Normalen en extremen in een sterk opwarmend klimaat

Allereerst een aantal observaties van mijn kant om alvast de toon te zetten:
- 2014 was het laatste 'warme jaar', daarvoor 1989+1990
- 2021 was te koud, verder waren van de afgelopen 10 jaar alle jaren 'normaal'
- een extreem warm jaar in 1900-1910 (9.9 °C) komt overeen met een extreem koud jaar nu (9.8 °C)

Gemiddelde jaartemperatuur de Bilt met gecentreerd lopend gemiddelde

Disclaimer:
Ik ben geen wetenschapper en pretendeer hiermee ook geen wetenschappelijke data te presenteren. Dit is gemiddelde weerdata voor de Bilt in een spreadsheet, met mijn eigen keuzes voor berekeningen om een duidelijk beeld te schetsen dat niet direct 100% statistisch verantwoord is. Toen Jan Visser in de jaren '90 zag dat er een duidelijke verandering in de temperaturen was opgetreden, is hij in zijn weerpraatjes op eigen houtje de 'noodnormalen' gaan gebruiken in plaats van de normalen zoals ze toen gebruikt moesten worden. Dat is ook een beetje de gedachte hierachter. Het heeft namelijk naar mijn mening geen zin om iedere maand en ieder seizoen of jaar als 'extreem warm' te bestempelen als er aan de volgende voorwaarden voldaan is:
- de opwarmende trend bestaat en is intact
- de oorzaak van de opwarmende trend is bekend
- de oorzaak blijft bestaan
- de opwarmende trend volgt de voorspelde trends op basis van wetenschappelijk onderzoek

Methode:
Gemiddelde temperatuur waarden (zoals bijv. op weerstatistieken.nl) met een berekend simpel voortschrijdend gemiddelde (SMA in de financiële wereld) van 31 jaar. Dus het gemiddelde voor 1980 is berekend over de jaren 1950-1980. Voor de jaren begin 1900, waar nog onvoldoende data is, is gekozen voor minimaal 15 jaar oplopend naar 31 jaar.
Dit gemiddelde loopt bij een veranderend klimaat altijd (ruim) achter de feiten aan. Daarom wordt een gecentreerd gemiddelde berekend. Het gemiddelde voor 1980 wordt dan berekend over de 15 jaar ervoor en erna (1965-1995). Bij recente jaren (>2008) kan dit niet, dus moet er een trend berekend en geëxtrapoleerd worden. Deze trend wordt berekend door te kijken naar de toename in het gemiddelde over 31 waarden. Hieruit volgt dan de opwarmende trend in °C/decade (grofweg 0.4 °C/decade momenteel).
Extremen verschuiven met de trend, dus extremen kunnen beter gedefinieerd worden aan de hand van de standaarddeviatie (sd). Enigszins arbitrair noem ik alles binnen 1sd 'normaal'. 1-1.5sd is warm/koud, 1.5-2sd is zeer warm/koud, >2sd is extreem. Standaarddeviaties zijn berekend over 31 voorgaande jaren. Voor de jaren begin 1900 is gekozen voor minimaal 10 jaar oplopend naar 31 jaar. Standaarddeviaties zijn tussen ~0.5 °C en ~0.8 °C sinds het begin van de metingen.

Observaties:
- uit de reeks sinds 1901 was 1996 het meest extreme jaar, met ruim 2.4sd onder de normaal
- de meest extreme warmte was er in 1934, met +1.8sd, gevolgd door 1959, 1989 en 1990
- tegen 2030 zal de opwarming van het klimaat in de Bilt gemiddeld de 2.5 °C overschreden hebben. Op jaarbasis is dit reeds 4x gebeurd
- er zijn 5 jaren geweest met >2sd. Aangezien normaliter ~95.5% van de meetpunten binnen 2sd vallen, zouden er volgens de statistiek 5-6 jaren moeten zijn waarvoor dit geldt
- alle jaren met >2sd zijn aan de koude kant. Aangezien het winterseizoen historisch gezien de grootste extremen kent, is dit niet verrassend. De mediaan ligt in het lage-landen klimaat boven het gemiddelde, uitschieters zijn naar beneden.
- de sprong in opwarming (midden jaren '70 in de grafiek) werd duidelijk in de gemiddelden door de grote afwezigheid van 'koude' jaren na 1963. van 1901 t/m 1963 waren er 13 jaren met Tg < 8.5 °C, sindsdien exact nul
- voor 2040 mogen we nog één jaar verwachten met een extreme afwijking naar de koude kant zoals 1996 of 2010, met tegen die tijd een Tg die zo 'laag' is dat deze vergelijkbaar is met bijvoorbeeld 2013 (<10 °C)

p.s. aanmerkingen om dit te verbeteren zijn altijd welkom. Seizoen/maandgegevens zijn er ook, met grotendeels dezelfde trends maar met unieke variaties.

Zelfde grafiek maar met het gewone lopende gemiddelde ter illustratie: