Centraal in het werk van Svensmark staat de stelling dat variaties in de zonneactiviteit het klimaat op aarde kunnen beïnvloeden via een mechanisme dat grotendeels ontbreekt of onvoldoende wordt weergegeven in conventionele klimaatmodellen: veranderingen in galactische kosmische straling kunnen de ionisatie van de atmosfeer beïnvloeden, wat op zijn beurt weer van invloed kan zijn op de vorming van aerosolen en wolkcondensatiekernen. Omdat wolken een grote invloed hebben op de hoeveelheid zonne-energie die het aardoppervlak bereikt, kunnen zelfs relatief bescheiden veranderingen in de eigenschappen van wolken mogelijk klimatologische gevolgen hebben.
Van een ongebruikelijke correlatie naar een nieuwe hypothese
Svensmark herinnert zich dat zijn interesse in de invloed van de zon op het klimaat ontstond toen hij werkzaam was bij het Deense Meteorologisch Instituut. Hij was daar in aanraking gekomen met eerder onderzoek van Eigil Friis-Christensen naar de relatie tussen de lengte van de zonnecyclus en het klimaat. Hoewel de correlatie binnen het instituut met aanzienlijke scepsis werd bekeken, vond Svensmark het intrigerend en begon hij zich af te vragen welk fysisch mechanisme dit zou kunnen verklaren.
Destijds werd aangenomen dat veranderingen in de totale zonnestraling te klein waren om substantiële klimaateffecten te verklaren. Dit bracht Svensmark ertoe een andere mogelijkheid te overwegen: misschien beïnvloedde de zon het klimaat indirect door de wolkenvorming te veranderen.
Zijn aandacht richtte zich op kosmische straling, omdat de intensiteit daarvan in de atmosfeer aanzienlijk varieert gedurende de ongeveer 11-jarige zonnecyclus. Wanneer de zonneactiviteit hoog is, is de zonnewind sterker en schermt deze de aarde doorgaans af tegen galactische kosmische straling. Wanneer de zonneactiviteit zwak is, dringen meer kosmische stralen de atmosfeer binnen.
De hypothese was daarom niet simpelweg dat de zon helderder of zwakker wordt, maar dat zonneactiviteit de atmosferische omgeving waarin wolken ontstaan zou kunnen beïnvloeden.
Soon en Connolly benadrukken dat dit een aanzienlijke afwijking betekende van de manier waarop zonne-invloeden doorgaans in klimaatmodellen worden behandeld. Conventionele modellen geven de invloed van de zon grotendeels weer via veranderingen in de totale zonnestraling (TSI). Het door Svensmark voorgestelde mechanisme omvat daarentegen een reeks fysische processen die in de atmosfeer plaatsvinden.
Kosmische straling, ionisatie en wolkenvorming
Svensmark legt het voorgestelde mechanisme in relatief eenvoudige bewoordingen uit. Schommelingen in de zonneactiviteit beïnvloeden de stroom van galactische kosmische straling die de aarde bereikt. Deze kosmische straling veroorzaakt ionisatie in de atmosfeer. De resulterende ionen kunnen helpen bij het stabiliseren van kleine moleculaire clusters, waardoor deze kunnen uitgroeien tot aerosoldeeltjes.
Sommige van deze deeltjes kunnen uiteindelijk wolkcondensatiekernen (CCN) worden — de microscopische oppervlakken waarop waterdamp condenseert tot wolkendruppeltjes. Veranderingen in het aantal beschikbare condensatiekernen kunnen daarom de wolkenmicrofysica beïnvloeden en, uiteindelijk, de hoeveelheid zonnestraling die door het aardse systeem wordt gereflecteerd of geabsorbeerd.
Een belangrijk punt is dat Svensmark niet beweert dat kosmische straling uit het niets wolken creëert. Wolken ontstaan door vele op elkaar inwerkende processen. In plaats daarvan kan kosmische straling onder bepaalde atmosferische omstandigheden een belangrijke bijdragende factor vormen.
Connolly vergelijkt dit met het concept van een “snelheidsbepalende stap” in de scheikunde. Een complex proces kan vele verschillende reacties omvatten, maar onder bepaalde omstandigheden kan één factor een onevenredig grote invloed uitoefenen op de totale snelheid. Op dezelfde manier zou door kosmische straling veroorzaakte ionisatie in bepaalde omgevingen bijzonder belangrijk kunnen worden.
Svensmark benadrukt dat het mechanisme daarom een modulatie van de wolkenvorming is, en geen verklaring voor alle wolken.
Laboratoriumbewijs
Een van de centrale ontwikkelingen in het onderzoek van Svensmark was de bouw van laboratoriumfaciliteiten die waren ontworpen om relevante atmosferische omstandigheden na te bootsen.
In experimenten die in Denemarken werden uitgevoerd, creëerden onderzoekers een grote kamer met gassen die waren ontworpen om aspecten van de atmosfeer na te bootsen. Vervolgens varieerden ze de mate van ionisatie.
De resultaten toonden volgens Svensmark aan dat een toenemende ionisatie het aantal kleine aerosoldeeltjes deed toenemen. Dit leverde experimenteel bewijs voor een belangrijk onderdeel van het voorgestelde mechanisme: ionisatie kan de vorming van aerosolen beïnvloeden.
Het belang van dergelijke experimenten is dat ze het argument verder brengen dan een puur statistische correlatie. In plaats van louter vast te stellen dat kosmische straling en bepaalde klimaatvariabelen samen variëren, probeerden de onderzoekers een onderliggend fysisch proces aan te tonen.
Het CLOUD-experiment van CERN leverde vervolgens nog een belangrijke experimentele toets op. CLOUD, onder leiding van Jasper Kirkby, maakte gebruik van een streng gecontroleerde atmosferische kamer om de nucleatie van aerosolen te onderzoeken. Svensmark merkt op dat uit de experimenten van CERN eveneens bleek dat een toenemende ionisatie de aerosolvorming deed toenemen, wat in grote lijnen overeenkomt met het effect dat in zijn eerdere experimenten werd waargenomen.
De discussie wordt controversiëler wanneer de deelnemers ingaan op Svensmarks relatie met het CLOUD-project. Svensmark zegt dat hij aanvankelijk deel uitmaakte van de stuurgroep, maar later werd verwijderd nadat hem was verteld dat zijn Deense experiment werd beschouwd als concurrentie voor het CERN-project. Het gesprek presenteert deze episode als een voorbeeld van de institutionele spanningen die kunnen ontstaan wanneer onderzoek een gevestigde interpretatie ter discussie stelt.
De atmosfeer als natuurlijk laboratorium
Een belangrijk punt van kritiek op laboratoriumexperimenten ligt voor de hand: zelfs als een mechanisme onder gecontroleerde omstandigheden werkt, werkt het dan ook in de echte atmosfeer?
Svensmark en zijn medewerkers probeerden juist deze vraag te beantwoorden door Forbush-afnames te bestuderen. Dit zijn tijdelijke afnames in de intensiteit van kosmische straling die verband houden met zonne-uitbarstingen. Wanneer een dergelijke ‘gebeurtenis’ de aarde bereikt, kan het zonneplasma de planeet tijdelijk afschermen tegen galactische kosmische straling.
De daaruit voortvloeiende verandering in de ionisatie van de atmosfeer kan aanzienlijk zijn — Svensmark spreekt van veranderingen tot ongeveer 30 procent. In tegenstelling tot een laboratoriumexperiment vinden deze gebeurtenissen op natuurlijke wijze plaats en beïnvloeden ze de atmosfeer op een relatief korte tijdschaal.
Dit maakt ze bruikbaar als wat de onderzoekers beschouwen als “natuurlijke experimenten”. Onderzoekers kunnen onderzoeken wat er gebeurt met atmosferische aerosolen en wolken vóór, tijdens en na een Forbush-afname.
Volgens Svensmark laten waarnemingen van satellieten en andere datasets een reactie zien, met name in laaggelegen vloeibare wolken, vooral boven afgelegen oceaangebieden. Dat geografische patroon is belangrijk omdat deze gebieden relatief vrij zijn van veel van de antropogene en terrestrische invloeden die waarnemingen elders bemoeilijken.
Het voordeel van Forbush-afnames is ook statistisch van aard. Veranderingen die verband houden met de 11-jarige zonnecyclus verlopen relatief traag en worden gemakkelijk vervuild door andere langetermijn-veranderingen in het klimaatsysteem. Een Forbush-gebeurtenis veroorzaakt daarentegen een relatief scherpe verstoring, gevolgd door herstel, waardoor het gemakkelijker is om te onderzoeken of atmosferische variabelen reageren op de verwachte tijdschaal.
De moeilijkheid bij het meten van wolken
Het gesprek gaat vervolgens over op een van de hardnekkigste problemen in de klimaatwetenschap: wolken.
Connolly wijst erop dat moderne mondiale klimaatmodellen doorgaans horizontale rasterafmetingen hebben van ongeveer 100 kilometer. Afzonderlijke wolken en veel aerosolprocessen vinden plaats op schalen die veel kleiner zijn dan dit. Een model kan ze daarom niet expliciet weergeven.
In plaats daarvan moeten wolken worden geparametriseerd — weergegeven door middel van wiskundige benaderingen die trachten het gemiddelde gedrag van niet-weergegeven processen te beschrijven.
Dit leidt tot een fundamentele onzekerheid. Als de fysische processen die de wolkenvorming bepalen onvoldoende worden begrepen, bevatten parameterisaties noodzakelijkerwijs aannames en vereenvoudigingen.
Voor de hypothese van Svensmark is dit bijzonder belangrijk, omdat het voorgestelde mechanisme juist via aerosolen en wolkenmicrofysica werkt. De interviewers stellen dat het moeilijk is om een mechanisme terzijde te schuiven omdat het niet prominent in modellen voorkomt, terwijl de modellen zelf de relevante processen niet direct kunnen weergeven.
Svensmark is het ermee eens dat wolken een van de belangrijkste onopgeloste problemen in klimaatmodellering blijven.
De IPCC-controverse
De discussie wordt scherper wanneer de deelnemers ingaan op de manier waarop het IPCC het onderzoek van Svensmark heeft behandeld.
Soon maakt een belangrijke kanttekening: het zou onjuist zijn om simpelweg te beweren dat het IPCC de effecten van kosmische straling nooit in zijn modellen heeft meegenomen. Het gaat er volgens hem om hoe deze effecten zijn weergegeven. Hij stelt dat sommige pogingen om het mechanisme in modellen op te nemen zo vereenvoudigd waren dat ze geen serieuze toetsing van Svensmarks empirische bevindingen vormden.
Svensmark zegt dat het IPCC zijn werk over het algemeen afwijzend heeft behandeld. Hij herinnert zich discussies over de selectie van auteurs voor relevante hoofdstukken van de evaluatierapporten en zegt dat een voorgestelde auteur mede als gekwalificeerd werd beschouwd omdat hij “anti-Svensmark” was.
De interviewers beschrijven dit als bewijs van een institutionele neiging om de hypothese van Svensmark te behandelen als iets dat moet worden weerlegd in plaats van neutraal te worden onderzocht. Ze bespreken ook wat zij zien als een terugkerend patroon in de wetenschappelijke literatuur: wanneer een artikel de bevindingen van Svensmark ondersteunt, krijgt het mogelijk weinig aandacht, terwijl een studie die een negatief resultaat rapporteert, als doorslaggevend kan worden gepresenteerd.
Hoe men deze institutionele geschillen ook interpreteert, de onderliggende wetenschappelijke vraag blijft of het mechanisme van kosmische straling en wolken een klimaateffect kan hebben dat groot genoeg is om op langere tijdschalen van belang te zijn.
Van de zonnecyclus tot de geschiedenis van de aarde
Het werk van Svensmark houdt niet op bij de ongeveer 11-jarige zonnecyclus. Het interview gaat verder met onderzoek naar veel langere tijdschalen, waaronder de geologische geschiedenis.
Hier wordt het werk van Nir Shaviv en Jan Veizer besproken. Galactische kosmische straling is grotendeels afkomstig van energetische astrofysische processen, waaronder exploderende zware sterren. Terwijl het zonnestelsel door de Melkweg beweegt, passeert het gebieden met verschillende niveaus van stervorming, waaronder de spiraalarmen van de Melkweg.
Als kosmische straling de wolkenvorming beïnvloedt, zouden deze grote variaties in de intensiteit van kosmische straling mogelijk een klimatologische afdruk kunnen achterlaten op geologische tijdschalen.
Svensmark beschrijft onderzoek dat suggereert dat grote ijstijden in de geschiedenis van de aarde redelijk goed samenvallen met de doorgang van het zonnestelsel door gebieden van de Melkweg die gepaard gaan met hogere kosmische-stralingsfluxen.
Het voorgestelde mechanisme zou onafhankelijk van veranderingen in de zonneactiviteit werken. De zon fungeert als een modulator van de penetratie van kosmische straling op kortere tijdschalen, terwijl de galactische omgeving over miljoenen jaren veel grotere veranderingen zou kunnen teweegbrengen.
Deze onderzoekslijn illustreert ook waarom Svensmark geïnteresseerd raakte in het klimaat als een breder astrofysisch vraagstuk. Hij zegt dat geologische klimaatschommelingen enorm zijn in vergelijking met die welke in het moderne instrumentele tijdperk worden waargenomen, en dat ze verbanden kunnen onthullen tussen astronomische processen en de omstandigheden die nodig zijn voor leven op aarde.
De prijs van controversieel onderzoek
Het laatste deel van het interview krijgt een zeer persoonlijk karakter. Svensmark zegt dat het voortzetten van dit onderzoek ernstige gevolgen heeft gehad voor zijn academische carrière. Hij beschrijft hoe hij in 2016 werd gedegradeerd als hoogleraar, in 2021 te maken kreeg met een poging om hem te ontslaan en vervolgens zijn salaris verloor. Vervolgens verklaart hij dat hij in 2026, kort voor het interview, uit zijn functie werd ontslagen.
Hij zegt ook dat zijn zoon, die de achternaam Svensmark draagt, moeite heeft gehad om een academische functie te vinden en nu lesgeeft op een middelbare school.
De deelnemers verwerpen het idee dat Svensmarks werk werd ingegeven door financiële steun van de fossiele-brandstofindustrie.
Voor Svensmark is het ironisch dat het wetenschappelijke principe dat hij zegt te hebben gevolgd – het volgen van het bewijs, waar dat ook toe leidt – politiek problematisch kan worden wanneer het onderwerp klimaatverandering is.
Wetenschap versus politiek
Het interview eindigt met een bredere beschouwing over wetenschappelijke vrijheid. Svensmark zegt dat hij niettemin dankbaar is dat hij onderzoek heeft kunnen doen dat hij intellectueel fascinerend vindt. Zijn interesse ligt uiteindelijk niet alleen in het aanvechten van een bepaalde klimaattheorie, maar in het begrijpen van de fysische mechanismen die het klimaat van de aarde bepalen en de relatie daarvan met de bredere kosmos.
Soon en Connolly stellen dat deze ervaring een breder probleem illustreert: wanneer wetenschappelijke vraagstukken politiek geladen raken, kunnen wetenschappers onder druk komen te staan om zich aan te passen aan een gevestigd narratief.
Hun uiteindelijke boodschap is dat echt wetenschappelijk onderzoek vereist dat men het bewijs volgt in plaats van politieke verwachtingen. Zoals Connolly het stelt: als onderzoek wordt uitgevoerd op een politiek geladen terrein en de resultaten in tegenspraak zijn met heersende politieke aannames, kan de wetenschap zelf “politiek incorrect” worden.
Svensmark is het daarmee eens. Het gesprek wordt afgesloten met het principe dat “als je een echte wetenschapper bent, je de wetenschap volgt waar die je ook naartoe leidt”.
Het interview presenteert de carrière van Svensmark dan ook zowel als een wetenschappelijk onderzoek als een casestudy over de moeilijkheden waarmee onderzoekers worden geconfronteerd die mechanismen voorstellen die buiten het dominante klimaatparadigma vallen. De centrale wetenschappelijke stelling is dat variabiliteit in de zon het klimaat niet alleen kan beïnvloeden via kleine veranderingen in de totale zonnestraling, maar ook via kosmische straling, ionisatie van de atmosfeer, aerosolvorming en wolkenmicrofysica. De laboratoriumexperimenten, waarnemingen van de Forbush-afname en geologisch onderzoek worden gepresenteerd als verschillende bewijslijnen voor die bredere hypothese.
Of de omvang van het daaruit voortvloeiende klimaateffect voldoende is om de heersende verklaring voor de moderne klimaatverandering ter discussie te stellen, is een afzonderlijke wetenschappelijke vraag. Wat het interview echter duidelijk maakt, is dat het mechanisme van kosmische straling het verdient om op zijn fysische merites te worden onderzocht, in plaats van terzijde te worden geschoven omdat het niet naadloos past in bestaande klimaatmodellen.
Source: https://clintel.nl/kosmische-straling-klimaat-svensmark/
.