Hoewel de eerste wetenschappelijke klimaatmodellen nog relatief primitief van opzet waren, blijken de modellen uit de jaren zeventig nauwkeurig te zijn geweest.

De temperatuurstijging die modellen tientallen jaren geleden koppelden aan de CO2-concentratie van het huidige niveau, komt vrijwel exact overeen met de daadwerkelijk gemeten opwarming.

Dat broeikasgassen zoals CO2 warmte vasthouden, is al sinds halverwege de negentiende eeuw bekend dankzij baanbrekend werk van de Amerikaanse natuurkundige Eunice Foote en de Ier John Tyndall. Zij kwamen met de eerste metingen van warmteabsorptie van deze broeikasgassen. In diezelfde eeuw kwam de Zweedse natuurkundige Svante Arrhenius al met een formule waarmee de stijging van CO2 in de atmosfeer kon worden omgerekend naar een hogere aardtemperatuur.

Maar om dergelijke berekeningen nauwkeuriger uit te voeren, moet je die formules voor warmteabsorptie ook toepassen in een nagebootst model van het klimaatsysteem van de aarde. Klimaatwetenschappers proberen dit sinds de jaren zeventig, toen de komst van computertechnologie de eerste experimentele klimaatmodellen mogelijk maakte.

Nieuw onderzoek moet vertrouwen in klimaatmodellen vergroten

De CO2-concentratie van de atmosfeer ligt inmiddels rond 410 deeltjes per miljoen (ppm) en stijgt nog elk jaar met 2 of 3 ppm zolang de wereldwijde uitstoot niet wordt teruggedrongen. Ondertussen nemen weerstations en satellieten ook een structurele stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde waar. Het is nu gemiddeld 1,1 graden warmer dan in de periode voor de door mensen veroorzaakte CO2-stijging.

Die getallen blijken vrijwel exact overeen te komen met de verwachtingen van historische klimaatmodellen, zeggen Amerikaanse onderzoekers van de University of California, het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en ruimtevaartorganisatie NASA. Die namen de prestaties van alle gevestigde klimaatmodellen van tussen 1970 en 2010 onder de loep. Hun studie verscheen vorige week in Geophysical Research Letters.

Volgens de onderzoekers moet dit onderzoek verwarring over de prestaties van oude klimaatmodellen wegnemen en het vertrouwen geven dat modellen de toekomstige opwarming nauwkeurig kunnen voorspellen.

Nauwkeurige berekening van opwarming belangrijk voor toekomst

Klimaatwetenschapper Bart Verheggen van Amsterdam University College noemt het een belangrijke toets voor de wetenschap om goede voorspellingen te kunnen doen. "In deze studie worden voorspellingen van de opwarming die in het verleden zijn gedaan systematisch beoordeeld. Daarbij is het belangrijk om appels met appels te vergelijken en niet met peren. Zo wordt in deze studie rekening gehouden met eventuele verschillen in CO2-uitstoot tussen de modelberekening en de echte wereld."

"En dan blijken klimaatmodellen, ook die van decennia geleden, de opwarming heel goed te hebben voorspeld", zegt Verheggen. "Dat geeft vertrouwen in de voorspellingen."

Klimaatmodellen tonen verband temperatuur en CO2, voorspellen geen gedrag

Volgens de hoofdauteur van de nieuwe studie, klimatoloog Zeke Hausfather, worden klimaatmodellen weleens onterecht beoordeeld op precieze waarden gekoppeld aan exacte jaartallen in de toekomst. Klimaatmodellen moet je volgens hem echter beoordelen op hun vermogen om de onderlinge relatie tussen elementen van het klimaatsysteem na te bootsen, zoals het koppelen van de temperatuur en CO2-niveaus.

Of een bepaalde temperatuur in een specifiek jaartal word bereikt, hangt af van het CO2-niveau van dat moment. Volgens Hausfather kunnen klimaatmodellen dat CO2-niveau niet voorspellen, omdat juist emissies een veel te onzekere factor zijn. De emissies hangen namelijk sterk af van menselijke keuzes.

Daarom is ook de opwarming in de toekomst onzeker. De voorspellingen lopen uiteen van 1,5 tot 5 graden Celsius aan het einde van deze eeuw. Dat hangt voor een deel af van klimatologische onzekerheidsmarges, maar voor een veel groter deel van emissiescenario's. Oftewel de menselijke factor, die vrijwel niet met een model te voorspellen is.