Soms roepen alarmisten dat de temperatuur van de aarde wel 4-6 graden zou kunnen stijgen (bij een verdubbeling van de CO2-concentratie in de atmosfeer). En dan zijn ze boos als dat niet voetstoots wordt aangenomen omdat de beroemde Zweedse onderzoeker Svante Arrhenius dat immers in de 19e eeuw al had aangetoond! En dat klopt, deels. In een van zijn vroegere studies had Arrhenius inderdaad een dergelijke temperatuursstijging van de aarde voorzien. Maar enige tijd daarna werd duidelijk dat Arrhenius helemaal geen CO2 had onderzocht maar ordinaire waterdamp, en toen hij zijn berekeningen corrigeerde kwam hij tot veel minder griezelige conclusies. Helaas publiceerde hij die correcties in een Duitstalig tijdschrift en werd waarschijnlijk daarom niet opgemerkt. Hans Erren ontdekte het wel en gaf er op de Ontgroeningsdag een presentatie over.

2 Afgelopen december werd mijn aandacht getrokken door dit citaat van Stefan Rahmstorf:

"Then, in 1897, Svante Arrhenius, who earned a Nobel Prize for chemistry six years later, calculated how much global warming a doubling of CO2 in the atmosphere would cause. His answer was 4-6 degrees Celsius (a little more than the 2-4 degrees that modern studies consistently find)."

Rahmstorf werd in Nederland bekend als de wetenschapper die verantwoordelijk is voor het extreme zeespiegelscenario van de Deltacommissie. Nu wil het feit dat ik in 2003 al naar de berekeningen van Arrhenius heb gekeken, mijn conclusies heb ik opgeschreven op mijn website maar ik ben er nooit aan toegekomen om ze in een wetenschappelijk tijdschrift te publiceren, ondanks de uitnodiging van Hans von Storch in 2006.

3 Voor de analyse van het werk van Arrhenius moeten we nog tien jaar verder terug naar de Allegheny sterrenwacht in Pittsburg in 1887. De Allegheny sterrenwacht in Pittsburg was in die tijd het kenniscentrum voor sprectroscopie. Samuel Pierpont Langley had de bolometer uitgevonden (een apparaat om de straling van hemellichamen te meten-red.), en was de leider van de sterrenwacht.
John Brashear was een begenadigd instrumentmaker die een infraroodspectrograaf had gebouwd met een prisma van pools steenzout dat regelmatig optisch gepolijst moest worden.
Frank Washington Very was de observator van infrarood maanlicht, die nauwkeurig de metingen verrichte die Arrhenius tien jaar later zou gebruiken voor zijn berekeningen aan co2.

4 Even een opfrisser wat een prisma doet. Ik heb de LP-hoes van Pink Floyd gepikt, omdat het daar zo mooi op staat. Licht valt op het prisma en aan de andere kant valt het uiteen in alle kleuren van de regenboog, Violet heeft de sterkste afbuiging, ongeveer 42 graden, en bij 39 graden begint het infrarood.

5 Deze waarnemingsreeks op de sterrenwacht van Pittsburg aan de volle maan van 9 februari 1887 door Frank Very heb ik vergeleken met een reconstructie die met behulp van Modtran is gemaakt. Voor een meting van 120 jaar oud is hij best wel goed. We zien onderin de metingen als de opkomende volle maan laag bij de horizon staat (airmass 6) en bovenin als de volle maan hoog aan de hemel staat staat (airmass 1). Het mooie is dat de metingen gewoon zijn gepubliceerd, ik hoefde geen beroep te doen op de Wet Openbaarheid Bestuur om ze te krijgen.

6 Terug naar Stockholm 1896, Svante Arrhenius is bezig aan een verklaring voor de ijstijden en weet uit de experimenten van Tyndall dat kooldioxide sterk infrarood absorbeert. Hij leidt formules voor opwarming af. HIj zoekt waarnemingen van de transparantie van de atmosfeer beta, en vindt die in de Alleghenywaarnemingen van tien jaar terug. 

7 In Tabel II van Arrhenius zien we het gemiddelde van alle metingen van Pittsburgh (gele driehoekjes), en de afleiding van de individuele transmissiespectra van waterdamp (blauw) en Co2 (rood) door middel van de kleinste kwadraten methode.

8 In Tabel III zien we dan de afgeleide atmosferische absorptie van CO2 voor hogere waarden.

9 En in Tabel VII tenslotte, de temperaturen voor verschillende geografische breedte en concentratie Co2. Samenvattend: 4 tot 6 graden voor een verdubbeling, precies wat Rahmstorf citeert.

Prachtig, bloed zweet en tranen heeft het Arrhenius gekost zonder rekenmachine. Hij geeft een praatje voor de Philosophical Society in Engeland en beschrijft het wat uitgebreider in een Duitse publicatie van de Zweedse academie.
Maar het verhaal is hiermee niet afgelopen.

10 Vier jaar later, Langley is verhuisd naar Massachusetts om bij het Smithsonian van Harvard te gaan werken. Samen met Abbott publiceert hij verder onderzoek aan de brekingsindex van steenzout, die in het infrarood nog zeer onzeker was.

11 Hier zijn de bijgewerkte zout-eigenschappen. We zien dat de verste infraroodmetingen van Frank Very bij 35 graden afbuighoek overeen komen met 12 micrometer, en niet zoals eerder gedacht bij 30 micrometer. Dit heeft verstrekkende gevolgen voor het gemeten infraroodspectrum

12 WATERDAMP!!!
Wat blijkt is dat de waterdamp en Co2 spectra van Arrhenius pure fantasie waren en dat de infrarodmetingen van Allegheny volledig bestaan uit waterdampmetingen. De berekeningen voor opwarming van Arrhenius als gevolg van Co2 zijn dus ook volledige fantasie.

13 Arrhenius werd zich later bewust van de meetfouten en corrigeerde zijn berekeningen in 1906 drastisch naar beneden aan de hand van verbeterde laboratoriummetingen. Dit gebeurde in een Zweedse duitstalige publicatie die niet in de angelsaksische wereld bekend is. (vreemd genoeg ook niet bij de duitser Rahmstorf) Deze berekening komt beter overeen met de niet-teruggekoppelde waarde van 1.2 graden die nu algemeen aanvaard wordt.

14 Conclusies:

1. De Allegheny-waarnemingen zijn in principe waterspectra en kunnen daarom niet worden gebruikt voor CO2 berekeningen
2. De veelgeroemde berekeningen van Arrhenius van 1896 aan CO2 berusten op waterdampmetingen.
3. Arrhenius heeft in 1906 zijn berekeningen naar beneden gecorrigeerd, maar dit wordt vrijwel nooit geciteerd.
4. We kunnen dus terecht spreken van een Water-gate voor Stefan Rahmstorf.

Maar mijn verhaal is nog niet af!

15 Maar...
het CO2 neemt toch toe?
Onlangs heeft Knorr nog een de industriële cumulatieve productie vergeleken met de opname en toont aan dat het Co2 wel toeneemt maar dat van een alarmistische opnameverzadiging nog geen sprake is.

16 ...en het CO2-spectrum is toch niet verzadigd?
Inderdaad is er aan de randen van de belangrijkste CO2 absorptiepiek nog voldoende ruimte voor meer absorptie bij toenemend Co2.

17 Maar de totale absorptie neemt niet toe! En dat is de werkelijke meetwaarde die van belang is. De toename van CO2 wordt gecompenseerd door een uitdroging van de atmosfeer zodat de totale absorptie niet toeneemt.Ferenc Miskolczi heeft er zelfs een theorie voor afgeleid waarom dat zo is.

18 ...en inderdaad wil de stratosfeer dan ook maar niet verder afkoelen
Hier is te zien waarom Phil Jones van de week vertelde waarom de temperatuur sinds 1995 niet gestegen is. Bij een temperatuurstijging aan het aardoppervlak hoort een afkoeling van de stratosfeer (daar waar de verkeersvliegtuigen vliegen) zoals te zien is, wil het daar de laatste 15 jaar maar niet afkoelen. De warme pieken zijn veroorzaakt door grote vulkaanuitbarstingen, die aan het aardoppervlak zorgen voor tijdelijke afkoeling en in de stratosfeer voor tijdelijke opwarming. Maar al 15 jaar koelt het niet verder af.

19 Bedankt voor uw aandacht, mijn dank gaat nog uit naar de bibliothecarissen van de Utrechtse en Delftse universiteitsbibliotheken, naar David Archer voor de online versie van Modtran3
en naar Theo Richel voor de uitnodiging van deze ochtend.
Deze presentatie is gemaakt met Open Office
Bezoek mijn weblog http://klimaathype.vkblog.nl voor de laatste nieuwtjes

20 Hier ziet u nog een overzicht van Geraadpleegde literatuur
Dank u wel

Samuel P. Langley (and Frank W. Very), 1890, The Temperature of the Moon, Memoir of the National Academy of Sciences, vol. iv. 9th mem. 193pp
Svante Arrhenius, 1896, On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science [fifth series] April 1896. vol 41, p237-275

Langley & Abbot, 1900, Annals of the Astrophysical Observatory of the Smithsonian Institution, Volume I

Svante Arrhenius 1906, Die vermutliche Ursache der Klimaschwankungen, Meddelanden från K. Vetenskapsakademiens Nobelinstitut, Vol 1 No 2, pages 1-10.

Knorr, W., 2009. Is the airborne fraction of anthropogenic CO2 emissions increasing? Geophysical Research Letters, 36, L21710, doi:10.1029/2009GL040613.

Miskolczi, F.M. ,2007: Greenhouse effect in semi-transparent planetary atmospheres, Quarterly Journal of the Hungarian Meteorological Service Vol. 111, No. 1, January-March 2007, pp. 1-40

Roger Pielke Sr, 2010, Comments On "Contributions Of Stratospheric Water Vapor To Decadal Changes In The Rate Of Global Warming By Solomon Et Al 2010", online February 15, 2010