Tagarchief: wetenschap

Het IPCC overschat de hoeveelheid steenkool op aarde en de toekomstige CO2-uitstoot

coal-hands1

Het IPCC beschrijft in haar 5e Assessment Report vier verschillende scenario’s voor de menselijke CO2-uitstoot tot het jaar 2100. Deze scenario’s worden aangeduid met de afkorting RCP, dat betekent ‘Representative Concentration Pathways’.
De vier RCP-scenario’s van het IPCC heten: RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 en RCP8.5.
Hieronder een opsomming van de hoeveelheid fossiele brandstoffen en de menselijke CO2-uitstoot waarop de vier RCP-scenario’s zijn gebaseerd.

ipccar5co2bafkomstig uit de Summary for Policymakers van het AR5 van het IPCC

Het IPCC verwacht dat de mensheid in de komende 90 jaar ergens 270 tot 1685 Gigaton koolstof zal verbranden.

De Amerikaanse professor David Rutledge, een expert op het gebied van steenkoolwinning, heeft een inschatting gemaakt van de totale hoeveelheid steenkool, die de wereld kan produceren. Hij keek eerst naar de steenkoolproduktie van Groot-Brittannië en Duitsland, waar vrijwel alle winbare steenkool al gewonnen is.
Zijn berekeningen laten zien dat het niet lukt om alle steenkoolreserves daadwerkelijk naar boven te halen. In Europa kan waarschijnlijk maar 70% van alle aanwezige steenkool gewonnen worden. In China kan 86% van de reserves worden geëxploiteerd, maar in Rusland en de westelijke Verenigde Staten zal dat percentage blijven steken op 28 à 29%.
Rutledge schat dat wereldwijd slechts 60% van de steenkoolreserves ook daadwerkelijk gewonnen zal worden.

Op basis van zijn berekeningen denkt David Rutledge dat de maximale cumulatieve wereldsteenkoolproduktie zal uitkomen op 736 Gigaton. Dit komt overeen met 397 Gigaton koolstof.
Als we bij daar de bijdrage van de resterende olie- en aardgasvoorraden bij optellen (529 Gigaton) komen we uit op 926 Gigaton koolstof. Die hoeveelheid komt ongeveer overeen met het RCP4.5-scenario uit AR5 van het IPCC.
De berekeningen van Rutledge laten zien dat de RCP6.0- en RCP8.5-scenario’s onrealistisch zijn.
Dat is fantastisch goed nieuws voor iedereen, die zich zorgen maakt over de menselijke CO2-uitstoot!!!

Voor de vier RCP-scenario’s is ook een inschatting gemaakt voor het tijdverloop van het verbruik van de fossiele brandstoffen. Die inschatting zie je hieronder.

RCPgrafiek

In twee van de vier scenario’s (RCP6.0 en RCP8.5) verwacht het IPCC dat de hoeveelheid fossiele brandstof, die wordt verbrand, zal blijven stijgen tot 2080.

De economische ontwikkeling van de laatste 5 jaar maakt het zeer onwaarschijnlijk dat het verbruik van fossiele brandstoffen nog 65 jaar lang zal blijven stijgen.
In de VS, Japan en Europa daalt het gebruik van fossiele brandstoffen en daarmee ook de CO2-uitstoot.
De RCP6.0 en RCP8.5-scenario’s zijn zeer onrealistisch. Het is zeer onwetenschappelijk om die scenario’s nog altijd te gebruiken om politici en burgers te bang te maken.

Op YouTube kun je (in 4 delen) een lezing van David Rutledge bekijken en beluisteren.
Deel 1deel 2deel 3deel 4

Worden de winters in de VS weer kouder?

De afgelopen week zagen we op TV en op de voorpagina van de kranten beelden van de ijzige koude, die Noord-Amerika momenteel in haar greep houdt. Ik heb eens gekeken deze winter een uitzondering is.

Met de Climate Explorer van het KNMI heb ik de temperatuur in de VS over de periode 1983-2013 bekeken. De VS beslaan ruwweg het gebied van 30 tot 50°NB en van 80 tot 120°WL.

De gemiddelde jaartemperatuur in de VS vertoont een stijgende trend.
Vooral 2013 was een uitzonderlijk warm jaar.

USAyearhadcrut4

De groene lijn is het voortschrijdend gemiddelde over 10 jaar.

Als je naar de temperatuur over de wintermaanden december, januari en februari kijkt, dan zie je geen duidelijke trend. Tot het jaar 2000 lijkt de trend te stijgen. Maar over de afgelopen 13 jaar lijkt de trend te dalen.

USAwinterhadcrut4

Door de koude winter van 2014 zal het voortschrijdend gemiddelde (de groene lijn) nog iets verder naar beneden gaan.

Op de website van het Goddard Institute for Space Studies(GISS), een onderdeel van NASA, kun je de trend naar koudere winters sinds 2000 op de kaart zichtbaar maken. Op het kaartje hieronder heb ik de VS ruwweg weergegeven met een groen kader. In dat gebied overheerst de blauwe kleur, die duidt op afkoeling.

GISSwinter

Op het plaatje hierboven is ook zichtbaar dat de wintertemperatuur in Canada en het Noordpoolgebied de afgelopen 13 jaar is gestegen. En dat in Europa en vooral in Centraal-Azië de gemiddelde wintertemperatuur kouder geworden is.

In het afgelopen half jaar hebben Amerikaanse weermannen zich gewaagd aan wintervoorspellingen. Het is leerzaam en vermakelijk om ze met de kennis van vandaag nog eens te bekijken.

En in de video hieronder waarschuwt de luidruchtige weerman Joe Bastardi nog maar eens dat het zwakker wordende magneetveld van de zon een grotere invloed op het klimaat heeft dan wij allemaal denken.

Ook in december 2013 veel sneeuw op het Noordelijk Halfrond

In Europa ligt er momenteel weinig sneeuw. Maar als je de sneeuwbedekking van het gehele Noordelijk Halfrond bekijkt, dan was die in december 2013 opnieuw hoger dan normaal.

Over de afgelopen 30 jaar was in de maand december gemiddeld 44.1 miljoen km² bedekt door sneeuw. In december 2013 was het door sneeuw bedekte gebied 45,3 miljoen km²: 1,2 miljoen km² meer dan het langjarig gemiddelde.
In de onderstaande grafiek van het Global Snow Lab van de Amerikaanse Rutgers University zie je die waarde aangegeven met het rode balkje.

rutgersdec2013

In 2013 was de sneeuwbedekking van het Noordelijk Halfrond in 9 maanden groter dan normaal. Alleen in mei, juni en juli lag de sneeuwbedekking onder het langjarig gemiddelde.

De laatste jaren komt het vaker voor dat er in de herfst en winter meer sneeuw ligt dan het klimatologisch gemiddelde. Om dat te illustreren staan hieronder voor de afgelopen 30 jaar het door sneeuwbedekte gebied voor de maand december in een grafiek weergegeven. De donkerrode lijn laat zien dat er een stijgende trend is: er ligt de laatste jaren steeds meer sneeuw in december.
En dan tel ik de sneeuw in de indoor skihallen niet eens mee :-)

rutgersdec19832013

Klimaatverandering en de temperatuur van de Noordzee

nrdz2014

Wetenschappers van het Duitse Alfred-Wegener-Instititut voor oceaanonderzoek publiceerden in 2012 een onderzoek naar de temperatuur van het Noordzeewater in de afgelopen 50 jaar. Hun conclusie was dat, de gemiddelde watertemperatuur in een halve eeuw tijd met 1,7 graden is gestegen. De onderzoekers zagen in deze opwarming een duidelijk bewijs voor de opwarming van het klimaat.

Ik heb niet de beschikking over de meetgegevens van de onderzoekers, maar heb wel de zeewatertemperaturen van de Reynolds OI v2-dataset geraadpleegd via de servers van de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Je kunt deze Reynolds OI v2-dataset ook bekijken via de Climate Explorer van het KNMI.

In de grafiek hieronder staan de maandelijkse gemiddelde temperaturen over de afgelopen 30 jaar voor het gebied van 1 tot 8°OL en van 53,5 tot 58°NB. (Dat is het stuk Noordzee begrensd door de Wadden, Noorwegen en de oostkust van Groot-Brittannië)

nrdz19832013

Tussen 1984 en 1988 was de Noordzee kouder dan het langjarig gemiddelde. Net zoals in het jaar 1996.
In de periode 1998 tot 2011 was de Noordzee veel warmer dan gemiddeld over de periode 1971-2000.

Dat beeld wordt nog duidelijker als je naar de jaargemiddelden kijkt. Zie de grafiek hieronder.

nrdz19832013b

In 2007 was het Noordzeewater uitzonderlijk warm: gemiddeld 1,7°C boven de normale temperatuur. Opvallend genoeg is de Noordzee na 2007 weer afgekoeld. Over de laatste 5 jaar was de gemiddelde temperatuur maar 0,33°C boven het langjarig gemiddelde.

Omvang sneeuwdek op Noordelijk Halfrond in 25 jaar niet veranderd

In de afgelopen 25 jaar zijn de oceanen en de atmosfeer opgewarmd. Veel wetenschappers denken dat dit komt door de stijgende CO2-concentratie in de atmosfeer.
Sommige wetenschappers denken dat de opwarming tot gevolg zal hebben dat er ‘s winters minder sneeuw zal liggen op de continenten op het Noordelijk Halfrond.

Uit de metingen van de afgelopen 25 jaar blijkt echter dat de hoeveelheid sneeuw in de wintermaanden op het Noordelijk Halfrond (december, januari en februari) min of meer gelijk is gebleven.

Ter illustratie heb ik de sneeuwbedekking in week 48 (eind november, begin december) over de afgelopen 25 jaar in een grafiek gezet.
De gegevens zijn afkomstig van het Global Snow Lab van de Amerikaanse Rutgers University.

wk48snowNHb

De oranje lijn geeft het voortschrijdend gemiddelde over 5 jaar weer.
De grafiek laat zien dat de omvang van het sneeuwdek flink kan varieren als je naar één bepaalde week kijkt. Maar de gemiddelde sneeuwbedekking over 5 jaar schommelt de laatste 25 jaar rond de 40 miljoen km².

Je kunt de computer ook een lineaire trend laten berekenen over de afgelopen 25 jaar; zie de grafiek hieronder.

wk48snowNH

Maar bedenk wel dat de stijgende trend sterk bepaalt wordt door de keuze van begin en eindpunt van de meetreeks.
Als je 1989 als beginjaar kiest, dan zal de software een dalende trendlijn intekenen.
Mijn voorkeur gaat daarom uit naar het voortschrijdend gemiddelde als indicator van een trend.

Op het weblog Paradoxnl verschijnen regelmatig updates over de hoeveelheid sneeuw op het Noordelijk Halfrond. En ook de andere berichten op Paradoxnl zijn het lezen waard.

Het onvermijdelijke einde van onze technologische beschaving

img-025320simpson20core203120in20seep

Peter Turchin en Sergey Nefedof bestudeerden acht beschavingen, die opkwamen en ondergingen in de afgelopen 2000 jaar. Ze ontdekten dat elke beschaving een aantal stadia doormaakte:
- expansie of groei
- stagflatie
- crisis (afbraak)
Op basis van hun bevindingen formuleerden Turchin en Nefedof de theorie van de Secular Cycles (Seculiere Cycli).
In 2009 (!!) publiceerden zij hun theorie in het boek Secular Cycles. Het eerste en het laatste hoofdstuk zijn op internet terug te vinden.

Kort samengevat stelt de theorie dat een beschaving kan groeien door nieuwe energiebronnen te vinden. In een agrarische beschaving was dat nieuwe landbouwgrond verkregen door bijv. ontbossing of veroveringen.
Door het netto-overschot aan energie (voedsel) kan de bevolking groeien en een beschaving worden opgebouwd. De groei van de bevolking is de bepalende intrinsieke eigenschap van een opkomende beschaving. Joseph Tainter ontdekte al dat elke beschaving de neiging heeft om complexer te worden en steeds onafhankelijker te worden van natuurlijke factoren en beperkingen. Een steeds kleiner deel van de bevolking werkt in de landbouw en voedselvoorziening.

Maar na verloop van tijd (meestal ca. 100 jaar) blijft het verkrijgen van extra energie achter bij de vraag naar extra energie uit de complexe samenleving en de sterk gegroeide bevolking. Het energie-overschot wordt een energietekort. Dan treedt het verschijnsel stagflatie op: de groei stagneert.
De stagflatie-fase duurt meestal 50 tot 60 jaar. De overheid legt steeds zwaardere belastingen op en de bevolking wordt pessimistisch over de toekomst en komt in opstand tegen de belastingen en de overheid.

shape-of-typical-secular-cycle

De stagflatie-fase gaat over in een crisis waarin de beschaving in elkaar stort in een vrij korte periode van 20 tot 50 jaar. Na de ineenstorting volgt een interfase waarin langzamerhand een nieuwe beschaving kan opkomen.

Zal onze steenkool-olie-gas-beschaving dezelfde weg volgen?
Gail Tverberg schrijft op haar weblog ‘Our Finite World’ dat onze huidige technologische beschaving hetzelfde lot zal ondergaan als de agrarische beschavingen, die Turchin en Nefedof onderzochten.
In de 20-ste eeuw lukte het veel landen om veel extra energie te verkrijgen uit steenkool, aardolie en aardgas. In die landen groeide de bevolking sterk en werd een complexe samenleving opgebouwd waarin natuurlijke beperkingen omzeild werden. In Nederland konden we bijvoorbeeld het hele jaar door tomaten kweken dankzij ons aardgas. Het aantal mensen dat werkt in landbouw en voedselvoorziening werd steeds kleiner.

Maar in de 21-ste eeuw blijkt het steeds moeilijker om aan de gestegen vraag naar energie te voldoen. Het zoeken en winnen van fossiele brandstoffen kost steeds meer tijd en energie. De netto-energie-opbrengst EROI (Energy Return on Investment) is aan het afnemen. En deze trend naar een lagere netto-energie-opbrengst is onomkeerbaar.

In de 20-ste eeuw was de EROI 1:30 of hoger. Investeren van één ton aardolie leverde een opbrengst van 30 ton olie of soms nog meer. Tegenwoordig levert de investering van één ton aardolie in de winning van teerzand of schalie-olie of in de bouw van een diepzee-olieplatform veel minder op, misschien maar 2 of 3 ton moeilijk winbare aardolie.
Prof. Charles Hall heeft de winning van fossiele brandstoffen uitgebreid onderzocht en denkt dat onze huidige industriële samenleving alleen kan voortbestaan als de gemiddelde netto-energie-opbrengst (EROI) 1:7 of meer bedraagt. Als we sociale voorzieningen, gezondheidszorg en onderwijs op het huidige nivo willen houden is een netto-energie-opbrengst van 1:10 vereist. Energiewinning met een lager rendement trekt het gemiddelde omlaag en zal ertoe leiden dat het energie-aanbod, de vraag niet meer kan bijhouden. Net als de agrarische beschavingen uit het werk van Turchin en Nefedof verandert het energie-overschot in een energietekort. En dan belandt onze technologische beschaving in de stagflatie-fase uit het werk van Turchin en Nefedof.

Is onze beschaving al in de stagflatie-fase beland?
Ja, naar mijn bescheiden mening verkeert de wereldeconomie in stagflatie. Sinds de eeuwwisseling zijn de olieprijzen sterk gestegen en de gemiddelde lonen in de VS niet meer gestegen. Een duidelijk teken dat de wereldeconomie in de stagflatie-fase is beland.
Gail Tverberg suggereert dat de periode van stagflatie eigenlijk al is begonnen toen de Amerikaanse olieproduktie in de jaren 70 begon af te nemen. Tijdens de eerste oliecrisis (tussen 1970 en 1980) steeg het gemiddelde salaris in de VS niet langer. Als je 1970 als begintpunt kiest, dan zijn er al 40 jaar van stagflatie verstreken en begint de crisis-fase te naderen.

De geschiedenis leert ons dat elke beschaving, die ooit opgebloeid is, dezelfde fases doorloopt: groei – stagflatie – crisis/afbraak.
Ook onze huidige geglobaliseerde technologische beschaving krijgt te kampen met een afnemend netto-energie-rendement. En daardoor treedt stagflatie op. De stagflatie-fase duurt maar kort, misschien 60 jaar en zal uitmonden in een korte hevige crisis van 20 tot 50 jaar waarin de beschaving grotendeels verloren gaat.
Lees vooral ook de uitleg van Gail Tverberg op haar weblog ‘Our Finite World’