia zelfs “most likely” voor afkoeling zou hebben gezorgd, op basis van de veronderstelling dat de omvang van de TSI een direct evenredig effect heeft op de temperatuur. Op basis van de analyse in paragraaf II kan worden gesteld dat een dergelijke veronderstelling op een fundamentele misvatting berust over de impact van de zon; overigens, ook in een artikel van CarbonBrief waarin de rol van de zon wordt gebagatelliseerd wordt bijvoorbeeld op geen enkele manier gerefereerd naar het belangrijkste aspect in het complex van zonnecycli: de betreffende onderzoekers wekken de indruk niet op de hoogte te zijn van de bepalende invloed van de magnetische cyclus van de zon.

{V-5} De relatie tussen de zonne(vlekken)cyclus en de temperatuur laat zich geenszins eenvoudig beschrijven; echter, het volgende is cruciaal:

{V-6} Het magnetische veld van de zon ontstaat uit de zogenaamde ‘zonnedynamo’ – welke bestaat uit een poloïdale component (deze wordt gevormd door de magnetische noordpool en zuidpool) en een toroïdale component (deze wordt gevormd door interne magnetische veld dat zich ontwikkeld rondom de evenaar). Beide componenten van de ‘zonnedynamo’ lopen uit fase t.o.v. elkaar, waarbij enkel de toroïdale component synchroon loopt met de zonne(vlekken)cyclus.

Op basis van figuur 1 is vastgesteld dat tussen de zonnecyclus (lees: de toroïdale component) en de temperatuur slechts een zwakke correlatie wordt aangetroffen; tussen de TSI en de ENSO cyclus wordt zelfs een kleine negatieve correlatie (niet-significant) aangetroffen. Echter, in figuur 9 wordt aangetoond dat de poloïdale component op basis van jaren met een neutrale waarde wel een bijzonder sterk verband toont met de ENSO cyclus. Dit is van belang omdat van de ENSO cyclus bekend is dat deze verantwoordelijk is voor de grootste temperatuurfluctuaties tussen opeenvolgende jaren.

Figuur 9: HadCRUT4 temperatuur + ENSO waarden in jaren waarin de magnetische noordpool van de zon van polariteit veranderd.

Figuur 9: HadCRUT4 temperatuur + ENSO waarden in jaren waarin de magnetische noordpool van de zon van polariteit veranderd 10,11,12. LET OP: Conform de analyse die in augustus 2019 is gepresenteerd is hierbij voor ieder jaar gebruik gemaakt van ENS ONI data op basis van de periode juli t/m juni, op basis van de veronderstelling dat de impact van de ENSO cyclus zich met enkele maanden vertraging wereldwijd manifesteert. In de aanvullende illustratie is tevens een vergelijking gemaakt met de ENS ONI waarden zonder deze vertraging; het effect is dan nog steeds duidelijk zichtbaar doch de impact is dan minder sterk.

{V-7} In figuur 9 wordt beschreven dat in jaren waarbij het magnetische veld van de noordpool van de zon begint met omslaan, bij de ENSO cyclus altijd een negatieve waarde wordt aangetroffen die meestal gepaard gaat met La Nino omstandigheden (dit vormt de tegenhanger van El Nino). Op basis van dit fenomeen kan o.a. het ontstaan van de 2 sterkste La Nina jaren worden verklaard, in respectievelijk het jaar 1917 en 1989. De Ensemble Oceanic Nino Index begin in het jaar 1866.

{V-8} Wat betreft het natuurkundige mechanisme sluit dit fenomeen naadloos aan op één van de twee belangrijkste opties voor het ontstaan van een versterkingsmechanisme 13. Want wanneer de poloïdale component van het magnetisch veld van de zon laag is dan ontstaat er niet alleen meer ruimte voor het ontstaan van zonnevlekken, er ontstaat in de omgeving van de zon dan ook meer ruimte voor de invloed van kosmische straling. Kosmische straling zorgt voor meer hoogenergetische deeltjes in de atmosfeer van de aarde, waaruit meer laaghangende wolkvorming ontstaat, welke op haar beurt zorgt voor meer afkoeling. 14

{V-9} Onderstaand citaat vormt een illustratie voor het feit dat de invloed van het magnetisch veld van de zon [magnetic flux leaving the sun] sinds het Maunder minimum fors is toegenomen met als bijkomend effect een halvering van de kosmische straling [GCR = galactic cosmic rays] die de aarde bereikt 15:

“Measurements show that between 1964 and the 1990s the total magnetic flux leaving the Sun (solar wind) increased by a factor of 1.4 with surrogate measurements indicating that it increased since the Little Ice Age by 350%, while the GCR flux decreased by about 50% to reach a low in the 1990s.”

{V-10} De beschreven dynamiek toont zicht op hoe de zon waarschijnlijk ook een rol heeft gespeeld bij het ontstaan van de ijstijden cyclus, welke slechts deels kan worden verklaard m.b.v. de Milankovic cycli. Dit sluit ook aan op aanwijzingen dat de zon ook betrokken is bij het ontstaan van het fenomeen van de Dansgaard-Oescher cyclus13, waarbij op basis van proxies is vastgesteld dat in het verre verleden ongeveer 25x binnen een periode van slechts enkele decennia (mogelijk slechts enkele jaren) temperatuurverschillen in de orde van 10°C bij Groenland zijn ontstaan die duidelijk aanzienlijk groter waren dan de verschillen die in de huidige periode bij de noordpool zijn geregistreerd. Hierbij moet wel de kanttekening worden gemaakt dat dit fenomeen zich meestal aandiende tijdens een ijstijd; dit fenomeen is vooral een illustratief voorbeeld waaruit blijkt dat in de regio van de noordpool in het verre verleden ook al relatief vaak een hoge natuurlijke variabiliteit is aangetroffen.

{V-11} Tenslotte beschrijft figuur 10 een 2de mechanisme dat een dieper inzicht geeft in hoe het verband tussen de diverse cycli van de zon en de periodes van afkoeling op aarde ontstaat. Uit figuur 10 blijkt dat periodes van afkoeling ontstaan rondom periodes waarbij zowel de TSI als het impuls-momentum van de zon (= Jose cyclus, meer informatie hierover wordt beschreven in het slot van de volgende paragraaf) zich in een minimum/bodem fase begeven.

Figuur 10: Het samenvallen van de bodemfase bij de zonnevlekkencyclus & een bodemfase in het impuls-momentum van de zon wordt enkel aangetroffen in periodes van afkoeling, dan wel in periodes waarbij opwarming ontbreekt.

Figuur 10: Het samenvallen van de bodemfase bij de zonnevlekkencyclus & een bodemfase in het impuls-momentum van de zon wordt enkel aangetroffen in periodes van afkoeling, dan wel in periodes waarbij opwarming ontbreekt.

{V-12} Tenslotte blijkt uit figuur 10 ook dat de periodes waarin de grootste overlap bij deze minima worden aangetroffen samenvallen met de kortste periodes (met een lengte van slechts 8 jaar) tussen de jaren waarin de magnetische noordpool van de zon begint met het proces van verandering van polariteit. In de bijlage geeft figuur B1 een meer gedetailleerde beschrijving van de fase verschillen tussen de diverse diverse cycli van de zon voor de periode sinds 1976.

 


VI – Zon is verantwoordelijk voor de 66-jarige cyclus + een deel van het opwaartse trendkanaal

{VI-1} In de analyse van augustus 2019 is de 66-jarige cyclus voor het eerst beschreven in combinatie met een inschatting voor de onderliggende snelheid waarmee de temperatuur afgelopen decennia is opgelopen (na correctie voor de impact van de opwaartse fase van de cyclus). Op basis van een cyclus amplitude van 0,12°C is hierbij een trendkanaal beschreven met een stijging van ongeveer +0,09°C per decennium. Indertijd is rekening gehouden met de mogelijkheid dat de zonnevlekkencyclus (in de vorm van de Suez/de Vries cyclus) hierbij een rol zou kunnen spelen, doch werd de inschatting gemaakt dat deze invloed gering zou kunnen zijn:

“Sinds de 2de helft van de jaren ’60 heeft een lichte toename van de ‘totale zonnestraling’ een kleine aandeel gehad bij de totstandkoming van het trendkanaal”.

In dit artikel is echter duidelijk geworden dat de zon in potentie volledig verantwoordelijk kan zijn voor zowel het fenomeen van de cyclus als het fenomeen van het onderliggende trendkanaal. Hieronder volgt een gedetailleerde beschrijving voor beide fenomenen.

• Amplitude 66-jarige cyclus blijkt aanzienlijk groter dan eerder ingeschat

{VI-2} Op basis van vergelijkbare omstandigheden bij de zon kan worden vastgesteld dat:

– bij de minimum jaren in de zonnecyclus (figuur 1) een amplitude van ongeveer 0,16°C wordt aangetroffen;
– bij de jaren met een laag poloïdaal magnetisme (figuur 9) een amplitude van ongeveer 0,195°C wordt aangetroffen.

{VI-3} Bij beide perspectieven wordt een amplitude aangetroffen die aanzienlijk hoger ligt dan in de augustus analyse (0,12°C) is aangetroffen, met een gemiddelde waarde van bijna 0,18°C. Vervolgens is daarom ook een aanvullende analyse gemaakt voor de TSI in figuur 1 op basis van de 3 laagste minimum jaren (gemiddelde amplitude: 0,223°C) en de 3 hoogste maximum jaren (gemiddelde amplitude: 0,139°C); bij maar liefst 3 van de 6 jaren wordt een amplitude aangetroffen die hoger is dan 0,20°C. Opmerkelijk genoeg levert ook deze meer uitgebreide analyse dus een nog iets hogere gemiddelde waarde op: 0,181°C. Hieruit kan worden afgeleid dat de amplitude bij de eerdere analyse waarschijnlijk fors is onderschat t.g.v. het gebruik van een conservatieve techniek waarbij ‘klimaatruis’ de uitkomst heeft onderdrukt. Deze uitkomst sluit overigens wel aan op een aspect dat in de discussie van de augustus publicatie is beschreven: op basis van Fourier analyse werd reeds een amplitude van 0,17°C beschreven16. Het is bovendien opmerkelijk om vast te stellen dat een gestructureerde analyse op basis van vergelijkbare omstandigheden bij de zon opnieuw een frappant verschil heeft opgeleverd tussen de minimum jaren en de maximum jaren, waarbij de minimum jaren een gemiddelde amplitude toont die maar liefst ruim 60% groter is dan bij de maximum jaren het geval is.

{VI-4} Tenslotte kan hierbij ook nog worden vermeld dat op basis van de PAGES 2k proxies (2013)17 op basis van de gemiddelde waarden tijdens een magnetische cyclus een amplitude van 0,079°C wordt aangetroffen (zie figuur 11). In dit laatste geval wordt waarschijnlijk een flink deel van de amplitude door ‘klimaatruis’ gemaskeerd.

• Zon is verantwoordelijk voor flink deel van opwaartse trendkanaal (PAGES 2k proxies > HadCRUT4)

{VI-5} In de voorgaande paragrafen is duidelijk geworden dat de activiteit van de zon sinds het Maunder minimum afgelopen 300 jaar met horten en stoten een duidelijke toename toont. In figuur 9 is beschreven dat bij de HadCRUT4 op basis van jaren met lage magnetische activiteit (dit betreft de jaren waarin de magnetische noordpool begint met verandering van polariteit) in de periode 1872-1939 een temperatuur toename van gemiddeld +0,016°C per decennium wordt waargenomen.

{VI-6} Tevens wordt in figuur 9 beschreven dat bij de PAGES 2k proxies (2013)17 tussen de koelste 11-jarige periode aan het begin van de 19de eeuw (1812-1822 tijdens het Dalton minimum) en de koelste 11-jarige periode aan het begin van de 20ste eeuw (1903-1913 tijdens het Moderne minimum) een gemiddelde temperatuurstijging van +0,023°C wordt aangetroffen. Voor de periode 1812-1939 (een periode van 127 jaar) resulteert dit in een totaalbeeld waarbij de zon verantwoordelijk kan worden gehouden voor een temperatuurstijging van gemiddeld tenminste ongeveer +0,020°C per decennium. Zowel de data als de dynamiek die wordt beschreven in figuur 1 t/m 6 biedt geen reden om te veronderstellen dat deze trend in de periode 1939-2019 is afgenomen. Dit suggereert dat m.b.t. de analyse van augustus 2019 binnen het trendkanaal van +0,09°C per decennium op basis van de PAGES 2k proxies tenminste ongeveer +0,02°C per decennium kan worden toegeschreven aan de lange termijn trend t.g.v. de toegenomen activiteit van de zon. Mogelijk zelfs nog iets meer, want in figuur 11 wordt bij de PAGES 2k proxies voor de periode 1810-1902 zelfs een trend aangetroffen van +0,0316°C per decennium en bovendien is voor de periode 1810-1996 de gemiddelde trend slechts iets hoger: +0,03825°C per decennium.

Figuur 11: PAGES 2k proxies (2013) toont een temperatuur trend van +0,0316°C voor de periode 1810-1902.

Figuur 11: TSI, BSI, HadCRUT4, PAGES 2k & CO2 waarden per magnetische cyclus op basis van periodes die beginnen en eindigen bij TSI minima; de waarden zijn weergegeven bij het tussenliggende minimum. Een volledig magnetische cyclus omvat hierbij in totaal 3 TSI minima. PAGES 2k proxies (2013)17 tonen een temperatuur trend van +0,0316°C per decennium voor de periode 1810-1902 (gebaseerd op ruwe temperatuur waarden van het gewogen gemiddelde voor 7 continenten, inclusief de noordpool; alleen Afrika ontbreekt).

{VI-7} Uit figuur 11 blijkt dat de activiteit van de zon en de combinatie van de HadCRUT4 & de PAGES 2k proxies een totaalbeeld oplevert waarbij enkel in de periode 1835-1875 sprake is van een inconsistentie. Echter, tussen de HadCRUT4 en de PAGES 2k proxies wordt ook een inconsistent beeld aangetroffen tijdens de decennia die voorafgaan aan punt D bij het jaar 1890. M.a.w. de inconsistenties openbaren zich vooral bij de periode voorafgaand aan de 20ste eeuw. Desalniettemin wordt zowel bij de zon als de PAGES 2k proxies in de 19de eeuw netto weinig verandering aangetroffen. Kortom, netto blijkt de periode met de grootste inconsistenties weinig impact te hebben gehad. Desondanks is de correlatie tussen de zon en de PAGES 2k proxies wel negatief; het toepassen van de eerder gebruikte fase-correctie doet de negatieve correlatie ook niet verdwijnen.

Wanneer wordt uitgegaan van het principe dat de zon ook een indirect cumulatief effect heeft (in het oceaan systeem wordt tijdens warme periodes immers een flink deel van de opgevangen straling langdurig opgeslagen), kan een verklaring worden gevonden hiervoor in het feit dat de multi-decennia periode met het inconsistente beeld word voorafgegaan door het Dalton minimum. Tijdens het Dalton minimum is de zon op een laag niveau actief geweest waardoor het oceaan systeem waarschijnlijk relatief veel van de opgeslagen zonne energie is kwijt geraakt. Mogelijk dat hierbij dusdanig veel warmte verloren is gegaan dat in de eerste decennia na het Dalton minimum (tussen punt B en D) eerst vooral zonnestraling is opgeslagen en relatief weinig warmte aan de atmosfeer is afgegeven. Het evenwicht in het oceaan systeem heeft zich dan vervolgens pas enkele decennia later volledig hersteld, waarna vanaf punt D weer een duidelijk verband zichtbaar is geworden tussen de activiteit van de zon en de ontwikkeling van de temperatuur. Dit verband is in aanloop naar het Dalton minimum (tussen punt A en B) wel duidelijk zichtbaar. Dit scenario biedt in potentie tevens een verklaring voor het ontstaan van het fase verschil dat in paragraaf III is beschreven. Tijdens inactieve periodes van de zon gaat het oceaan systeem vertraagd reageren op de zon, terwijl tijdens actieve periodes het omgekeerde beeld kan ontstaan – wellicht dat de vele cycli in het oceaan systeem hierbij een rol spelen (de diepzee van de Grote Oceaan kent een omlooptijd van meer dan 1000 jaar dus dit soort van processen laten zich niet gemakkelijk beschrijven).

{VI-8} In deze paragraaf is duidelijk geworden dat op basis van jaren met vergelijkbare omstandigheden bij de zon een aanzienlijk hogere amplitude voor de 66-jarige cyclus wordt aangetroffen. Ook is duidelijk geworden dat de toegenomen activiteit van de zon sinds het einde van de 18de eeuw tenminste een aanzienlijk deel van de opwarming verklaard. Eerder is in paragraaf III en IV duidelijk geworden dat de BSI zowel bij de minimum jaren, bij alle jaren tezamen en ook bij de gemiddelde waarden op basis van een magnetische cyclus, hogere correlaties oplevert met de temperatuur dan bij de TSI het geval. In combinatie met het TSI minimum recordniveau van 2017 en het record betreffende de aaneengeschakelde 10-jarige periode met een waarde van 1361,2 W/m2, plus het BSI recordjaar 2015 en het bijbehorende 2010s decennium record niveau, kan worden afgeleid dat de activiteit van de zon een duidelijk patroon toont waaruit blijkt dat de temperatuurstijging sinds 1976 grotendeels kan worden toegeschreven aan natuurlijke variabiliteit t.g.v. de zon.


{VI-9} Ter afsluiting van deze paragraaf volgt een beschrijving waaruit blijkt dat bij de TSI zowel in het patroon van de minimum jaren als ook bij de maximum jaren respectievelijk een 66-jarige cyclus en een cyclus met een dubbele lengte van 132 jaar wordt aangetroffen – zie figuur 12.

{VI-10} Figuur 12 toont ook dat bij de TSI het huidige decennium (2010s) een duidelijke record oplevert met maar liefst 10 jaar op rij waarden boven de 1361,2 W/m2. In de periode 1998-2004 ligt de activiteit van de zon ook op een relatief hoog niveau: dit betreft een periode van 7 jaar op rij met TSI waarden die ook boven het genoemde niveau liggen. Dit betekent m.b.t. de 22-jarige magnetische cyclus van de zon in de periode 1998-2019 maar liefst 17 jaar waarden worden aangetroffen waarbij de TSI hoger is dan 1361,2 W/m2. In de hieraan voorafgaande periode van 22 jaar (1976-1997) is dit van toepassing is op slechts 12 jaar – wat voor de periode t/m 1997 wel een record opleverde voor de 20ste eeuw. De periode 1978-1999 levert voor de 20ste eeuw een 22-jarige record periode met 14 van dergelijke jaren, maar in de 21ste eeuw staat de teller t/m 2018 inmiddels ook al op 14 jaren en op basis van de voorlopige gegevens voor 2019 lijkt dit record m.b.t. de 20ste eeuw mogelijk dit jaar al te worden overtroffen. In de periode vanaf 1610 wordt in totaal slechts 3x een periode van langer dan 7 jaar op rij met TSI waarden hoger dan 1361,2 W/m2 wordt aangetroffen, namelijk respectievelijk: 1786-1793 (8 jaar), 1845-1853 (9 jaar) en 2010-2019 (10 jaar).

Figuur 12: Binnen de cyclus van de totale zonnestraling tonen het bodempatroon en het piekenpatroon ieder een eigen dynamiek.

Figuur 12: Binnen de cyclus van de totale zonnestraling tonen het bodempatroon en het piekenpatroon ieder een eigen dynamiek. Het bodempatroon toont een multi-decennia cyclus met een lengte van 66 jaar, waarbij na iedere 3 zonnecycli meestal een faseverandering volgt. Het piekenpatroon toont 3 periodes met een dubbele lengte van 132 jaar (= 2x 66 jaar), waarbij in iedere periode een andere combinatie wordt aangetroffen met variaties die betrekking hebben op 2 opeenvolgende magnetische cycli (wat overeenkomt met periodes van ongeveer ~44 jaar):

• 1610-1745 toont 3x twee opeenvolgende combinaties van een ‘neerwaarts gerichte trend’;
• 1745-1879 toont 3x twee combinaties van ‘neerwaarts gerichte trend’ gevolgd door een ‘opwaarts gerichte trend’;
• 1879-2008 toont 3x twee opeenvolgende combinaties van een ‘opwaartse gerichte trend’.

{VI-11} Illustratief voor de complexiteit van de variaties in de cycli van de zon is de technische beschrijving die hieronder volgt. Deze is relevant voor het feit dat de zon sinds het Maunder minimum inmiddels ruim 300 jaar geleidelijk meer actief is geworden (waarbij in 2017 waarschijnlijk een record niveau is bereikt m.b.t. de minimum fase in de cyclus van de TSI):

De minima in figuur 12 tonen een aaneenschakeling van opgaande- en neerwaartse trends die telkens in totaal ongeveer 66 jaar in beslag nemen; dit patroon loopt 1 zonnevlekkencyclus uit fase t.o.v het patroon van de maxima dat betrekking heeft op een lengte van 132 jaar. De onregelmatigheid die bij de minima zichtbaar is bij het jaar 1890 (zie de verandering van kleur), valt samen met het begin van een nieuwe Jose cyclus18. De Jose cyclus heeft een lengte heeft van 179 jaar; een nieuwe cyclus dient zich altijd aan met een afwijking in het patroon dat zich manifesteert in de vorm van een relatief lange cyclus binnen het perspectief van het impuls-momentum van de zon rond het barycentrum.


M.b.t. het jaar 1890 kan ook nog worden opgemerkt dat dit wordt voorafgegaan door een combinatie van 2 opeenvolgende ‘negatieve/brede cycli’ waarbij de 22-jarige magnetische cyclus [= Hale cyclus] niet wordt afgemaakt. Dit heeft betrekking op een onregelmatigheid die gerelateerd is aan de vorm (‘spits’ of ‘breed’) van de betreffende zonnevlekkencyclus [= Schwabe cyclus]. Dit fenomeen kan overigens enkel op het niveau van de zonnevlekkencyclus worden waargenomen (zie figuur 3); dit fenomeen kan dus niet op het niveau van de TSI worden waargenomen. Normaal gesproken wisselen positieve/spitse cycli en negatieve/brede cycli elkaar af; dit heeft betrekking op de zogenaamde Gnevyshev-Ohl ‘even-oneven’ regel. In het verre verleden waren er vermoedens dat dit fenomeen zich mogelijk zou kunnen voordoen binnen de Gleissberg cyclus na zowel iedere lange fase van ~100 jaar als ook na de hieropvolgende korte fase van ~80 jaar. Overigens, de combinatie van de lange en korte fase van de Gleissberg cyclus resulteert in de Jose cyclus van ~179 jaar19. Een combinatie van twee Jose cycli komt overeen met bijna 33 zonnevlekkencycli; deze lengte komt tevens overeen met de 350-400 jarige cyclus die wordt beschreven in het werk van Zharkova – welke is gevonden op basis een principale componenten analyse van de 11-jarige zonnevlekkencyclus in relatie tot de 22-jarige magnetische cyclus op basis van zowel de poloïdale- als de toroïdale component20:

“These grand cycle variations are probed by alpha – omega dynamo model with meridional circulation. Dynamo waves are found generated with close frequencies whose interaction leads to beating effects responsible for the grand cycles (350-400 years) superimposed on a standard 22 year cycle.”

 


VII – De ‘zonnegevoeligheid’ is hoog & de ‘klimaatgevoeligheid’ is laag

{VII-1} Een cruciaal punt dat illustratief is voor de rol van de zon betreft het volgende: op basis van figuur 11 (vorige paragraaf) kan worden vastgesteld dat de zon bij zowel de TSI als de BSI tussen de 1940s en 1970s een kleinere daling toont dan de stijging tussen de 1910s en 1940s. In de analyses van juni 2019 en augustus 2019 is ook vastgesteld dat de multi-decennium cyclus bij de temperatuur zich openbaart in combinatie met een stijgende helling. Hieruit blijkt dat het opwaartse trendkanaal een cruciale rol in de dynamiek van zowel de zon als de temperatuur.

Bij de PAGES 2k proxies is al vanaf het einde van de 17de eeuw een soortgelijke stijgende helling zichtbaar. Dit impliceert dat de temperatuurdaling t.g.v. een lagere activiteit van de zon tussen 1940s en 1970s geenszins hoeft te zijn beïnvloed door broeikasgassen, zoals in de lezing op de website van het KNMI wel wordt verondersteld. Immers, zowel in het perspectief van de zon en de temperatuur blijkt dat de beperkte daling tussen de 1940s en 1970s samenhangt met de stijgende trend. Dit inzicht vormt een cruciaal element waaruit kan worden afgeleid dat de impact van de multi-decennia cyclus geenszins kan worden gesimuleerd m.b.v. een eenvoudig sinusvormig model zonder ook rekening te houden met de opwaartse trend in de activiteit van de zon die primair vanaf het Maunder minimum is ontstaan.

{VII-2} Figuur 13 maakt duidelijk dat het verloop van de BSI zowel met- als zonder fase-correctie grotendeels past binnen het patroon van jaarlijkse fluctuaties in de HadCRUT4 temperatuur serie. Na de fase-correctie blijkt de BSI voor de periode vanaf de 1880s t/m de 2010s ogenschijnlijk geheel binnen het patroon van de HadCRUT4 te passen. Bij de BSI variant zonder fase-correctie valt op dat deze zich in de periode vanaf eind jaren ’70 aanvankelijk duidelijk onder de HadCRUT4 data begeeft, echter rond de begin 2010s blijkt het verschil kleiner te zijn geworden. M.a.w. ook de opwaartse trend in de BSI zonder fase-correctie toont ogenschijnlijk geen duidelijk verschil t.o.v. de opwaartse trends in het verloop van de temperatuur. Een nadere analyse wijst uit dat in figuur 13 de BSI vanaf 1975 m.u.v. slechts één periode voortdurend harder oploopt dan de temperatuur.

Figuur 13: Klimaatsensitiviteit is laag op basis van de achtergrond zonnestraling (= totale zonnestraling minus de impact van de zonnevlekkencyclus).

Figuur 13: Klimaatgevoeligheid is laag op basis van de achtergrond zonnestraling (= totale zonnestraling minus de impact van de zonnevlekkencyclus).

Bij de BSI toont figuur 13 een beeld waaruit duidelijk blijkt dat er sprake is van een langdurige parallel in de trend van de activiteit van de zon en de temperatuur.

{VII-3} In figuur 14 zijn de BSI, HadCRUT4 en CO2 over elkaar geschoven; de onderlinge correlaties in de tabel tonen enkel hoge correlaties, wat een indicatie vormt dat de rol van de zon bij zowel de temperatuurstijging als de stijging van de CO2 geenszins mag worden onderschat. In figuur 14 is een kleine aanpassing verwerkt t.o.v. figuur 13 m.b.t. de laatste 2 punten van de BSI-curve. Op basis van de stijgende trend bij de minima is hierbij veronderstelt dat de gemiddelde BSI-waarde voor de periode 2008-2017 mogelijk ook tijdens de 2020s kan worden geëvenaard. Daarom is in figuur 14 de fasecorrectie m.b.t. de periode 2008-2017 aan het jaar 2008 gekoppeld – op basis van de veronderstelling dat de gemiddelde waarde over de magnetische cyclus over de periode 2008-2028 na een fase correctie van 1/2 magnetische cyclus ook aan het jaar 2008 zal worden gekoppeld. Vervolgens is de gemiddelde BSI- waarde voor de periode 2015-2019 aan het jaar 2012 gekoppeld; aan het einde van deze paragraaf zal na de analyse van figuur 16 blijken dat deze aanpassing weinig impact heeft gehad op het eindresultaat van de analyse.

{VII-4} Overigens, in de analyse van augustus 2019 (paragraaf IV) werd al vastgesteld dat de temperatuurstijging sinds 1850 op zichzelf al goed is voor ongeveer 15% van de totale stijging van de CO2. Hieruit kan nu worden opgemaakt dat de impact van de zon op zowel de temperatuur als de CO2 niet mag worden onderschat.

{VII-5} Figuur 14 geeft aanleiding voor de vraag of de zon verantwoordelijk kan zijn geweest voor een nog grotere rol bij de stijging van de CO2 dan 15%. Dit artikel is begonnen met de vaststelling dat in de brochure van de KNAW (2011) wordt beschreven dat de impact van veranderingen in de activiteit van de zon bij klimaatverandering niet goed wordt begrepen. Dit onderzoek maakt duidelijk dat de zon sinds het einde van de 19de eeuw in grote lijnen hetzelfde verloop toont als de temperatuur; mocht de hoge correlatie tussen de zon en CO2 grotendeels berusten op een spurieuze correlatie dan is dit waarschijnlijk ook van toepassing op het verband tussen de temperatuur en CO2 – immers, slechts 15% van de CO2 stijging kan worden verklaard door de stijging van de temperatuur. Bovendien blijkt dat in het perspectief van de natuurlijke cycli CO2 altijd de temperatuur volgt; voor een eventueel omgekeerd verband is geen empirisch bewijs beschikbaar.

Figuur 14: Achtergrond zonnestraling (met fase-correctie), temperatuur en CO2 tonen op basis van de gemiddelde waarde tijdens een magnetische cyclus een vergelijkbaar sterke stijging voor de afgelopen decennia.

Figuur 14: Achtergrond zonnestraling (met fase-correctie), temperatuur en CO2 tonen op basis van de gemiddelde waarde tijdens een magnetische cyclus een vergelijkbaar sterke stijging voor de afgelopen decennia.

{VII-6} Uit figuur 14 blijkt dat na 2 correcties (gericht op enerzijds het fase verschil en anderzijds de verstorende invloed van de zonnevlekkencyclus) een zeer sterk verband wordt aangetroffen tussen de activiteit van de zon en de temperatuur. Voor de periode die betrekking heeft op de jaren 1890-2017 loopt de correlatie tussen de zon en de temperatuur op tot vlak boven de +0,97 (de correlatie tussen CO2 en de temperatuur is voor deze periode een fractie hoger). Het feit dat CO2 een wat lagere correlatie toont met de zon kan waarschijnlijk worden verklaard op basis van de impact van de uitstoot van broeikasgassen t.g.v. menselijke activiteiten; doordat mogelijk ongeveer slechts 15% van de CO2 stijging door de zon kan worden verklaard wordt de correlatie tussen beide factoren gedrukt door het ontbreken van een duidelijke ‘multi-decennia oscillatie’ in de CO2 curve.

{VII-7} Bij de TSI wordt een zeer hoge correlatie met de temperatuur aangetroffen, waarbij een combinatie van een drietal factoren een rol speelt: (1) het vergelijkbare oscillerende verloop van zowel de temperatuur als de activiteit van de zon, (2) de opwaartse helling, (3) het patroon van een verlengde opwaartse fase. Gecombineerd met de hoge correlatie vormen deze 3 factoren een solide basis om te concluderen dat de temperatuurstijging van de afgelopen decennia grotendeels kan worden schrijven aan de toegenomen activiteit van de zon.
De records bij zowel de TSI als de BSI, in combinatie met de helling records sinds 1850 bij zowel de minima van de zonnecyclus als de temperatuur (zie figuur 12), bieden aanvullende steun voor de conclusie dat de rol van de toegenomen activiteit van de zon bij stijging van zowel de temperatuur als de CO2 niet mag worden onderschat.
In het perspectief van de minimum jaren is bij figuur 2 de inschatting is gemaakt dat het percentage van de opwarming dat door de zon wordt verklaard kan variéren van ruim 75% tot 95%. Op basis van figuur 14 kan de bovengrens zelfs naar 100% worden getild. Enkel de periode voorafgaand aan het begin van de 20ste eeuw toont een verloop dat zich niet direct laat verklaren – ofschoon in de vorige paragraaf is beschreven hoe de invloed van het Dalton minimum hierbij een bepalende rol kan hebben gespeeld d.m.v. een proces van passieve cumulatie van zonne energie in het oceaan systeem na afloop van enkele decennia met een relatief lage output door de zon.

{VII-8} De impact van een verdubbeling van CO2 wordt beschreven met de term ‘klimaatgevoeligheid’. In de vorige paragrafen is duidelijk geworden vooral bij de periode 1890-2017 zeer hoge correlaties tussen de zon en temperatuur worden aangetroffen. Aangezien het ondenkbaar is dat de temperatuurwisselingen op aarde de oorzaak vormen van de wisselingen in de activiteit van de zon, ligt het voor de hand dat de zon in hoge mate verantwoordelijk moet zijn voor de opwarming afgelopen 130 jaar. De consequentie hiervan is dat de ‘klimaatgevoeligheid’ (lees: de gevoeligheid van de temperatuurontwikkeling op aarde voor een verdubbeling van CO2) waarschijnlijk laag is; immers, de temperatuurstijging kan in potentie volledig aan de zon worden toegeschreven op basis van de combinatie van factoren die zowel bij de zon als de temperatuur wordt aangetroffen: een zeer hoge correlatie, een opwaartse trend, een overeenkomstig oscillerende patroon & diverse records.

{VII-9} In de wetenschappelijke literatuur wordt beschreven dat het temperatuurverschil tussen een passieve zon en een actieve zon in de orde van grootte ligt van 1°C op basis van boringen in de aardkorst of de ijskappen21.
Sinds de jaren ’90 is ook bekend dat de lengte van de ~11 jarige zonnecyclus (welke in lengte kan variëren van 8 tot 15 jaar) vrij nauwkeurig overeenkomt met de temperatuurontwikkeling van de noordelijke hemisfeer. Overigens, in een studie uit 199122 werd al gebruik gemaakt van de gemiddelde waarden tussen zowel 2 maxima en 2 minima; bovendien wordt hierbij ook aangetoond dat op basis van de gemiddelde waarden over 22-jaar een sterk verband zichtbaar wordt tussen de lengte van de zonnecyclus en de hoeveelheid zeeijs rond IJsland. Op basis van de studie uit 1991 kan de opmerkelijk sterke correlatie tussen de BSI en de temperatuur als volgt beter worden begrepen. De BSI vormt een afgeleide van enerzijds de TSI en anderzijds de factor die de basis vormt bij de 1991 studie, namelijk: de zonnevlekkencyclus. Ook is vastgesteld dat combinaties van TSI proxies een significante correlatie met de temperatuur kunnen opleveren 23, doch de omvang van de correlaties blijft hierbij op basis van individuele jaren ver onder de omvang en het significantie niveau dat in dit onderzoek is beschreven. In de discussie wordt dieper ingegaan op deze materie m.b.v. een formule waaruit blijkt dat de TSI kan worden begrepen als een factor die bestaat uit in totaal 3 verschillende componenten.

{VII-10} In figuur 15 is enkel de BSI aangepast t.o.v. figuur 14; de BSI is hierbij 18% groter gemaakt (zonder vervorming van de onderlinge verhoudingen tussen de waarden) en is vervolgens gepositioneerd t.o.v de temperatuur grafiek met de intentie om zoveel mogelijk snijpunten tussen beide grafieken te laten ontstaan.

Figuur 15: BSI & temperatuur tonen 8 snijpunten + BSI toont een snellere toename in de grafiek tussen de jaren 1975 en 1997.

Figuur 15: BSI & temperatuur tonen 8 snijpunten + BSI toont een snellere toename in de grafiek tussen de jaren 1975 en 1997.

{VII-11} Figuur 15 toont in meerdere opzichten een opmerkelijk beeld: de impact van het inconsistente patroon dat in de vorige paragraaf is beschreven voor de periode voorafgaand aan het jaar 1900 blijkt wat kleiner te zijn dan eerder gedacht. Want figuur 15 toont immers een beeld waarbij de BSI en de temperatuur elkaar regelmatig snijden over vrijwel de gehele periode; dit gebeurd maar liefst 8x over een periode waarin zich 7 magnetische zonnecycli hebben voltrokken. Op basis van de zeer hoge correlatie in combinatie met de hoge mate van overlap, kan op basis van de schalen van de grafieken hierbij een inschatting worden gemaakt hoe de veranderingen in de activiteit van de zon zich verhouden tot het bijbehorende temperatuurverschil. Een verandering van 0,1 W/m2 komt hierbij overeen met een temperatuurverschil van 0,21°C; deze waarde wijkt slechts in beperkte mate af van de waarde van 0,18°C per 0,1% verandering in de TSI die hiervoor wordt genoemd op Wikipedia op basis van Camp & Tung, 2007 (in de studie zelf wordt ook gesproken in termen van bijna 0,2°C). Dit betekent dat de orde van grootte van de schalen in grafiek 14 in iedere geval in orde is.

{VII-12} Het totaalbeeld in figuur 15 mag ‘bijzonder’ worden genoemd omdat het laat zien dat de variabiliteit van de zon ogenschijnlijk duidelijk groter lijkt te zijn dan de temperatuurfluctuaties op aarde; overigens, dit beeld wordt voor de individuele jaren ook duidelijk bevestigd in figuur 5 (paragraaf IV). Hierbij kan worden gesteld dat de beide curves elkaar meestal snijden na het volbrengen van één volledige magnetische zonnecyclus. Echter, het doorkruisen na 1 magnetische cyclus herhaalt zich slechts 2x op rij; daarna volgt eerst een vroeg snijpunt (na een duur van ~1/4 van een magnetische cyclus) gevolgd door een snijpunt dat ~1,75 van een magnetische cyclus op zich laat wachten. Daarna ontstaat een herhaling van het patroon. Hieruit blijkt dat de zeer hoge correlatie voor de periode 1856-2017 [r = +0,967; p=0,000] tussen de ‘achtergrond zonnestraling’ en de temperatuur op aarde een complexe, doch zeer hoge samenhang toont met de activiteit van de zon.

{VII-13} Tenslotte wordt in figuur 16 het resultaat getoond op basis van het gemiddelde tussen de BSI waarden met- en zonder fase-correctie. Dit impliceert een fase-correctie met de impact van slechts 1/4 van een magnetische cyclus, echter deze is wel 1/2 magnetische cyclus teruggeplaatst in de tijd om een consistente vergelijking met de eerder getoonde correlaties mogelijk te maken. De BSI-grafiek is hierbij met bijna dezelfde waarde omhoog geplaatst die bij figuur 15 is gebruikt, om opnieuw zoveel mogelijk snijpunten tussen de beide grafieken te laten ontstaan.

Figuur 16: Correlatie tussen zon & temperatuur = +0,98 [p=0,000] voor de periode 1867-2017; op basis van gemiddelde waarden tijdens een magnetische zonnecyclus die begint en eindigd bij een zonneminiumjaar - waarbij de BSI is gebaseerd op de gemiddelde waarde van de situatie met- en zonder een fase-correctie.

Figuur 16: Correlatie tussen zon & temperatuur = +0,98 [p=0,000] voor de periode 1867-2017; op basis van gemiddelde waarden tijdens een magnetische zonnecyclus die begint en eindigt bij een zonneminimum jaar – waarbij de BSI is gebaseerd op de gemiddelde waarde van de situatie met- en zonder een fase-correctie. De laatste weergegeven waarden bij het jaar 1879 hebben betrekking op de magnetische zonnecyclus die begint bij het minimum 1867 en eindigt bij het minimum 1890.

{VII-14} In figuur 16 toont de BSI een nog grotere overeenkomst met de temperatuur en de correlatie tussen beide is opgelopen naar +0,98 [p=0,000]; deze correlatie is een fractie hoger dan de correlatie tussen CO2 en de temperatuur. Het aantal snijpunten tussen beide grafieken bedraagt 8 (net als in figuur 15). Vooral de periode tussen 1986 en 2012 toont een opvallend lange periode waarbij de grafieken in hoge mate overlap tonen. Een nadere analyse wijst uit dat de BSI t.o.v. een meerderheid van de punten een hogere toename toont dan bij de temperatuur het geval is. Ook hier blijkt dat de dynamiek binnen de grafiek van de BSI naar verhouding duidelijk groter is dan bij de temperatuur, wat o.a. gepaard gaat met relatief steile hellingen. Een ander opvallend aspect vormt het feit dat het momentum in aanloop naar het laatste punt bij het jaar 2012 bij de temperatuur zwakker is dan bij de BSI en de CO2.

{VII-15} Tenslotte is een 2de analyse uitgevoerd voor het gemiddelde met- en zonder fase-correctie op basis van de 2 laatste punten in de BSI-curves van figuur 13. In dat geval beland de correlatie tussen de BSI en de HadCRUT4 op een waarde van +0,974 en de correlatie tussen de BSI en de CO2 eindigt dan op een waarde van +0,913; beide waarden wijken in beperkte mate af van de correlaties die in figuur 16 worden weergegeven. Deze analyse wordt ook in de Excel data file beschreven.

{VII-16} Toevalligerwijs staat de ontwikkeling van de zon bij het laatste punt in figuur 16 pal tussen de temperatuur en de CO2. Hierbij kan worden opgemerkt dat de zeer hoge correlatie tussen de zon en CO2 ook een factor vormt die doet vermoeden dat de recente ‘records’ bij de activiteit van de zon ook bij de groei van CO2 een rol kunnen spelen.

{VII-17} Een belangrijk punt bij figuur 16 betreft de verhouding tussen de schalen, die suggereert dat een variatie van 0,1 W/m2 bij de achtergrond zonnestraling overeenkomt met een temperatuurverschil van ongeveer 0,21°C. Op Wikipedia wordt een waarde genoemd van +0,18°C (bijna 0,2°C) per 0,1% variatie bij de TSI, waarmee wordt uitgekomen op een waarde van ongeveer 0,13-0,15 °C; per 1 W/m2.

Overigens, voor het oceaan water beschrijft Shaviv een waarde van ongeveer 0,1°C per 1 W/m2. Uit data van de NASA blijkt dat de temperatuur toename van oceaanwater afgelopen 140 jaar 2 tot 3 keer langzamer omhoog is gegaan dan de temperatuur op land, terwijl bovendien door experts de toename van de warmteinhoud van het oceaan systeem als een meer betrouwbare indicator wordt herkend dan de temperatuurstijging van de atmosfeer.
Hieruit kan worden afgeleid dat m.b.t. de BSI een versterkende factor met een waarde van 14 tot 16 nodig is, wat overeenkomt met een waarde van 8,75 tot 10 m.b.t. de TSI (de onderlinge verhouding bedraagt respectievelijk 8:5; de variatie bij de TSI is immers groter qua omvang, dit verklaard waarom hiervoor een kleinere versterkende factor nodig is). In het werk van Shaviv een versterkende waarde van slechts 5 tot 7 beschreven voor de TSI24. Dit kan enerzijds betekenen dat de temperatuur impact van kleine variaties bij de zon ook in het werk van Shaviv wordt onderschat. Gezien de combinatie van de zeer hoge correlatie + het hoge aantal snijpunten tussen de curves ligt het minder voor de hand dat de BSI schaal in figuur 16 in verhouding tot de temperatuur met een omvang van ongeveer 25-43% te groot is weergegeven (deze percentages hebben betrekking op het verschil tussen de bandbreedte voor de versterkende waarde beschreven door Shaviv en de bandbreedte van 8,75-10 die zojuist voor de TSI is beschreven). In het laatste geval kan de opwarming sinds 1976 nog steeds voor tenminste ongeveer 67,5% worden verklaard door de zon en voor de periode vanaf 1867 wordt dan een percentage gevonden van tenminste ongeveer 57%.

{VII-18} De bijzonder sterke correlatie in combinatie met de bijbehorende oscillatie doet vermoeden dat rekening moet worden met de mogelijkheid dat de klimaatgevoeligheid lager is dan de waarde 1,5°C (= de ondergrens die wordt gebruikt door het IPCC) en ook lager dan 1,0°C. In de discussie wordt via een vergelijking op basis van 3 verschillende perspectieven een klimaatgevoeligheid gevonden met een waarde in de orde van maximaal ~0,49°C, wat een hoge ‘zonnegevoeligheid’ impliceert. D.w.z. het klimaat op aarde is erg gevoelig voor kleine fluctuaties in de output van de zon t.g.v. een hoge versterkende factor – waarbij 3 factoren een rol kunnen spelen: (1) meer zonnemagnetisme heeft minder kosmische straling tot gevolg wat resulteert in minder bewolking; (2) toename van UV straling met een impact op zowel: ozon, troposfeer gassen, aerosolen & bewolking; (3) veranderingen in zonnewind die het wolken systeem beïnvloeden. Ook zal in de discussie blijken dat inschattingen voor de klimaatgevoeligheid in een sample van 41 studies op basis van instrumentele data in maar liefst 4 gevallen (= bijna 10%) uitkomt op een waarde van 1.0 of lager. De uitkomst van dit onderzoek is dus geenszins in strijd met eerdere inschattingen op basis van instrumentele data.

{VII-19} Nader onderzoek moet gaan uitwijzen in hoeverre de gebruikte correctie van de TSI op basis van de zonnevlekken kan worden gevalideerd en wellicht kan worden verbeterd. De meest voor de hand liggende doelstelling is om hierbij te streven naar een meer stabielere BSI dan in figuur 3 zichtbaar is. Het gevonden resultaat is een sterke indicatie dat de opzet om diverse vormen van ‘ruis’ weg te filteren is geslaagd via keuzes die zijn gemaakt op basis van de kenmerken van de 22-jarige magnetische zonnecyclus. De impact van de zonnevlekkencyclus is hierbij voor een groot deel gereduceerd maar deze is nog steeds wel duidelijk zichtbaar gebleven in de BSI. Er is volop ruimte voor een verbetering en vervolgens kan een herhaling van de beschreven stappen volgen om de impact van een wijziging te beschrijven.

 


VIII – De definitie van het klimaat is achterhaald

{VIII-1} De traditionele definitie van het klimaat suggereert dat natuurlijke fluctuaties in verband kunnen worden gebracht met de gemiddelde temperatuur, vochtigheidsgraad, luchtdruk, wind, bewolking en neerslag over een periode van tenminste 30 jaar 25. Op basis van natuurlijke variabiliteit wordt in de wetenschappelijke literatuur al sinds 2004 herkend dat een oprekking in de definitie voor het klimaat van “tenminste 30 jaar” naar “tenminste 50 jaar” noodzakelijk is26. Door onderzoekers van het KNMI wordt sinds 2012 inmiddels erkend dat de periode van 30 jaar te kort is voor het bestuderen van weerextremen in het perspectief van klimaatverandering 27,28.

{VIII-2} In augustus 2019 is reeds beschreven dat ook op basis van de 66-jarige cyclus kan worden geconcludeerd dat de 30-jarige periode die in de definitie van het klimaat wordt genoemd duidelijk een te korte periode betreft omdat natuurlijke variabiliteit hierbij gemakkelijk voor ‘klimaatverandering’ t.g.v. menselijke activiteiten kan worden aangezien. In augustus werd nog gesproken over een amplitude in de orde van grootte van 0,12°C; maar in de vorige paragraaf is duidelijk geworden dat op basis van gelijke omstandigheden in de cyclus van de zon de amplitude van de 66-jarige cyclus aanzienlijk groter blijkt te zijn. Het gemiddelde van de 3 minimum jaren van de zonnecyclus levert een waarde op die bijna 2x zo groot is als in het vorige artikel werd verondersteld: ruim 0,22°C. Hieruit blijkt duidelijk dat de zon een sleutelrol speelt bij het ontstaan van natuurlijke variabiliteit.

{VIII-3} Een tweede belangrijke kwestie betreft een aspect dat in het voorgaande artikel ook is beschreven; de 66-jarige cyclus moest in de analyse worden gecorrigeerd omdat deze zich op helling heeft aangediend. De helling werd beschreven met een waarde van +0,033°C per decennium; een meer exacte berekening heeft uitgewezen dat het gaat om een helling van +0,026°C per decennium (gebaseerd op de periode 1850-1952).

In de analyse van augustus werd nog geen rekening gehouden met de mogelijkheid dat de zon primair verantwoordelijk is voor het ontstaan van het opwaarts gerichte trendkanaal. In de vorige paragraaf is aangetoond op basis van zowel de HadCRUT4 temperatuur series als de PAGES 2k temperatuur proxies dat de zon tussen het 2de decennium van de 19de eeuw en het eerste decennium van de 20ste eeuw zeer waarschijnlijk verantwoordelijk is geweest voor ongeveer een gemiddelde stijging van ongeveer +0,023°C per decennium. Wanneer deze gegevens met elkaar worden gecombineerd dan kan hieruit worden gedestilleerd dat de zon tussen 1812 en 1952 waarschijnlijk gemiddeld voor een temperatuurstijging van ongeveer +0,025°C per decennium heeft gezorgd; dit impliceert een temperatuurstijging van +0,35°C over een periode van 140 jaar. Dit sluit aan bij de passage in de KNMI lezing uit 1997 waarin wordt beschreven en erkend dat t/m de 1940s de zon grotendeels verantwoordelijk kan worden gehouden voor de temperatuurstijging.

{VIII-4} In deze analyse is gebleken dat op basis van de combinatie van een multi-decennium cyclus (met een lengte van 66 jaar = 6 zonnecycli) die zich op een opwaarts gericht trendkanaal bevind, de activiteit van de zon zowel de temperatuurontwikkeling tussen de 1940s en 1970s, als ook de temperatuurontwikkeling tussen de 1970s en 2010s in potentie volledig kan verklaren. Bovendien is bij de BSI vastgesteld dat bij de individuele jaren het jaar 2015 waarschijnlijk het eindpunt van de opwaartse fase van de multi-decennium cyclus werd bereikt, dit is 5 jaar later dan de inschatting die in de analyse van augustus werd gemaakt enkel op basis van de temperatuur trend in het verleden. De klimaatverandering die afgelopen decennia wordt waargenomen kan daarmee in potentie volledig aan natuurlijke variabiliteit worden toegeschreven. Want bij de BSI wordt in de 21ste eeuw een versnelling in de opwaarts gerichte trend waargenomen die direct kan worden toegeschreven aan de opwaartse fase van de Gleissberg cyclus, waarbij afgelopen 10 jaar tijdens de 2010s sprake is geweest van een langdurige cumulatie van zonnestraling op een ongewoon hoog niveau. Uit figuur 5 (paragraaf IV) blijkt dat in het perspectief van de BSI voorafgaand aan de 21ste eeuw in de periode vanaf 1850 nooit langer dan 5 opeenvolgende jaren sprake is geweest van een waarde hoger dan 1361,1 W/m2. Echter, vanaf de super El Nino van 1998 ontstond een periode van 6 opeenvolgende jaren waarbij dat niveau werd bereikt en in het huidige decennium heeft de BSI zelfs vanaf 2010 ieder jaar erboven gezeten.

{VIII-5} Dit impliceert dat de waargenomen klimaatverandering zeer waarschijnlijk vooral het gevolg is van natuurlijke variabiliteit t.g.v. een bijzonder hoge activiteit van de zon die tijdens de opwaartse fase van de Gleissberg cyclus onverwacht langdurig heeft standgehouden t/m het jaar 2015. In dit perspectief is het bijzonder om vast te stellen dat in het laatste volledige klimaatrapport van het het IPCC AR5 (2013) in geen enkel hoofdstuk of paragraaf een direct verwijzing bevat naar de zon 31. De invloed van de zon wordt door het IPCC structureel onderschat. Bovendien lijkt het erop dat de rol van de zon in de rapportages van het IPCC structureel wordt gebagatelliseerd. In het IPCC AR5 rapport wordt in het perspectief van de zon enkel gesproken in termen van ‘magnetische flux’, maar er wordt bijvoorbeeld zelfs met geen woord gerept over het bestaan van de 22-jarige magnetische cyclus van de zon.

(Wordt vervolgd.)