Niet aardbewoners, maar hemellichamen zijn de oorzaak van klimaatsverandering. Kosmische straling afkomstig van sterren heeft langs een flinke omweg invloed op de hoeveelheid wolken. Deze reflecteren een deel van de zonnestraling richting ruimte. De zon bepaalt op zijn beurt hoeveel kosmische straling de aardatmosfeer binnenkomt. Een logische verklaring voor klimaatsverandering, zo lijkt.

Dat wolken een onzekere factor in klimaatmodellen zijn, onderschrijven vriend en vijand van de broeikashypothese. Die houdt in dat de mens de belangrijkste oorzaak is van klimaatsverandering. De Technische Universiteit in Delft verdubbelde afgelopen najaar niet voor niets het aantal onderzoekers dat een vinger probeert te krijgen achter de werking van wolken. En bewolking is niet het enige mysterie waar klimaatmodellen geen weg mee weten. Ook de processen in de nachtelijke atmosfeer kosten modellenmakers hoofdbrekens, zo blijkt uit promotieonderzoek aan de universiteit in Wageningen, eind vorig jaar.

De Deense klimaatwetenschapper Henrik Svensmark en de Engelse wetenschapsjournalist Nigel Calder gaan in hun boek ”Kosmisch klimaat”, dat eind vorig jaar uitkwam, nog een stap verder. Volgens hen kampen klimaatmodellen niet alleen met onzekerheden, maar is de basis, het uitgangspunt, fout. „De menselijke invloed is verwaarloosbaar en de huidige opwarming is vrijwel volledig te wijten aan buitenaardse invloeden”, zeggen zij en ze onderbouwen deze stelling tot in detail.

De motor achter klimaatsverandering is kosmische straling, afkomstig van geëxplodeerde sterren, stellen de auteurs. Deze energierijke deeltjes komen met een snelheid die grenst aan die van het licht de heliosfeer binnen, het deel in de ruimte waar het magnetisch veld van de zon zijn invloed laat gelden. Hoe actiever de zon is, hoe sterker het magnetisch veld, hoe minder kosmische straling de aardatmosfeer bereikt.

Svensmark vergeleek in 2000 de door de zon gestuurde fluctuaties in kosmische straling met satellietgegevens over de bewolkingsdichtheid. En inderdaad: meer kosmische straling door een minder actieve zon zorgt voor meer bewolking, en andersom. Het KNMI bestempelt dit verband op zijn website overigens als „uiterst twijfelachtig.”

Eigenzinnig
Verrassend genoeg, zo schrijft Calder, is de invloed van deze zonnevariabiliteit het grootst op wolken in de onderste 3 kilometer van de atmosfeer. Oftewel: juist daar waar de kosmische straling het zwakst is. Zo’n 60 procent van alle wolken behoort tot de lage bewolking. En laten nu juist deze wolken volgens satellietgegevens van de NASA de sterkste afkoelers zijn.

De hoeveelheid lage bewolking is tussen 1901 en 1995 met 8,6 procent gedaald, berekende Svensmark op basis van data van de Britse ruimtewetenschapper Mike Lockwood. De zon nam volgens zijn onderzoek in deze periode 131 procent in kracht toe. Saillant detail: de opwarming als gevolg van de dalende trend in bewolking komt overeen met de waarde die het klimaatpanel van de VN, het IPCC, op basis van de broeikashypothese berekende.

Het eigenzinnige gedrag van Antarctica, waar de temperatuursveranderingen vaak uit de pas lopen met die op andere continenten, sluit naadloos aan bij de verklaring van Svensmark. De sneeuwvlakten daar vormen het witste oppervlak ter wereld, witter dan wolkentoppen. Het gevolg is dat meer bewolking extra zonne-energie absorbeert en voor een deel richting het aardoppervlak straalt. De antarctische bodem warmt hierdoor plaatselijk op, terwijl meer wolken boven andere delen van de aarde juist een afkoelend effect hebben.

Svensmark kan met zijn wolkenhypothese niet alleen een verklaring geven voor temperatuursveranderingen in het recente verleden, maar ook voor de wisselingen van vele duizenden jaren terug, stelt Calder. De hoeveelheid kosmische straling in de lage aardatmosfeer is daarbij niet alleen afhankelijk van de zonne-activiteit, maar ook van de plaats van de zon in het Melkwegstelsel. Soms doorkruist ze een sterrenarm gebied, waar weinig kosmische straling is, wat dus in een langdurige warme periode kan resulteren.

Katalysator
Om critici de mond te snoeren, gaan de auteurs van ”Kosmisch klimaat” uitgebreid in op het mechanisme van wolkenvorming door kosmische straling. Het deeltje dat volgens Svensmark verreweg de grootste invloed heeft op de vorming van lage bewolking is het zogenaamde muon. Dat ontstaat wanneer kosmische straling van hoge energie op luchtdeeltjes botst. Een lang leven is deze deeltjes niet beschoren; ze bestaan slechts twee miljoenste van een seconde, precies lang genoeg om het onderste deel van de dampkring te bereiken.

Op hun korte reis schieten muonen losse elektronen uit luchtdeeltjes. Deze fungeren op hun beurt als een soort katalysator bij het vormen van zogenaamde condensatiekernen, waarop waterdamp condenseert, die uiteindelijke uitgroeien tot wolkendruppels. Met een relatief eenvoudig experiment toont Svensmark aan dat dit mechanisme klopt. Critici staan echter sceptisch tegenover dit experiment en wachten de resultaten van een onderzoek door het CERN in Genève af, het Europees instituut dat onderzoek doet naar elementaire deeltjes.

Ook als de onderzoeksresultaten van het CERN in het straatje van Svensmark passen, zullen aanhangers van de broeikashypothese en hun opponenten elkaar voorlopig in de haren blijven vliegen. Zo is de opwarming van de aarde sinds 1980 volgens de eersten met de wolkenhypothese moeilijk verklaarbaar omdat de zonneactiviteit sindsdien niet is toegenomen.

Svensmark erkent in zijn boek dat hij hier nog geen sluitende verklaring voor heeft. Een nieuw onderzoeksgebied -de kosmoklimatologie- zal dergelijke gaten dichten en van het versterkte broeikaseffect hooguit een randverschijnsel maken, zo is zijn overtuiging. Het KNMI stelt zich in een reactie op Svensmarks onderzoek gematigder op en ziet de wolkenhypothese als een welkome aanvulling die de betrouwbaarheid van klimaatmodellen mogelijk verbetert.

Mede n.a.v. ”Kosmisch klimaat”, door Nigel Calder en Henrik Svensmark; uitg. Veen Magazines, Diemen, 2007; ISBN-13: 978 90 857 1164 3; 238 blz.; € 24,95.

-----------------------------------------

„Nog onvoldoende gegevens over bewolking”

„Wolken spelen een cruciale, maar nog onvoldoende begrepen rol in het klimaatsysteem”, zo reageert Harm Jonker, wolkenonderzoeker aan de Technische Universiteit in Delft, op de hypothese van Henrik Svensmark. Meer bewolking kan volgens hem inderdaad voor een afkoelend effect zorgen. „Maar wolken houden ook door de aarde uitgestraalde warmte vast. Bovendien kan warmere lucht meer waterdamp bevatten dan koude, wat een vertragend effect op wolkenvorming heeft. We weten niet welk effect het sterkst is.”

Jonker plaatst de hypothese in het licht van andere recente studies die stellen dat de weerkaatsing van zonlicht door meer bewolking de laatste tientallen jaren juist is toegenomen. „Volgens deze theorie zorgt de toegenomen vervuiling voor extra condensatiekernen in de lucht, waardoor er in wolken meer kleinere druppels ontstaan. Deze wolken zijn witter en blijven lang in de lucht hangen. Zonder het afkoelend effect hiervan zou de opwarming veel sterker geweest kunnen zijn.”

Het feit dat twee schijnbaar tegenstrijdige hypothesen kunnen voortleven, geeft volgens Jonker aan dat de huidige meetgegevens nog niet voldoende eenduidig zijn om een van beide theorieën overtuigend te weerleggen. „Gezien het belang van wolken voor het klimaat liggen er voor de wetenschap op dit gebied nog flinke uitdagingen.”