Wetenschap
De frequentie van hittedagen wordt in veel onderzoeken systematisch onderschat
De fout is gebaseerd op de voorheen onopgemerkte impact van de seizoenscyclus op de extreme drempel als gevolg van de onjuiste toepassing van zogenaamde ‘bewegende tijdvensters’. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications .
Steeds vaker voorkomende extreme temperaturen zijn een van de gevaarlijkste gevolgen van door de mens veroorzaakte klimaatverandering en zijn als zodanig het onderwerp van talloze wetenschappelijke analyses.
Een veelgebruikte methode om extremen zoals hittedagen te definiëren, houdt rekening met de aanpassing aan lokale omstandigheden en berekent deze ten opzichte van de lokale temperatuurverdeling. Onderzoekers van de afdeling Meteorologie en Geofysica van de Universiteit van Wenen hebben nu echter een aanzienlijke fout ontdekt in de berekening van dergelijke relatieve extremen.
Extreme temperaturen worden vaak gedefinieerd ten opzichte van lokale omstandigheden en omvatten ongewoon warme periodes over de hele wereld. Deze aanpak hanteert verschillende drempelwaarden, bijvoorbeeld voor Europa en Antarctica, waardoor een vergelijking mogelijk wordt in het optreden van hittedagen tussen deze qua klimaat diverse regio’s. Voor het berekenen van de lokale temperatuurdrempel worden vaak zogenaamde bewegende tijdvensters gebruikt.
Deze vensters zijn bedoeld om het aantal dagen dat in aanmerking komt voor de berekening van de drempel te vergroten, met de bedoeling de betekenis van de drempel te vergroten. Veel eerdere onderzoeken hebben daarom de lengte van dit tijdsbestek vergroot van de oorspronkelijk aanbevolen vijf dagen tot maximaal 31 dagen. Het onlangs gepubliceerde onderzoek toont nu aan dat zulke lange tijdsvensters leiden tot een vermenging van de seizoenscyclus met de drempelwaarde, waardoor onbedoeld de kans op extremen wordt verkleind.
Frequentie van hittedagen onderschat
De rekenfout kan, afhankelijk van de regio, leiden tot een onderschatting van de verwachte frequentie van hittedagen, zoals uitgelegd door de hoofdauteur van het onderzoek, Lukas Brunner, senior wetenschapper bij de afdeling Meteorologie en Geofysica van de Universiteit van Wenen, " Warmtedagen worden vaak gedefinieerd als de 10 procent warmste dagen op elke locatie."
"We hebben echter kunnen aantonen dat een fout in de berekening kan leiden tot een aanzienlijke onderschatting van het aantal extreme dagen. Dit is tot nu toe in veel onderzoeken over het hoofd gezien."
Regio's die bijzonder getroffen worden, zijn onder meer het westen van de Verenigde Staten en het Arabische schiereiland, waar slechts 7 procent van de hittedagen door het algoritme wordt gedetecteerd in plaats van de juiste 10 procent, wat leidt tot een relatieve fout van -30 procent. Daarentegen wordt de kans op hittedagen in Europa vrij nauwkeurig geschat op de juiste 10 procent.
"Deze regionale verschillen in de manifestatie van de fout die we hebben geïdentificeerd, kunnen de interpretatie van de resultaten vertekenen en tot problemen leiden bij het vergelijken van verschillende regio's in de wereld", legt Brunner uit.
De opwarming van de aarde vermindert de fout
De studie onderzoekt ook de impact van de klimaatverandering, waaruit blijkt dat bepaalde regio's bij onverminderde emissies in de toekomst vrijwel voortdurend te maken zullen krijgen met extreme temperaturen. De ontdekte onderschatting van extremen neemt af met extreme opwarming van het klimaat.
Dit leidt echter tot een overschatting van het veranderingssignaal; zoals klimaatwetenschapper Brunner uitlegt:“Tegen het einde van de eeuw zal in hotspotgebieden zoals het Arabische Schiereiland bijna elke dag volgens de huidige maatstaven als een warme dag worden beschouwd. Maar vanwege de fout kent de historische periode slechts 7 procent hittedagen. in plaats van de juiste 10 procent, wat leidt tot een overschatting van de stijging."
In hun onderzoek stellen de auteurs ook een correctie voor die de fout vrijwel volledig elimineert. "We hopen dat ons onderzoek leidt tot toekomstig werk waarbij de fout wordt vermeden, waardoor een betere karakterisering van veranderingen in extreme temperaturen binnen het raamwerk van de klimaatverandering mogelijk wordt", zegt Aiko Voigt, co-auteur van het onderzoek en hoogleraar aan de afdeling Meteorologie en Geofysica aan de Universiteit van Wenen.