Pjotrs Dwarsliggers – of waarom dwarsliggen nog geen wetenschap is

Onlangs verscheen op Dwarsliggers, een website die zichzelf graag profileert als een platform voor "dwarsdenken", het artikel CO₂ als ondergeschikte factor in het klimaatsysteem. Dat het vervolgens vrijwel onmiddellijk werd overgenomen door het nog steeds actieve pseudowetenschappelijke Climategate.nl hoeft dan ook niet te verbazen.

Op het eerste gezicht maakt de tekst indruk op wie niet vertrouwd is met de klimaatfysica. De auteur strooit immers eens niet met politieke slogans of ideologische standpunten, maar met natuurkundige begrippen als de eerste hoofdwet van de thermodynamica, de wet van Henry en de wet van Stefan-Boltzmann. Dat oogt vanop afstand wetenschappelijk.

Maar wie de moeite neemt de argumentatie stap voor stap te volgen, merkt al snel dat er iets begint te wringen. Niet zozeer met de fysica zelf maar met de conclusies die eraan worden verbonden. Telkens weer beschrijft de auteur mechanismen die al decennialang bekend zijn om ze vervolgens voor te stellen alsof ze het broeikaseffect van CO₂ zouden weerleggen. 

En precies daar in die conclusies loopt het compleet mis. De conclusies volgen immers domweg niet uit de beschreven fysica. Bovendien vertrekt de auteur van een fundamenteel misverstand: klimaatfysica bestaat niet uit concurrerende verklaringen waarbij het ene mechanisme het andere uitsluit. Ze draait juist om het samenspel van processen die elkaar voortdurend beïnvloeden.

"CO₂ bevat geen energie en kan dus geen primaire drijver zijn"

De auteur opent met de volgende stelling:

"CO₂ vertegenwoordigt zelf geen energie en kan daarom geen primaire drijver zijn."

Probleem: niemand beweert dat CO₂ energie creëert of zelf de energiebron van het klimaatsysteem is. Hier wordt dus al meteen een stroman opgetrokken.

De zon is en blijft de enige belangrijke energiebron van het klimaatsysteem. De vraag is niet waar de energie vandaan komt, maar hoe snel de aarde die energie opnieuw kwijt raakt. Precies daar grijpt CO₂ in. Niet door energie toe te voegen, maar door de snelheid te beïnvloeden waarmee de aarde warmte uitstraalt naar de ruimte.

Een eenvoudig voorbeeld maakt dat duidelijk. Niemand zal beweren dat een deken warmte produceert. Toch slaap je er warmer onder, niet omdat de deken energie toevoegt, maar omdat je lichaam minder snel warmte verliest.

Met CO₂ gebeurt in wezen hetzelfde. CO₂ verandert niet hoeveel zonnestraling de aarde ontvangt, maar wel hoe efficiënt warmte naar de ruimte ontsnapt. Een deel van de uitgaande infraroodstraling wordt geabsorbeerd en opnieuw uitgezonden, waardoor de effectieve hoogte vanwaar de aarde warmte uitstraalt verschuift. Om opnieuw in energiebalans te komen, moet het aardoppervlak opwarmen.

De eerste hoofdwet van de thermodynamica wordt daarmee niet weerlegd.

Integendeel. Het broeikaseffect is juist een rechtstreeks gevolg van die energiebalans.

Paleoklimaat: temperatuur liep vóór op CO₂

Vervolgens verwijst de auteur naar de Vostok- en EPICA-ijskernen en maakt een denkfout die je regelmtig ziet terugkeren. Omdat in de ijskernen temperatuurstijgingen enkele honderden jaren vóór de stijging van de CO₂-concentratie optreden, concludeert hij dat CO₂ onmogelijk een drijvende kracht achter klimaatverandering kan zijn.

Ook hier ontbreekt opnieuw een essentieel deel van het verhaal. De fout zit in wat hij niet ziet.

Tijdens de overgangen van een ijstijd naar een tussenijstijd was CO₂ namelijk geen forcering, maar een positieve terugkoppeling. De eerste opwarming werd veroorzaakt door veranderingen in de baan van de aarde rond de zon. Pas daarna warmden de oceanen op, waardoor extra CO₂ vrijkwam. Die extra CO₂ versterkte vervolgens de oorspronkelijke opwarming.

De auteur presenteert de vertraging van CO₂ alsof die het broeikaseffect zou weerleggen. In werkelijkheid is die vertraging juist precies wat de klimaatwetenschap al tientallen jaren verwacht én verklaart.

Bovendien zegt dit argument niets over de huidige klimaatverandering. Tijdens de ijstijden volgde de CO₂-concentratie de temperatuur. Vandaag is het precies andersom: de mens verhoogt de CO₂-concentratie rechtstreeks door fossiele brandstoffen te verbranden.

Opnieuw zien we hetzelfde patroon. Een correct beschreven fysisch proces wordt gebruikt om een conclusie te trekken die er niet uit volgt. Dat CO₂ tijdens de ijstijden als feedback werkte, bewijst allerminst dat CO₂ vandaag geen rol kan spelen. Integendeel, het toont juist aan dat veranderingen in de CO₂-concentratie de temperatuur verder kunnen beïnvloeden.

Wie zich verder wil verdiepen in deze kwestie vindt op Skeptical Science een heldere uitleg: CO₂ lags temperature

"Waterdamp is het belangrijkste broeikasgas, dus CO₂ speelt slechts een ondergeschikte rol"

De auteur wijst erop dat waterdamp verantwoordelijk is voor het grootste deel van het natuurlijke broeikaseffect. Daaruit concludeert hij dat CO₂ slechts een ondergeschikte rol kan spelen.

Ook dat klinkt aannemelijk, maar opnieuw volgt de conclusie niet uit de premisse.

Dat waterdamp het belangrijkste broeikasgas is, wordt door niemand betwist. De auteur presenteert dit echter alsof het een argument tégen de rol van CO₂ is, terwijl hij daarmee juist een belangrijk onderdeel van het gangbare klimaatmodel beschrijft.

CO₂ en waterdamp vervullen namelijk verschillende functies. CO₂ zorgt voor de initiële opwarming. Daardoor kan de atmosfeer meer waterdamp bevatten. Die extra waterdamp versterkt vervolgens de oorspronkelijke opwarming.

Met andere woorden: CO₂ is de forcering, waterdamp de positieve terugkoppeling.

De auteur behandelt beide mechanismen echter alsof ze elkaar zouden uitsluiten. Maar zo werkt het klimaatsysteem niet. Het ene mechanisme versterkt juist het andere.

Ironisch genoeg beschrijft de auteur hier dus precies het mechanisme waarop de huidige klimaatmodellen zijn gebaseerd, om vervolgens te concluderen dat datzelfde mechanisme de rol van CO₂ zou weerleggen.

Wie zich verder wil verdiepen in de wisselwerking tussen CO₂ en waterdamp vindt op Skeptical Science een heldere uitleg: Explaininghow the water vapor greenhouse effect works

"De oceaan bepaalt de CO₂-concentratie, niet andersom"

Vervolgens beroept de auteur zich op de wet van Henry. Koud poolwater neemt CO₂ op, warm tropisch water geeft CO₂ af. Daaruit concludeert hij dat de CO₂-concentratie in de atmosfeer in essentie door de temperatuur van de oceanen wordt bepaald.

Opnieuw zien we hetzelfde patroon: Wat de auteur schrijft, is niet fout. Het is alleen niet het hele verhaal. 

Volgens de wet van Henry lost CO₂ inderdaad beter op in koud water dan in warm water. Daarom kan koud zeewater meer CO₂ bevatten. Tot zover is er niets mis.

Alleen houdt de uitleg daar plots op.

De wet van Henry zegt namelijk óók dat de hoeveelheid CO₂ die in zeewater oplost afhangt van de CO₂-concentratie boven het water. Naarmate de atmosferische CO₂-concentratie stijgt, zal ook meer CO₂ door de oceaan worden opgenomen totdat een nieuw evenwicht is bereikt.

En dat is precies wat vandaag gebeurt.

Door de verbranding van fossiele brandstoffen is de atmosferische CO₂-concentratie sterk gestegen. Als gevolg daarvan nemen de oceanen netto enorme hoeveelheden van die extra CO₂ op. Volgens NOAA is die opname in de eerste plaats een fysische reactie op de stijgende atmosferische CO₂-concentratie. Temperatuur en oceaancirculatie spelen uiteraard mee, maar worden niet als de dominante oorzaak beschouwd.

Opnieuw wordt dus slechts de helft van het verhaal verteld. De eerste helft van de wet van Henry wordt uitvoerig besproken, de tweede helft verdwijnt geruisloos uit beeld. Vervolgens wordt uit die onvolledige voorstelling een conclusie getrokken die uit de volledige wet van Henry helemaal niet volgt.

"De polen als radiator van de planeet"

Vanaf dit hoofdstuk begint de argumentatieve structuur van het artikel steeds verder uiteen te vallen.

De auteur bespreekt achtereenvolgens de mondiale energiebalans, warmtetransport via atmosfeer en oceanen, de sterke opwarming van het noordpoolgebied en de opname van CO₂ door de oceanen. Op zichzelf zijn dat allemaal bekende natuurkundige processen. Alleen wordt gaandeweg steeds minder duidelijk welke centrale stelling hij eigenlijk nog probeert te onderbouwen.

De tekst lijkt steeds meer te bestaan uit losse beweringen waarvan de lezer zelf maar moet proberen te achterhalen hoe ze met elkaar samenhangen. De ene zin volgt vaak niet logisch uit de vorige en nieuwe stellingen worden geïntroduceerd zonder dat duidelijk wordt waarom ze relevant zijn voor de conclusie.

Dat wordt vooral duidelijk wanneer de auteur stelt dat de sterke opwarming van het noordpoolgebied uitsluitend het gevolg zou zijn van een toegenomen warmtetransport vanuit lagere breedten.

Zelfs als warmtetransport een belangrijke rol speelt, volgt daaruit nog niet dat CO₂ geen rol speelt. Warmtetransport verplaatst immers energie binnen het klimaatsysteem; het verklaart niet waarom de aarde als geheel meer energie vasthoudt. Dat zijn twee verschillende vragen, die in dit hoofdstuk voortdurend door elkaar lijken te lopen.

Nog opmerkelijker is de slotzin:

"CO₂ speelt hier geen rol want deze is constant over het ganse aardoppervlak."

Waarom uit een vrijwel uniforme CO₂-concentratie zou volgen dat CO₂ geen rol kan spelen bij regionale verschillen in opwarming, wordt nergens uitgelegd. De conclusie verschijnt eenvoudig aan het einde van de paragraaf. De redenering die ertoe zou moeten leiden ontbreekt volledig.

"CO₂ als kleine modulator"

In het volgende hoofdstuk wordt dat probleem alleen maar groter.

De auteur begint met de vaststelling dat extra CO₂ de uitgaande infraroodstraling vermindert en daardoor een kleine positieve stralingsonbalans veroorzaakt. Vervolgens springt de tekst naar waterdamp, convectie en andere natuurlijke energiestromen. Daarna verschijnen plots "sterke negatieve terugkoppelingen", om uiteindelijk te eindigen met de conclusie dat de klimaatgevoeligheid waarschijnlijk veel lager is dan algemeen wordt aangenomen.

Het merkwaardige is dat vrijwel geen van die tussenstappen wordt uitgewerkt. Waarom is de vergelijking met convectie relevant? Welke negatieve terugkoppelingen worden precies bedoeld? Waarom zouden die de opwarming grotendeels compenseren? En vooral: hoe volgt uit dit alles dat de klimaatgevoeligheid laag zou zijn???

Eigenlijk is dat de rode draad: de auteur somt een reeks bekende elementen opop en lijkt vervolgens te veronderstellen dat de rol van CO₂ daarmee automatisch kleiner wordt, zonder zich veel te bekommeren hoe die conclusie volgt uit zijn tekst. Het wààrom ontbreekt. Het bestaan van convectie, waterdamp, oceaanstromingen of warmtetransport zegt op zichzelf niets over de grootte van de bijdrage van CO₂. Daarvoor moeten de verschillende processen worden gekwantificeerd en in hun onderlinge samenhang worden bekeken. Precies dat is wat de moderne klimaatfysica doet en precies die stap ontbreekt volledig.

Tegen dit punt lijkt de tekst nauwelijks nog uit een samenhangende argumentatie. Naar het einde toe bekroop me zelfs de indruk dat sommige zinnen willekeurig naast elkaar zijn gezet in de hoop dat de gewenste conclusie er vanzelf uit zou volgen.

Conclusie 

Uiteindelijk bleef ik me tijdens het lezen één vraag stellen: probeerde de auteur een natuurkundige hypothese te toetsen, of was hij vooral op zoek naar argumenten die zijn vooraf vaststaande conclusie konden ondersteunen? 

Misschien is dat wel het wezenlijke verschil tussen wetenschap en pseudowetenschap. Wetenschap probeert voortdurend haar eigen blinde vlekken op te sporen. Ze toetst elke nieuwe conclusie aan de volledige beschikbare kennis, juist om te ontdekken waar een redenering mogelijk fout loopt. Pseudowetenschap doet vaak het tegenovergestelde. Ze vertrekt vanuit een onvolledig beeld en merkt daardoor niet dat de ontbrekende delen van de wetenschap de eigen conclusie al lang hebben weerlegd.

Dat is precies wat dit artikel zo zwak maakt. De afzonderlijke natuurkundige begrippen zijn grotendeels correct, maar ze worden losgemaakt uit hun context en groter geheel. Daardoor lijken allerlei logische sprongen overtuigend, simpelweg omdat bij de auteur de kennis ontbreekt die laat zien waarom ze niet kunnen kloppen. 

De blinde vlek wordt zo onderdeel van de redenering zelf.

Wat overblijft is geen alternatieve klimaatfysica, maar een reeks conclusies die alleen plausibel lijken zolang een groot deel van de relevante natuurkunde buiten beeld blijft. En dus is dit artikel een schoolvoorbeeld van pseudowetenschap.