Homogenisatie van temperatuurdata in De Bilt: waarom en hoe?

Lees ook over de feiten mbt Tx: “Warme dagen in De Bilt: een opwaartse trend?!”

Inleiding

Sinds het begin van de 20e eeuw wordt in Nederland systematisch temperatuur gemeten. De langste reeks die we kennen, is die van het KNMI-hoofdstation in De Bilt. Deze reeks vormt een hoeksteen van ons begrip van klimaatverandering in Nederland. Maar zoals bij elke langlopende meetreeks kan de meetomgeving veranderen. Dit kan leiden tot zogenoemde “inhomogeniteiten”: abrupte sprongen of trends in de data die niet door het klimaat zelf worden veroorzaakt, maar door veranderingen in meetinstrumenten of de omgeving. In 2016 heeft het KNMI de temperatuurreeksen van de vijf hoofdmeetstations, waaronder De Bilt, gecorrigeerd voor zulke effecten – een proces dat ‘homogenisatie’ wordt genoemd .

Deze correcties zijn onderwerp van discussie geweest, mede vanwege de publieke en wetenschappelijke betekenis van de data. In dit artikel bespreken we de aanleiding voor de homogenisatie, hoe het KNMI de aanpassing heeft uitgevoerd, welke argumenten daarvoor zijn aangevoerd, en hoe wetenschappers en critici hierop hebben gereageerd.

Wat is homogenisatie?

Homogenisatie is een techniek waarbij meetreeksen worden aangepast om abrupte verstoringen te verwijderen die niet door het werkelijke klimaat zijn veroorzaakt. Denk aan de verplaatsing van een weerstation, verandering van meetapparatuur of aanpassingen in de omgeving (zoals nieuwe gebouwen of bomen).

Zonder correctie zouden zulke veranderingen leiden tot een verkeerd beeld van klimaatverandering. Zo zou een temperatuurstijging kunnen lijken op een klimaatopwarming, terwijl deze in werkelijkheid voortkomt uit een technische aanpassing.

De casus De Bilt

Het KNMI-station in De Bilt is sinds 1901 in gebruik. In 1950 vond er een belangrijke verandering plaats: het weerstation werd verplaatst van een beschutte locatie (locatie A/B) naar een opener veld (locatie C). Tegelijkertijd werd de oude ‘pagode’-thermometerhut vervangen door een moderner type, de ‘Stevenson’-hut .

Deze dubbele wijziging leidde tot een abrupte temperatuursprong. Volgens KNMI-analyse leidde vooral de vervanging van de thermometerhut tot een verlaging van de gemeten maximumtemperatuur (Tx) met gemiddeld 0,5 tot 0,7 °C in het zomerhalfjaar. De verplaatsing van het station leidde daarnaast tot een verlaging van de minimumtemperatuur (Tn), omdat het nieuwe terrein minder beschut was .

Om de breuk rond 1950 te corrigeren, heeft het KNMI gebruikgemaakt van parallelmetingen uit de periode 1947–1950 (pagode en Stevenson op hetzelfde terrein), en moderne herhalingsmetingen tussen 2016–2018 met een nagebouwde pagode .

Methodiek van het KNMI

In 2016 publiceerde Theo Brandsma een homogenisatie-analyse van de vijf KNMI-hoofdstations. De aanpak was gebaseerd op:

1. Detectie van inhomogeniteiten: breuken in de tijdreeks werden opgespoord met statistische methoden.
2. Gebruik van referentiestations: het KNMI gebruikte onder andere Eelde als referentie om de temperatuurreeks van De Bilt mee te vergelijken. Zo kon men inschatten hoeveel van de afwijking verklaard kon worden door veranderingen in meetomstandigheden.
3. Toepassing van correctiefactoren: voor De Bilt betrof de grootste correctie een verlaging van de maximumtemperatuur in augustus van 1,9 °C bij de hoogste percentielen (bijvoorbeeld het 95e percentiel van tropische dagen). Gemiddeld lag de correctie lager .

Naast de statistische vergelijking met Eelde heeft het KNMI aanvullende metingen uitgevoerd op het testveld in De Bilt. Daar werd een replica van de pagodehut geplaatst, zodat de verschillen met een moderne Stevenson-hut onder gecontroleerde omstandigheden opnieuw gemeten konden worden.

Wat laten de metingen zien?

Uit zowel de historische als de moderne parallelmetingen blijkt consequent dat de pagode hogere temperaturen registreert dan de Stevenson-hut, vooral bij zonnig en windstil weer. In de zomermaanden konden de verschillen in maximumtemperatuur (Tx) oplopen tot ruim 1 °C, terwijl de verschillen in minimumtemperatuur (Tn) veel kleiner waren. Dit betekent dat de overgang in 1950 tot een kunstmatige daling van de gemeten maximumtemperatuur leidde .

Het KNMI concludeert dat ongeveer de helft van de correctie voor Tx verklaard kan worden door de overgang van de pagode naar de Stevenson-hut. De andere helft komt voor rekening van de verplaatsing naar het open veld.

Voor Tn ligt het anders: de correctie wordt vooral toegeschreven aan de verplaatsing, omdat beschutting van gebouwen en vegetatie een groot effect heeft op nachtelijke uitstraling en daarmee op de minimumtemperatuur .

Controverse en kritiek

Hoewel het KNMI de correcties uitvoerig heeft gedocumenteerd en onderbouwd, ontstond in 2019 publieke ophef over de aanpassing. Stichting CLINTEL, onder leiding van emeritus hoogleraar Guus Berkhout, publiceerde een rapport getiteld “Het raadsel van de verdwenen hittegolven” waarin werd gesteld dat de homogenisatie tot een kunstmatige versterking van opwarming leidde .

CLINTEL betoogt onder meer dat door de homogenisatie een aanzienlijk aantal hittegolven uit de periode vóór 1950 uit de statistiek verdween. Volgens hun analyse zou dit het beeld van versnelde klimaatverandering kunnen versterken. CLINTEL stelt ook vraagtekens bij de keuze van het referentiestation (Eelde) en pleit voor meer transparantie en controle door externe experts.

Het KNMI reageerde hierop met een eigen toelichting, waarin werd benadrukt dat de gehomogeniseerde reeksen juist beter geschikt zijn voor trendanalyses. Volgens het KNMI blijven er ook na homogenisatie nog hittegolven zichtbaar in het verleden, maar zijn de criteria voor hittegolven (zoals vijf opeenvolgende dagen boven 25 °C waarvan drie boven 30 °C) gevoeliger voor veranderingen in Tx dan in Tn. Daardoor kunnen enkele marginale hittegolven verdwijnen na correctie .

NRC over het “hittegolvenraadsel”

In een artikel van NRC Handelsblad (1 augustus 2019) werd uitgelegd dat de commotie rond de verdwenen hittegolven voortkomt uit een misverstand over de aard van homogenisatie. Het artikel wees erop dat het aantal hittegolven in het verleden deels gebaseerd was op meetmethoden die niet meer consistent waren met de moderne praktijk. Juist door homogenisatie ontstaat er een eerlijke vergelijking tussen vroeger en nu. De conclusie van het artikel is helder: er is geen raadsel – wel een noodzakelijke correctie.

Internationale context

De homogenisatie van temperatuurreeksen is internationaal gangbaar. Ook in andere landen (zoals Duitsland, Engeland en de Verenigde Staten) worden langjarige meetreeksen regelmatig gecorrigeerd om technische of omgevingsveranderingen te compenseren. Het World Meteorological Organization (WMO) beveelt zelfs aan om homogenisatie toe te passen voor klimaatonderzoek.

Het homogenisatieproces van het KNMI is dus geen uitzondering, maar volgt internationale richtlijnen en wordt ook gepubliceerd in wetenschappelijke tijdschriften.

Wat betekent dit voor de opwarmingstrend?

De gehomogeniseerde temperatuurreeks van De Bilt laat een opwarming zien van ongeveer 2 °C sinds 1901. Volgens het KNMI blijft deze trend bestaan, ook zonder de data van De Bilt: de overige vier hoofdstations vertonen eenzelfde patroon. De homogenisatie zorgt ervoor dat de sprong rond 1950 niet onterecht de opwarming onderbreekt, wat tot een onderschatting van de lange termijntrend zou leiden .

Conclusie

De homogenisatie van de temperatuurreeks in De Bilt is een wetenschappelijk verantwoorde poging om meetstoringen uit het verleden te corrigeren. De belangrijkste aanpassingen betreffen de overgang van de pagode- naar de Stevenson-hut en de verplaatsing van het meetstation in 1950. Dankzij parallelmetingen – zowel historisch als recent – is deze correctie deels kwantificeerbaar. De resterende onzekerheid is erkend en gemotiveerd.

Hoewel er publieke kritiek bestaat op het homogenisatieproces, laten zowel de methodologie als de internationale standaardpraktijk zien dat deze correcties nodig zijn voor een betrouwbare analyse van klimaatverandering. Zoals bij elke correctie zijn er marges van onzekerheid, maar de homogenisatie draagt bij aan de wetenschappelijke betrouwbaarheid van langjarige klimaatdata.

Bronnen

• Brandsma, T. (2016). Homogenization of daily temperature data of the five principal stations in the Netherlands. KNMI Technical Report TR-356.
• Brandsma, T. (2019). Homogenisatie van temperatuurreeksen: Pagode versus Stevenson, Meteorologica, Maart 2019.
• CLINTEL (2020). Het raadsel van de verdwenen hittegolven.
• NRC (2019). Er is geen hittegolvenraadsel, 1 augustus 2019.
• KNMI (z.d.). Homogenisatie zorgt voor betrouwbare temperatuurreeksen. www.knmi.nl