Bron: NOAA
Zoals in het eerste artikel over de diepere oceaan was aangegeven zien Trenberth et al een versterkte opwarming van de oceanen tussen 700m en 2000m. Zij zien daarin de verklaring voor de ‘missing heat’. Immers, de onderste troposfeer warmt al 16 jaar niet meer op, en volgens de hypothese van het versterkt broeikaseffect kan dat eigenlijk niet. In een van de CRU-emails schreef Trenberth : ” The fact is that we can’t account for the lack of warming at the moment and it is a travesty that we can’t. “.
Nu ben ik vooral geïnteresseerd in de periode vanaf 2003. Vóór die tijd moesten we het voor wat betreft data van oceaantemperatuur hebben van onvolledige data (later meer hierover). Vanaf 2003 is er door het meetprogramma Argo voor het eerst systematisch gemeten aan de bovenste 2000m van de oceanen.
Argo is een programma waarbij ruim 3000 boeien zijn uitgezet over alle oceanen van de wereld. De plaats van de boeien en een lijst van deelnemende landen ziet u op bovenstaande figuur. De boeien zinken af naar een diepte van 2000m, komen dan automatisch omhoog en meten temperatuur en saliniteit van het zeewater. Eenmaal boven zenden ze de data naar satellieten, waarna de gegevens verwerkt worden. Het is het grootste project van zeemetingen tot nu toe.
Bron: Metoffice
De gegevens uit de grafiek van Trenberth (zie hieronder) zijn vanaf 2003 afkomstig van het Argoproject. De gegevens vóór 2003 zijn afkomstig van onregelmatige metingen met een veel slechtere ruimtelijke spreiding dan de boeien van Argo. Om er toch goed ogende grafieken van te kunnen fabriceren maken de wetenschappers gebruik van technieken om ‘gaten’ in de datareeksen te vullen. Dat heet reanalysis. Ook worden minder betrouwbare gegevens gehomogeniseerd en worden nog andere statistische technieken toegepast op de ruwe data. Overigens is de dekking van de Argoboeien weliswaar zeer groot zoals op de eerste figuur te zien is , maar elke boei beslaat desondanks toch nog een oppervlak ter grootte van IJsland. Een grootmazig netwerk dus. Het resultaat van reanalysis en homogenisatie is in de grafiek van Trenberth te zien. Wellicht vraagt u zich af hoe betrouwbaar die grafiek dan nog is na al die ‘adjustments’. Ik blijf het antwoord hierop schuldig.
Bron: Trenberth et al
De grafiek ziet er spectaculair uit, ook al omdat de gebruikte eenheid bij de verticale as 1022 Joules is. De stijging oogt daarom fors, maar is hij dat ook? Daarom wil ik de gegevens eens vergelijken met de warmte-inhoud van het bovenste deel van de oceanen. De warmte-inhoud van water is de hoeveelheid warmte die 1 kg water van een bepaalde temperatuur bevat. Die is gelijk aan 4190 Joule per graad en per kilo.
Alle oceanen samen beslaan een oppervlak van ongeveer 360 miljoen km2. De gemiddelde diepte van de oceaanbekkens is 4 km, alleen het oceaanbekken van de Noordelijke IJszee is veel minder diep, gemiddeld 1 km. Het verticale temperatuurverloop van oceanen ziet er als volgt uit:
Bron: http://www.onr.navy.mil
Voor het temperatuurverloop van het bovenste deel van de oceanen kunnen we de volgende verticale profielen gebruiken:
Bron: MSEAS
De gegevens zijn van de afdeling MSEAS van het MIT in Massachusetts. De data is afkomstig van COAMPS-OS van de Amerikaanse marine. De berekening is van het type ‘achterkant sigarendoos’, maar we kunnen wellicht wel een idee krijgen van de grootheden die hier in het spel zijn. De gemiddelde temperatuur van het oceaanwater op aarde aan het oppervlak gemeten bedraagt ~17 °C. Na vergelijking van het verloop van een aantal verticale temperatuurprofielen schat ik de gemiddelde temperatuur van de bovenste 700m op 12 °C.
Zoals we al zagen is de volgende formule te gebruiken om de warmteinhoud te berekenen: t x 4,19= q kJ. De constante 4,19 geldt voor 1 kg water. De constante zal iets afwijken voor zout water, maar ik stel voor omdat het een sigarendoosberekening betreft deze constante aan te houden voor oceaanwater.
Oppervlakte oceanen ~ 360 miljoen km2.
Inhoud bovenste 700m = 360 x 106 x 0,7 = 252 x 106 km3 = 2,52 x 1020 liter
Dan is de warmteinhoud van de bovenste 700m van alle oceanen:
12 x 4,19 x 2,52 x 1020 = 126,7 x 1020 kJ = 1,27 x 1022 kJ = 1,27 x 1025 J.
De stijging van de warmteinhoud tussen 2003 en 2010 van de bovenste 700m volgens Trenberth et al is 10 x 1022 J. Dat betekent dat de warmteinhoud van de bovenste 700m met 1/127 is toegenomen, oftewel 0,79 %.
Berekenen we ditzelfde voor de diepere waterlaag van 700 -2000m, dan ziet dat er als volgt uit:
4,4 x 4,19 x 4,68 x 1020 = 88,24 x 1020 kJ = 0,88 x 1022 kJ = 8,8 x 1024 J. Dat is de warmteinhoud van de laag van 700 – 2000m. De stijging van de warmteinhoud volgens Trenberth et al in deze laag vanaf 2003 is 4 x 1022 J. Dat betekent dat de warmteinhoud van de laag van 700 – 2000m met 1/220 is toegenomen, oftewel 0,45 %. Op deze manier hebben we denk ik een betere zicht op de hoeveelheden die bij de opwarming in het geding zijn. In onderstaande grafiek is de verticale schaal veranderd van 1022 J in 1023 J:
De veranderingen van de warmteinhoud in diverse lagen in de grafiek van Trenberth et al , uitgedrukt in 1022 J, zijn gebaseerd op metingen van de temperatuur van het oceaanwaterwater op verschillende dieptes. Zoals we al zagen is de relatieve toename van de warmteinhoud in de diverse lagen zeer klein. Als je die kleine verschillen ‘terug’ rekent naar de gemeten waarden van de temperatuurmetingen, dan gaat het om nog veel kleinere getallen, niet uitgedrukt in honderdsten maar in duizensten. Terecht merkt Bob Tisdale daarom op: “Because of the immense heat capacity of the deep ocean, the magnitude of deep warming in Scenario 3 might only be thousandths of a degree. Whether we can measure such tiny levels of warming on the time scales of decades or longer is very questionable, and the new study co-authored by Trenberth is not entirely based upon observations, anyway. ”.
Kom je een leuke pagina of video tegen over "Opwarming van de Aarde" dan hoor ik het graag via mail en zal deze hier toevoegen.