De hockeystick onder vuur

door Joep Engels
Bron: Trouw 4 februari 2005 met commentaar van het KNMI

Kan het Kyoto-protocol in de prullenbak als het bewijs niet klopt? In de wereld van het klimaat is de hockeystick een begrip. Het is het koosnaampje van een beroemde grafiek uit het laatste rapport van het IPCC, de klimaatcommissie van de VN. De grafiek laat zien dat de temperaturen op aarde sinds het jaar 1000 gestaag zijn gedaald -schommelingen daargelaten.

De hockeystick
Vier reconstructies van de gemiddelde temperatuur op het Noordelijk Halfrond in de afgelopen 1000 jaar. Het grijze gebied geeft de onzekerheid aan in de meest geavanceerde reeks (zwarte getrokken lijn van Mann et al., 1999) [Bron: IPCC 2001]

Tot 1900: dan wordt het rap warmer op aarde (het blad van de hockeystick). Het IPCC verbond aan de grafiek een veel geciteerde conclusie: de jaren negentig van de 20ste eeuw waren de warmste van het afgelopen millennium.

Maar de hockeystick deugt niet, schrijven twee Canadese onderzoekers, Stephen McIntyre en Ross McKitrick, in het vakblad Geophysical Research Letters (GRL) dat een dezer dagen verschijnt. 'Kyoto' verliest belangrijkste bewijs, kopte Natuurwetenschap en Techniek, dat zijn omslagartikel aan het Canadese werk wijdt.

Verhitte discussies zijn het gevolg. McIntyre en McKitrick uiten hun verontwaardiging over de vele fouten die ze in de hockeystick hebben aangetroffen en vooral over het feit dat zij de eersten zijn die deze fouten hebben ontdekt, terwijl de grafiek toch al in 1998 is gepubliceerd. In hun kielzog juichen de klimaatsceptici, degenen die de theorie van de opwarming van de aarde in twijfel trekken. Zij zien in deze publicatie een eerste bres in het bastion van de klimaatlobby.

De twee Canadezen leuren overigens al een paar jaar met hun kritiek op de hockeystick. Vorig jaar nog weigerde Nature plaatsing, nu gaat GRL dus akkoord. Reden voor Michael Mann, de geestelijke vader van de hockeystick, om op zijn eigen klimaatsite, RealClimate.org, terug te slaan.

M en M zijn door de imperfecte peer review (het systeem dat onafhankelijke deskundigen een artikel beoordelen vóór plaatsing) van GRL heen geslipt, foetert hij, waar ze eerder door Nature zijn afgewezen.

Dit soort gekissebis hoort ook bij het wetenschappelijk bedrijf. Als over een paar jaar de kruitdampen zijn opgetrokken en iedereen er het zijne van heeft kunnen zeggen, zal duidelijk zijn hoe terecht de kritiek van M en M is geweest en of de hockeystick nog heel is. Intussen is het voor de buitenwacht interessant om te weten wat de gevolgen van dit alles zijn. Als de twee Canadezen gelijk blijken te hebben, kunnen het broeikaseffect en het Kyoto-protocol dan de prullenbak in?

Mann baseerde zijn hockeystick op indirecte bewijzen. Pas sinds 1850 worden de temperaturen goed bijgehouden. Voor de eeuwen daarvoor was hij aangewezen op boomringen, ijskernen of koralen. Het is een hele hijs om daaruit temperaturen te destilleren, vooral doordat al die bewijzen kleine stukjes in een grote puzzel zijn.

Bij het leggen van die puzzel is Mann in de fout gegaan, beweren M en M. Hij zou een voorkeur hebben gehad voor boomringen die in zijn kraam pasten, en in zijn statistische analyse zat de hockeystick al ingebakken. Toen zij de reconstructie nog eens overdeden, kwam er geen hockeystick uit. Dat lukte naar hun zeggen pas, toen ze net als Mann met data en analyse manipuleerden. Bovendien: deden ze het werk netjes, dan bleek de vijftiende eeuw net zo warm als de twintigste. Met die vondst zou de bodem uit het IPCC-rapport verdwijnen.

Onzin, reageert Rob van Dorland, klimatoloog van het KNMI. ,,De belangrijkste conclusie van het IPCC is dat de mens het klimaat opwarmt en die conclusie is gebaseerd op temperatuurmetingen van de laatste 150 jaar.

Die conclusie is ook het fundament voor het Kyoto protocol. De hockeystick gaat daar niet over. Zelfs als de Canadezen helemaal gelijk krijgen, betekent dat alleen dat de huidige opwarming wordt geëvenaard door een natuurlijke opwarming in de vijftiende eeuw.''

Maar Van Dorland acht dat niet erg waarschijnlijk. Niet alleen lijkt de analyse van McIntyre en McKitrick ook te rammelen, de hockeystick van Mann is niet de enige reconstructie van het afgelopen millennium. Er zijn er nog drie en die geven allemaal, met andere data, dezelfde hockeystick. Van Dorland: ,,Ze staan alle vier in het IPCC-rapport, maar in de veelgelezen samenvatting is alleen de reconstructie van Mann opgenomen.

Nederland heeft zich destijds sterk gemaakt om ze allemaal in die samenvatting op te nemen. Dan zou het rapport niet zo kwetsbaar zijn voor kritiek als dit.'' Het zal Van Dorland bij het nieuwe IPCC-rapport in 2007 niet weer gebeuren; dan is hij zelf auteur.

Commentaar van het KNMI

Rob van Dorland

Kritiek klimaatreconstructie (hockeystick) verandert niets aan klimaatverwachtingen

De Canadese onderzoekers McIntyre en McKitrick hebben in het vaktijdschrift 'Geophysical Research Letters' kritiek geuit op de reconstructie van het temperatuurverloop in het laatste millennium. De grafiek, die hierbij hoort wordt door zijn vorm ook wel de hockeystick genoemd. De suggestie, in sommige media gewekt, dat het Kyoto Protocol op een fout zou berusten en de verandering in het klimaat als gevolg van het versterkte broeikaseffect minder ernstig zou zijn dan vastgesteld, is volkomen onterecht. Hieraan verandert niets. Bovendien is er met deze publicatie niets nieuws onder de zon: klimaatonderzoekers richten zich al jaren op een verdere verbetering van klimaatreconstructies.

Wat is de hockeystick?
De temperatuurreconstructie van Mann et al (1999) vanaf het jaar 1000 tot 1982 wordt ook wel hockeystick genoemd (zie dikke zwarte lijn in figuur 1). Deze reeks is gereconstrueerd uit indirecte metingen, zoals boomringen, koralen, ijskernen en andere historische bronnen met een grote geografische spreiding en houdt rekening met de ruimtelijke patronen in het klimaatsysteem ter compensatie van ontbrekende data. Deze reconstructie wordt op dit moment als het meest representatief beschouwd. Behalve de Mann reeks zijn in het meest recente rapport van het Intergovernmental Panel On Climate Change (IPCC) uit 2001 nog drie andere reconstructies gepubliceerd, waarvan er één ook teruggaat tot het jaar 1000 (Jones et al., 1996). Verder is in figuur 1 te zien dat de onzekerheid (weergegeven als grijze band) in de gereconstrueerde temperatuur toeneemt naarmate de gegevens ouder zijn. De met thermometers bepaalde temperaturen in de afgelopen 10 jaar overstijgen de bovengrens van de bandbreedte in het afgelopen millennium.

Wat is de kritiek op de hockeystick?
De Canadese onderzoekers, McIntyre en McKitrick, hebben een herberekening uitgevoerd op basis van de ruwe gegevens (proxy data) van Mann. Volgens deze herberekening zou de gemiddelde temperatuur van het Noordelijk Halfrond tussen 1400 en 1450 enkele tienden graden hoger uitvallen dan de hockeystick laat zien. In hun publicatie beschrijven zij dat de analysemethode van Mann de voorkeur zou geven aan die boomreeksen waarvan de jaarringen een temperatuurverloop aangeven dat in de pas loopt met de hockeystickvorm.


Hoe belangrijk is de hockeystick voor de menselijke invloed op het klimaat?
De hockeystick is in de media gaan fungeren als een soort beeldmerk van klimaatverandering. De belangrijkste conclusie van het IPCC (de mens is waarschijnlijk verantwoordelijk voor het grootste deel van de wereldwijde opwarming vanaf 1950) wordt evenwel niet getrokken op basis van de hockeystick, maar op basis van wetenschappelijk inzicht in de werking van de atmosfeer en de (bewezen) significante invloed van de mens op de hoeveelheid broeikasgassen (+35 % CO2 sinds aanvang industriële revolutie). Dit is voornamelijk gebaseerd op de gegevens van de 20e eeuw, die veel nauwkeuriger zijn dan de gegevens tussen 1000 en 1900. Ook McIntyre en McKitrick beweren in hun publicatie dat de herberekeningen niets zeggen over de huidige opwarming en de menselijke invloed op het klimaat. Overigens zouden grotere klimaatfluctuaties dan in de hockeystick kunnen duiden op een grotere gevoeligheid van het klimaatsysteem voor verstoringen. In dat geval zouden de prognoses voor de temperatuurstijging (+1,4 tot 5,8 graden temperatuurstijging in de loop van de 21ste eeuw) naar boven moeten worden bijgesteld.


Hoe vergelijkt de hockeystick met de andere reconstructies?
Zoals figuur 1 laat zien is de hockeystick van Mann niet de enige reconstructie. In totaal zijn in het IPCC rapport vier reconstructies gepubliceerd van het temperatuurverloop, waarvan er twee beginnen in het jaar 1000. Hoewel ze onderling op details verschillen, laten alle reconstructies precies hetzelfde beeld zien namelijk dat er sprake is van een opvallende opwarming in de 20e eeuw. De andere reconstructies maken geen gebruik van de ingewikkelde statistische techniek van Mann waarop de Canadese onderzoekers hun kritiek richten. Bovendien zijn die reconstructies gebaseerd op deels onafhankelijke gegevens. Dit suggereert dat de gevonden fouten nauwelijks effect hebben op het eindresultaat.

Wat is de rol van het IPCC?
In de recente berichtgeving wordt de indruk gewekt dat het IPCC de betrouwbaarheid van de hockeystickcurve nooit zou hebben laten controleren. Dit terwijl juist deze reeks (met onzekerheidsband) als enige van de vier temperatuurreconstructies (zie figuur 1) in de samenvatting voor beleidsmakers is opgenomen. Het IPCC heeft echter voor Mann gekozen omdat zijn reconstructie de meest representatieve reeks is. De reeks houdt rekening met de diversiteit aan proxy data en de structuur van klimaatpatronen. Controle op de kwaliteit van wetenschappelijk werk is bovendien een continu proces van lange adem. Naast de interne controle van studieresultaten door het team van wetenschappers dat hieraan werkt, wordt vóór publicatie het werk door experts, die geen binding hebben met het onderzoeksteam, beoordeeld. Dit is het zogeheten review proces. Pas na deze kwaliteitscontrole worden resultaten gepubliceerd in vaktijdschriften. Het IPCC baseert zich op gepubliceerde kennis in deze vaktijdschriften. De kracht van het IPCC ligt in de integratie van de informatie die in al die artikelen aanwezig is. Ook hierbij speelt review een belangrijke rol. Uiteraard vormen de IPCC-rapporten een momentopname. Naarmate de tijd vordert komen er immers steeds nieuwe inzichten. Deze zullen in het volgende IPCC rapport verwerkt worden.

Hoe nu verder?
Kritiek op een artikel is in de wetenschap heel gebruikelijk. Zo is ook veel af te dingen op de resultaten van de critici McIntyre en McKitrick: in hun artikel hebben zij nagelaten de volledig gecorrigeerde reconstructie op te nemen. Mann heeft onlangs in een reactie aangetoond dat het verschil tussen zijn grafiek en de volledig gecorrigeerde versie marginaal is. De kritiek over en weer getuigt dus van gewone wetenschappelijke vooruitgang! Ook de grafiek van Mann is voor verbetering vatbaar zoals dat geldt voor iedere wetenschappelijke conclusie. Eventuele verbeteringen zijn echter marginaal en liggen hooguit in de orde van enkele tienden van graden. Dat is niets vergeleken bij de verwachte stijging van wereldgemiddelde temperatuur die enkele graden bedraagt!