AHP

In de klimaatwetenschap stikt het van de afkortingen en acroniemen. LIA – Little Ice Age, LGM – Last Glacial Maximum, OHC – Ocean Heat Content of ENSO – El Niño-Southern Oscillation, zijn enkele voorbeelden van wat je zoal tegen kunt komen. Het IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change heeft er zelfs een aparte appendix voor in het leven geroepen: IV Acronyms. Ik kwam onlangs een afkorting tegen waar ik nog nooit van had gehoord en die niet in het IPCC-lijstje voorkwam:
AHP

Tijd dus voor een AHP-speurtocht. AHP staat voor African Humid Period en betreft een periode die loopt van circa 14,800 tot 5,500 jaar BP (circa 11,000 tot 5,000 BP wordt ook wel eens genoemd). Waarmee alweer de zevende afkorting in dit blogstuk is geïntroduceerd: BP staat voor Before Present in de wereld van de paleoklimatologie en om de verwarring een beetje te vergroten staat “Present” niet voor het heden maar voor het jaar 1950. De African Humid Period is een tijdperk in de geschiedenis van het klimaat op aarde waarin er in het noorden van Afrika meer regen viel dan nu het geval is en de Sahara veel groener was. Er leefden toen meer mensen in het gebied dat wij nu als een dorre woestijn bezaaid met zandduinen kennen (zie figuur 1). Er zijn zelfs aanwijzingen dat mensen daar circa 7000 jaar geleden melkvee (koeien, schapen en geiten) hielden. Onderzoek aan sedimenten levert aanwijzingen over de historie van het waterniveau in meren of de hoeveelheid neerslag (zie figuur 2), beide laten zien dat Noord-Afrika tijdens het AHP natter was dan nu het geval is.

Figuur 1. Een indicatie van de bevolkingsdichtheid in Noord-Afrika tot 10,000 jaar BP.
Bron: De Menocal 2015 figure 1b.

Lees verder

Open discussie winter 2016 – 2017

Het duurde wat langer dan normaal voordat we dit jaar afscheid van de zomer hebben genomen doordat september nog enkele extreem warme dagen kende. Inmiddels zitten we alweer in november en ook dat is een maand met klimaatextremen. Dit keer niet alleen qua temperatuur of ijs, maar tevens in de politiek door de veelbesproken Amerikaanse presidentsverkiezing. Daarnaast is er een nieuwe VN-klimaatconferentie geweest, COP22 te Marrakech, waar de aangesloten landen verdere afspraken hebben gemaakt als vervolg op het klimaatakkoord van Parijs van vorig jaar. Meer daarover bij o.a. CarbonBrief.

Intussen gaat de opwarming van de aarde natuurlijk gewoon door. 2016 zal een record vestigen als het warmste jaar sinds het begin van de metingen, als er niet iets heel geks gebeurt, en dat terwijl 2014 en daarna 2015 al recordwarme jaren waren.

Op de Zuidpool verdwijnt in deze tijd het zeeijs en op de Noordpool groeit het aan. Deze maand zijn ook daar, in beide gebieden, extremen te melden. In tegenstelling tot eerdere jaren verdwijnt het zeeijs rond Antarctica in rap tempo en scoort het oppervlak aan zeeijs op de Noordpool een laagterecord voor deze periode. Dit samen betekent dat er voor de maand november bijzonder weinig zeeijs op aarde is t.o.v. andere jaren. Een reden voor bezorgdheid maar niet voor paniek.

Met de winter voor de deur is het tijd voor een nieuwe Open Discussie op Klimaatverandering. Hier kunnen inhoudelijke discussies over klimaatwetenschap en klimaatverandering worden gevoerd of voortgezet, die niet direct betrekking hebben op een specifiek blogstuk.

Paniek om paleoklimatologie

Er was vorige week nogal wat drukte in de social media om een nieuw paleoklimatologisch onderzoek. Of beter: om een artikel van The Independent over dat onderzoek. De kop boven dat artikel is niet bepaald hoopvol: “Climate change may be escalating so fast it could be ‘game over’, scientists warn”. Sommige twitteraars meenden, als ik het me goed herinner, dat het einde van de wereld nu al onafwendbaar is. Sommige anderen leken te denken dat de mensheid nog voor het eind van deze eeuw verdwenen zou zijn als we niets zouden doen om broeikasgasemissies terug te brengen.

Het artikel van The Independent is een stuk genuanceerder dan de kop doet vermoeden. Gelukkig maar. Niet alleen omdat de aarde hoe dan ook zijn baantjes om de zon zal blijven trekken, ongeacht wat wij aanrichten met het klimaat, of omdat de menselijke soort wel eens moeilijker uitroeibaar zou kunnen zijn dan sommigen denken. Maar ook, of beter: vooral, omdat het bijna nooit voorkomt dat een onderzoek alle bestaande kennis in een keer tenietdoet. Wie zijn conclusies baseert op één enkel onderzoek lijdt aan het single study syndrome. Een kwaal die, zo blijkt, niet alleen voorkomt bij pseudosceptici.

Het gaat dus om een paleoklimatologisch onderzoek dat verscheen in Science Advances (het filiaal van Science dat niet achter een betaalmuur zit): “Nonlinear climate sensitivity and its implications for future greenhouse warming” van Friedrich et al.. Het onderzoek reconstrueert de mondiaal gemiddelde temperatuur over bijna 800.000 jaar: een periode die meerdere cycli van glacialen en interglacialen omvat. Op basis van die reconstructie wordt geschat hoe gevoelig het klimaat is voor veranderingen in de stralingsbalans. Die klimaatgevoeligheid geeft een indicatie van de te verwachten opwarming door een versterkt broeikaseffect. Friedrich et al. lijkt in dit opzicht op het onderzoek van Snyder dat in september verscheen. De reconstructies komen goed overeen, zoals de afbeelding hieronder laat zien.

Temperatuurreconstructie volgens Friedrich et al. 2016 (in zwart) en Snyder 2016 (in groen). (Bron: Jos Hagelaars)

Temperatuurreconstructie volgens Friedrich et al. 2016 (in zwart) en Snyder 2016 (in groen). (Bron: Jos Hagelaars)

Lees verder

Een koude vlek en een vertragende stroming: wat is er aan de hand in de noordelijke Atlantische Oceaan?

201501-201512

Jaargemiddelde temperatuuranomalieën voor 2015 (t.o.v. het gemiddelde van de 20e eeuw) volgens NOAA

In Reykjavik vond eerder deze maand de Arctic Circle Assembly plaats, een jaarlijkse conferentie over allerlei zaken die te maken hebben met het noordpoolgebied. Een van de onderwerpen die hier werden besproken was een opvallend verschijnsel in de Atlantische Oceaan: een plek ten zuiden van Groenland die afkoelt, terwijl de rest van de wereld warmer wordt. Terwijl 2015 wereldwijd een nieuw warmterecord vestigde, was het oceaanoppervlak hier recordkoud. De afkoeling in dit gebied is al jaren aan de gang – Rahmstorf et al. constateerden vorig jaar een dalende trend in de temperatuur over een periode van meer dan een eeuw – en die koelte duurt ook nu nog voort, zoals bijvoorbeeld te zien is bij Nullschool. (Een excuus om nog eens de aandacht op die prachtige site te vestigen is altijd welkom). Op RealClimate geeft Stefan Rahmstorf een uitgebreide toelichting op dit fenomeen. Hieronder volgt een samenvatting van de hoofdpunten.

fig1a_new-600x393

Temperatuurtrend over de periode 1901 – 2013 volgens gegevens van NASA. Bron: Rahmstorf et al. 2015

Lees verder

Traagheid in het klimaatsysteem

Stel je voor dat je op een groot schip zit dat op een aanvaring afstevent. Wat zou jij doen? Zou je volle kracht vooruit blijven gaan totdat je het object waar je tegenaan dreigt te varen als het ware aan kunt raken? Of zou je proberen om tijdig van koers te veranderen, in de wetenschap dat een dergelijke koersverandering voor zo’n groot schip een veel tijd in beslag neemt?

De traagheid van het schip impliceert dat je op tijd moet handelen om een aanvaring te voorkomen.

Het klimaatsysteem heeft ook een enorme traagheid ingebouwd. En net als bij een groot schip betekent dit dat vroegtijdige actie nodig is als we het verdere verloop van het klimaat willen bijsturen. Deze traagheid is een cruciaal aspect van het klimaatsysteem, zowel wetenschappelijk als maatschappelijk – maar in het maatschappelijk debat is het een zeer ondergewaardeerd en onbekend aspect.

inertia

De traagheid van het klimaatsysteem is als een supertanker: als we koers willen wijzigen moeten we het roer tijdig in de gewenste richting draaien.

Waarom is die traagheid zo belangrijk? Omdat intuïtief veel mensen denken dat zodra we onze CO2 uitstoot sterk hebben gereduceerd (wat we niet hebben gedaan), het probleem dan opgelost zal zijn. Maar dat is niet het geval – bij lange na niet. Zelfs als we de CO2-uitstoot tot nul terugbrengen over een realistische tijdsperiode, dan zal de CO2 concentratie in de atmosfeer – en dus ook de mondiaal gemiddelde temperatuur- nog heel lang hoger blijven dan die van nature zou zijn geweest. Voor vele duizenden jaren, zoals te zien is in onderstaande figuur. De totale hoeveelheid CO2 die we in de loop van een paar honderd jaar de lucht in brengen zal het klimaat en daarmee het leven op deze planeet voor honderdduizenden jaren beïnvloeden. Als we de mate van opwarming waaraan de aarde voor lange tijd gecommitteerd zal zijn willen beperken, dan moeten we de CO2 uitstoot in een zo vroeg mogelijk stadium reduceren. Hoe langer we emissiereductie uitstellen, hoe sterker die emissiereductie dient te zijn om hetzelfde mitigerende effect op lange termijn opwarming van de aarde te hebben.

Daarom is ‘klimaattraagheid’ zo belangrijk.

zickfeld-2013

Gemodelleerde invloed van vier verschillende CO2 emissiescenario’s (panel a) op de CO2 concentratie in de atmosfeer (panel b) en op de oppervlakte temperatuur van de lucht in vergelijking met het jaar 2000 (paneel c). De CO2-concentratie blijft nog zeer lang verhoogd nadat de CO2-uitstoot is gereduceerd, omdat de lange-termijn ‘sinks’ voor CO2 zeer traag opereren (zie bv IPCC FAQ 6.2 voor een uitleg van deze ‘sinks’, zoals bijvoorbeeld reactie met gesteente). Omdat CO2 het infrarood warmteverlies van de aarde belemmert, zal het nog duizenden jaren warmer blijven dan het was voordat de CO2-concentratie steeg. De temperatuur loopt achter op de CO2-concentratie vanwege de tijd die het kost voor de oceanen om op te warmen. Figuur van Zickfeld et al (2013). 

Zoals ik al eerder schreef: Uitstel van mitigatie maatregelen totdat het water ons aan de lippen staat gaat gepaard met een groot risico, omdat veel veranderingen in het klimaat niet of nauwelijks omkeerbaar zijn op een menselijke tijdschaal. Tegen de tijd dat het probleem merkbaar wordt is het slechts het begin, als gevolg van de traagheid in de verschillende systemen (energiesysteem, koolstofcyclus en klimaatsysteem). Het lastige is dus dat degenen die het probleem veroorzaakt hebben in de beste positie zijn om het op te lossen, maar omdat de meest verregaande gevolgen zich pas veel later zullen voltrekken hebben zij de minste prikkel om er iets aan te doen.

Onlangs kwam de klimaattraagheid wat meer in het nieuws dankzij de journalisten Rolf Schuttenhelm and Stephan Okhuijsen (zie bijv ook De Correspondent, NRC, One World, Down to Earth, het kan Wel). Hun centrale punt was dat we in feite maar een gedeelte zien van de opwarming waaraan we het klimaatsysteem gecommitteerd hebben. De oceanen spelen hier in een belangrijke rol: net als een pan water niet meteen aan de kook slaat als we het fornuis aandoen, duurt het een tijdje voor de oceanen om op te warmen. En omdat er heel veel water in de oceanen zit (de gemiddelde diepte is ongeveer 4 km), duurt dat heel erg lang. Daarnaast zal de afkoelende werking van aerosolen (ook wel fijn stof genoemd, wat zonlicht reflecteert) langzaam afnemen is de verwachting, vanwege maatregelen om luchtverontreiniging tegen te gaan. De catch-22 is dat daarmee de tot dan toe gemaskeerde opwarming tevoorschijn komt.

De immense traagheid van het klimaatsysteem en de implicaties daarvan voor verstandig mitigatiebeleid zijn een ontzettend belangrijk, maar vaak onderbelicht aspect van klimaatverandering.

Update: ClimateInteractive heeft een goede simulatie van hoe de traagheid in de praktijk uitwerkt. Door middel van de schuif onder de grafiek kun je verschillende emissiescenarios kiezen. In de grafieken er boven zie je dan het effect daarvan op respectievelijk de CO2 concentratie, de temperatuur, en de zeespiegel, en hoe de respons gedempt wordt. De zeespiegel reageert zo mogelijk nog trager dan de temperatuur op een verandering in de CO2 concentratie, die op haar beurt weer als een slak reageert op een verandering in emissies.

Een Engelstalige versie van deze blog is te vinden op OurChangingClimate.

De temperatuur op aarde tijdens de afgelopen 2 miljoen jaar

In september is er een artikel in Nature verschenen van de hand van Carolyn Snyder, getiteld “Evolution of global temperature over the past two million years”. In het artikel beschrijft zij een reconstructie van de mondiale temperatuur op aarde van de afgelopen 2 miljoen jaar, Snyder is daarmee de eerste die dat presteert. De grafiek hierboven vergelijkt haar temperatuurreconstructie met de gemeten opwarming vanaf 1880 en met de temperatuurprojecties tot het jaar 3000 volgens twee IPCC scenario’s, RCP6.0 en RCP8.5. Het RCP8.5 scenario is een soort business-as-usual scenario, oftewel: wat zal er gebeuren als we niets doen om onze CO2-emissies terug te dringen. Het RCP6.0 scenario is gebaseerd op een beperkte emissiereductie. Volgens de vergelijking van deze scenario’s met de temperatuurreconstructie van Snyder zullen we aan het einde van deze eeuw de temperatuurrange van het Pleistoceen (het tijdvak van circa 2,6 miljoen jaar – 12 duizend jaar geleden) zo ongeveer achter ons laten als we onze CO2-emissies niet intomen. Voor het jaar 3000 is dat zeer waarschijnlijk het geval, de temperatuur stijgt natuurlijk nog verder als de CO2-concentratie dan nog steeds toeneemt en dat is in beide projecties het geval.

Lees verder

Over het onbestaande verband tussen aardwarmte en klimaatverandering en het nut van onzindetectie

Enkele energiestromen in het klimaatsysteem

Binnenkomend zonlicht: 340 W/m2
Geabsorbeerd zonlicht: 240 W/m2
Antropogene forcering: 2,3 W/m2
Stroom van aardwarmte naar het oppervlak: 0,09 W/m2

Het lijstje hierboven vergelijkt de hoeveelheid aardwarmte die het klimaatsysteem in stroomt met enkele andere energiestromen. De gegevens maken in één oogopslag duidelijk dat aardwarmte geen rol van betekenis speelt in het klimaat. Voor ik daar wat dieper op inga, permitteer ik me een lange en enigszins meanderende inleiding.

Scepsis, een mens heeft er, zeker in een tijd van blogs, Facebooken en Twitters, niet snel teveel van. Dan bedoel ik wel echte scepsis: niet zomaar iets voor waar aannemen, ook niet – of: vooral niet – als je het graag zou willen geloven. Wie scepsis aanneemt als levenshouding kan in de loop der jaren een vrij goed afgestelde onzindetector ontwikkelen.

Het herleiden van beweringen naar hun originele bron is een goed begin van een sceptische houding, zeker wanneer het over een wetenschappelijk onderwerp gaat. De oorspronkelijke bron is vaak een wetenschappelijk artikel of rapport, en soms een blogpost of tweet van, of een interview met een onderzoeker. Als in een verhaal niet of niet duidelijk wordt verwezen naar die originele bron, kan een beetje achterdocht geen kwaad. Natuurlijk is het voor niemand mogelijk om altijd maar weer alles te checken. Dat hoeft ook niet. Zo nu en dan een steekproef is genoeg om te zien waar de informatie meestal betrouwbaar is en waar dat niet het geval is. Zo zal een steekproef, zoals die bijvoorbeeld door enkele reageerders op het blog van William Connolley werd uitgevoerd, al snel duidelijk maken dat er niks klopt van de beweringen waarmee het pseudosceptische No Tricks Zone probeert een al vele malen weerlegde mythe – dat veel wetenschappers in de jaren ‘70 van de vorige eeuw afkoeling voorspeldennieuw leven in te blazen. Volgens No Tricks Zone zouden 285 wetenschappelijke artikelen uit de jaren ‘60, ‘70 en ‘80 afkoeling voorspellen, maar het lijkt (zo blijkt ook uit mijn eigen steekproef) veelal om artikelen te gaan die ofwel helemaal geen afkoeling voorspellen, of die expliciet aangeven maar één factor (aerosolen, Milankovic cycli) onder de loep te nemen. Een enkel foutje in zo’n lijst zou best begrijpelijk zijn, maar als het moeite kost om ook maar één artikel te vinden dat zo’n claim ondersteunt, is die claim niet geloofwaardig. En dat geldt ook voor degene die die claim doet. Lees verder