Versnelt de zeespiegelstijging? – Deel 2

Door de alsmaar stijgende broeikasgasconcentraties zal het deze eeuw warmer worden op onze aarde. De grote ijskappen zullen hier op reageren (zoals nu al het enigszins het geval is) en meer massa verliezen, wat bijdraagt aan de zeespiegelstijging. De satellietmetingen van het zeeniveau sinds 1993 laten zien dat vooral de bijdrage van het smelten van de ijskap op Groenland aan de zeespiegelstijging is toegenomen en over de periode vanaf 2004 circa 25% bedraagt. De nieuwste gegevens wijzen op een toename in de snelheid van de zeespiegelstijging.

De komst van de satellieten heeft de meetmogelijkheden aan de aarde aanzienlijk uitgebreid en dat geldt ook voor het zeeniveau. Sinds eind 1992 zijn er diverse satellieten gelanceerd die door middel van radar de veranderingen in het zeeniveau in kaart kunnen brengen. Een groot voordeel boven getijdenmetingen is dat via de satellieten ook het zeeniveau van de grote oceaanvlakten gemeten kan worden. Simpel wordt het echter nooit, ook bij deze meettechniek zijn diverse correcties nodig zoals onder andere voor de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer, de plaatselijke luchtdruk en tevens voor het opveren van het land. De lineaire trend in de zeespiegelstijging op basis van de satellietdata vanaf 1993, zoals die nu wordt gerapporteerd, bedraagt circa 3,2 tot 3,4 mm/jaar. Ondanks de geconstateerde toename van het massaverlies van de grote ijskappen was er geen versnelling in de zeespiegelstijging zichtbaar. Eerder was het tegengestelde het geval, de trend over het eerste decennium van de satellietmetingen was hoger dan over het tweede decennium. Zie de grafiek in figuur 1.

Figuur 1: De zeespiegelstijging op basis van satellietdata zoals gerapporteerd door de University of Colorado. Bron: Fasullo et al. 2016.

Lees verder

Versnelt de zeespiegelstijging? – Deel 1

Door de alsmaar stijgende broeikasgasconcentraties zal het deze eeuw warmer worden op onze aarde. De grote ijskappen zullen hier op reageren (zoals nu al het enigszins het geval is) en meer massa verliezen, wat bijdraagt aan de zeespiegelstijging. De huidige snelheid van de zeespiegelstijging is met circa 3 mm per jaar een stuk hoger dan het gemiddelde over de gehele 20e eeuw (< 2 mm per jaar). De algemene verwachting is dat het zeeniveau deze eeuw sneller zal gaan stijgen dan nu het geval is.

De huidige zeespiegelstijging bedraagt circa 3 mm/jaar. Als je dat simpelweg extrapoleert naar de toekomst, worden we aan het einde van deze eeuw geconfronteerd met een extra zeespiegelstijging van zo’n 30 cm. Simpelweg extrapoleren geeft natuurlijk niet de beste prognose. De zeespiegelstijging wordt namelijk mede bepaald door hoeveel warmer het deze eeuw zal worden (wat leidt tot thermische uitzetting van het water) én hoe de landgletsjers en de grote ijskappen op deze opwarming zullen reageren. In de klimaatwetenschap wordt dat uiteraard allemaal meegewogen en men verwacht, mede afhankelijk van de toekomstige emissies, dat de zeespiegel sneller zal gaan stijgen de komende decennia tot eeuwen. Het IPCC rapporteerde in 2013 (tabel 13.5) dat de zeespiegelstijging in 2100 ergens tussen een halve meter tot een meter zou bedragen (bij ongewijzigd beleid – RCP8.5 scenario). De kennis over de invloed van opwarming op de ijskappen neemt snel toe en dat heeft er toe geleid dat de laatste schattingen van vooral de bovengrenzen van de mogelijke zeespiegelstijging in 2100 een stuk hoger liggen, zie het tabelletje hieronder (afkomstig van RealClimate). De meest recente artikelen rapporteren bovengrenzen van zelfs meer dan 2 meter door een mogelijke toename van de bijdrage van de grote ijskap van Antarctica (zie bijv. De Conto 2016, Le Bars 2017). De onzekerheid in de hoogte van de toekomstige zeespiegelstijging is groot, dus de wetenschappers hebben nog werk genoeg. Een vervelende bijkomstigheid: de onzekerheid lijkt vooral aan de kant van mogelijke tegenvallers te zitten.


Lees verder

De ingenieursblik van Dick Thoenes berust niet op feiten

Zo af en toe wordt een pseudosceptisch verhaal door allerlei mensen opgepikt en gaat het rondzingen in de social media. Dat gebeurde vorige week met een stuk van Dick Thoenes op Climategate.nl. Het stuk heeft, zoals zo vaak met dit soort verhalen, de opzet van een “Gish gallop”; er is geen beginnen aan om alle onjuistheden, suggesties en drogredenen uitgebreid en onderbouwd te beantwoorden. Medeblogger Jos heeft er hier (pdf) een groot aantal kort aangestipt.

Waarom dat verhaal zo rondgaat, is voor mij onbegrijpelijk. Het ligt in elk geval niet aan de kwaliteit van de argumenten. Al moet ik wel toegeven dat mijn eerste reactie op Twitter bij nader inzien iets te kort door de bocht was.

Bij nader inzien zit een behoorlijk deel van het pseudosceptische standaardrepertoire wel op een terloopse manier in het stuk van Thoenes verweven, maar geeft hij er vaak een eigen (maar daarmee niet noodzakelijk betere) draai aan. Met de nodige goede wil zou je er de ingenieursblik van de emeritus hoogleraar procestechniek – ik heb ooit nog bij hem in de collegebanken gezeten – kunnen herkennen. Ingenieurs willen dingen ontwerpen die het doen als ze zijn gebouwd. Ze zullen daarom anders met onzekerheden omgaan dan veel andere wetenschappelijke disciplines. Als een brug 95% kans heeft om niet in te storten deugt het ontwerp ervan niet. Terwijl 95% waarschijnlijkheid in de meeste wetenschappelijke disciplines als behoorlijk overtuigend bewijs wordt gezien voor een hypothese. Ingenieurs zijn ook pragmatisch: als een empirisch vastgestelde formule – in de procestechniek wemelt het er van – goed genoeg is voor een ontwerp, vinden ze het niet nodig om verder te graven naar de precieze natuurwetenschappelijke achtergrond van zulke formules. Als je eenmaal weet hoe je een leiding moet dimensioneren zodat je geen last krijgt van turbulentie is dat genoeg. Diep graven naar de achterliggende fysica kost een hoop tijd en energie, terwijl je ontwerp er hoogstwaarschijnlijk niet beter van wordt.

Dat gezegd hebbende, is het ook wel duidelijk dat Thoenes nooit de moeite heeft genomen om zich serieus in de klimaatwetenschap te verdiepen. Daarvoor mist hij teveel kernpunten van die wetenschap en staan er teveel flagrante onjuistheden in zijn verhaal. Hij heeft ook niet erg zijn best gedaan om er een samenhangend betoog van de maken: het is eerder een verzameling losse kreten die elkaar zo nu en dan behoorlijk tegenspreken. En van onderbouwing is al helemaal geen sprake; de lezer moet Thoenes maar op zijn woord geloven want nergens in zijn stuk is een verwijzing naar al dan niet wetenschappelijke bronnen te vinden die zijn claims ondersteunen.

Zoals gezegd is het onbegonnen werk om alles inhoudelijk en onderbouwd te weerleggen. Daarom pik ik er enkele opvallende punten uit. Lees verder

De beïnvloeding van het klimaat door de interactie tussen aerosolen en wolken lijkt eenvoudiger dan gedacht

Eruptie van de Holuhraun in IJsland in het najaar van 2014 (Bron: Flickr/Sparkle Motion)

De invloed van aerosolen (microscopisch kleine deeltjes of druppeltjes in de atmosfeer) op het klimaat is complex. Aerosolen kunnen een afkoelend effect hebben op het oppervlak, omdat ze zonlicht reflecteren, maar ook een opwarmend effect op de atmosfeer als de deeltjes zonlicht absorberen. Het netto-effect hangt af van tijd, plaats, hoogte en de precieze eigenschappen van de aerosol-deeltjes. En alsof dat al niet genoeg is, spelen aerosolen ook nog eens een belangrijke rol bij het ontstaan van bewolking. Met alle mogelijke klimaateffecten van dien. De invloed van aerosolen op bewolking wordt wel het indirect aerosol-effect genoemd.

Het zit zo. Als lucht afkoelt en daardoor oververzadigd raakt met waterdamp, condenseert die waterdamp op de aanwezige aerosoldeeltjes. Zonder de “hulp” van die zogenaamde condensatiekernen zou de luchtvochtigheid op kunnen lopen tot wel vier maal het verzadigingspunt, voordat de condensatie van waterdamp op gang komt. Met als gevolg, zo stel ik me in elk geval voor, dat er ineens een enorme plens water uit een totaal onbewolkte lucht zou vallen als die condensatie eenmaal op gang zou komen.

Dat zal in werkelijkheid nooit gebeuren, omdat de aardse atmosfeer nooit helemaal stofvrij is. Er zit vulkanische as in de lucht, woestijnstof, zeezout en roet dat ontstaat bij natuurbranden. En wij mensen voegen daar nog van alles aan toe. Misschien nog belangrijker is dat er door chemische processen in de atmosfeer ook aerosolen ontstaan. Daarbij spelen diverse organische stoffen en zwaveldioxide een grote rol. Die stoffen belanden door zowel natuurlijke processen als menselijke activiteiten in de atmosfeer. Vulkanen zijn een belangrijke natuurlijke bron van zwaveldioxide. Menselijke emissies zijn vooral het gevolg van het gebruik van fossiele brandstoffen. De concentratie zwaveldioxide is van grote invloed op de vorming van aerosolen.

Omdat er vrijwel altijd al voldoende aerosolen aanwezig zijn, zorgen extra deeltjes er niet of nauwelijks voor dat bewolking eerder of gemakkelijker ontstaat. De hoeveelheid water die condenseert neemt meestal ook niet toe als er meer deeltjes zijn; als de waterdampconcentratie beneden het verzadigingspunt komt condenseert er niets meer. Maar als er meer deeltjes zijn die als condensatiekern kunnen fungeren ontstaan er wel meer druppeltjes (of ijskristalletjes), die dan ook kleiner zijn. En dat heeft invloed op de eigenschappen van een wolk, op twee verschillende manieren: Lees verder

Nieuws over de klimaatgevoeligheid, maar geen spectaculair nieuws

Er was de afgelopen dagen wat drukte in de social media over een nieuw artikel in Science Advances over de klimaatgevoeligheid. Aanleiding voor die drukte was waarschijnlijk vooral een bericht in De Volkskrant, waarin de soep wat heter werd opgediend dat hij wordt gegeten. Want waar De Volkskrant suggereert dat het onderzoek een heel nieuw inzicht geeft, is het in werkelijkheid vooral een bevestiging van wat veel klimaatwetenschappers al dachten.

Het artikel “Slow climate mode reconciles historical and model-based estimates of climate sensitivity” is geschreven door twee onderzoekers van Harvard: Christian Proistosescu (inmiddels werkzaam aan de Universiteit van Washington) en Peter Huybers. Nic Lewis vindt in De Volkskrant dat het onderzoek de verschillende resultaten die de diverse methoden om de klimaatgevoeligheid te schatten opleveren “onder het tapijt” veegt. Een ronduit absurd verwijt, omdat het onderzoek juist helemaal gewijd is aan die verschillen. Er wordt absoluut niet geheimzinnig gedaan over de verschillen, Men zoekt hier juist naar een verklaring voor de verschillen tussen de zogenaamde observationele methode en schattingen van de klimaatgevoeligheid volgens klimaatmodellen. Zoals dat hoort in de wetenschap.

We hebben er al vaker over geschreven op ons blog: schattingen van de evenwichtsklimaatgevoeligheid (of ECS: Equilibrium Climate Sensitivity) volgens de zogenaamde observationele methode vallen meestal wat lager uit dan schattingen op basis van klimaatmodellen of paleoklimatologische reconstructies. In het artikel waarin de observationele methode 15 jaar geleden voor het eerst werd beschreven, Gregory et al., werd deze methode al een ondergrens-benadering genoemd. Dat deze schattingen vaak aan de lage kant zijn is dus geen verrassing. Mensen als Lewis menen desondanks dat deze methode superieur is, vermoedelijk juist omdat de lage uitkomst ze zo goed bevalt.

Het mooie van observationele schattingen van de klimaatgevoeligheid is de eenvoud van de methode. Maar dat is tegelijkertijd de zwakte. Proistosescu en Huybers constateren wat bijvoorbeeld Marvel et al. en Richardson et al. eerder ook al constateerden: de sterk vereenvoudigde observationele methode, die volledig gebaseerd is op mondiaal gemiddelde gegeven, mist onderdelen van de complexe realiteit die van invloed kunnen zijn op de werkelijke klimaatgevoeligheid. De focus op het mondiale gemiddelde gaat bijvoorbeeld helemaal voorbij aan de grote lokale verschillen die er in de echte wereld zijn. Modellen kijken wel naar die lokale verschillen. Een belangrijk verschil is dat tussen land en oceaan. Niet alleen warmt land sneller op dan de oceaan, er kunnen ook verschillen zijn in de terugkoppelingen die de opwarming versterken of verzwakken. En dat is precies wat Proistosescu en Huybers vinden, via een uitgebreide analyse van CMIP5 modelresultaten: de versterkende terugkoppelingen zijn boven de oceaan sterker dan boven land. Omdat de opwarming van de oceanen achterloopt op het mondiaal gemiddelde, geldt dat ook voor die versterkende terugkoppelingen. We hebben dus nog relatief veel opwarming tegoed van wat Proistosescu en Huybers de “slow mode” noemen. Lees verder

Het verband tussen klimaatverandering, de straalstroom en extreem weer

De straalstroom, een meanderende band met zeer hoge windsnelheden hoog in de atmosfeer, heeft aanzienlijke invloed op ons weer. Mogelijk verandert het gedrag van de straalstroom in het veranderende klimaat. De kans op langdurige periodes van hitte, droogte, kou of neerslag zou daardoor in sommige delen van de wereld groter kunnen worden. Klimaatonderzoekers menen dat hier aanwijzingen voor zijn, maar de wetenschappelijke discussie woedt nog volop.

Wie wel eens intercontinentaal reist weet het waarschijnlijk: een vlucht in oostelijke richting gaat vaak een stuk sneller dan een vlucht naar het westen. Dat komt door de straalstroom: een krachtige wind die met snelheden van 100 tot soms wel 400 kilometer per uur waait op grote hoogte. De straalstroom waait van west naar oost op ongeveer 10 kilometer hoogte, bovenin de onderste luchtlaag, de troposfeer. Meteorologen onderscheiden een polaire straalstroom en een subtropische straalstroom. De ligging van de polaire straalstroom is van invloed op het weer in Nederland: ligt die ten noorden van ons dan is het warm, en ligt hij in het zuiden dan is het koud. En een straalstroom die vlakbij Nederland ligt brengt depressies met regen en wind. De afbeelding boven dit artikel geeft een schematische weergave van de straalstroom; de realiteit is grilliger. Vaak zijn er flinke slingeringen en vertakkingen en meestal is de straalstroom geen gesloten band die de hele aarde omspant. Op het prachtige earth.nullschool.net is (naast heel veel anders) de actuele situatie van de straalstroom te zien.

De straalstroom is op dit moment een van de onderwerpen waar de klimaatwetenschap veel belangstelling voor heeft. Om precies te zijn: het gaat dan om de slingeringen van de straalstroom, die Rossby-golven of planetaire golven worden genoemd. Er zijn aanwijzingen dat er iets verandert in het gedrag van die Rossby-golven en dat dat invloed heeft op het weer. De Amerikaanse klimaatwetenschapper Jennifer Francis trok in 2012 nogal wat aandacht met haar publicatie hierover. Voor een webzine van Yale University schreef ze een toelichting op haar onderzoek.

Om te begrijpen wat er aan de hand is, is het nodig om te weten dat de straalstroom wordt aangedreven door het temperatuurverschil tussen de tropen en de polen. (Terzijde: ook de draaiing van de aarde speelt een grote rol.) Dat temperatuurverschil is de afgelopen decennia kleiner geworden, door een fenomeen dat arctische amplificatie wordt genoemd. Dit fenomeen werd, in zekere zin, al aan het eind van de 19e eeuw voorspeld door Svante Arrhenius. Sneeuw en ijs zijn wit. Dat betekent dat licht dat er op valt grotendeels wordt gereflecteerd. Als sneeuw en ijs door opwarming smelten, komt het daaronder liggende land- of wateroppervlak vrij, dat veel donkerder van kleur is. Zo’n donker oppervlak absorbeert absorbeert meer zonlicht, waardoor het verder opwarmt. Klimaatonderzoek heeft uitgewezen dat er ook andere factoren meespelen, en dat de realiteit dus wat ingewikkelder is, maar dat neemt niet weg dat met name het Noordpoolgebied de afgelopen decennia veel sterker is opgewarmd dan de rest van de wereld.

Lees verder

Klimaatakkoord Parijs doet er wel degelijk toe om opwarming te temperen

Sinds de VS hebben besloten om uit het klimaatakkoord van Parijs te stappen, is er veel te doen over de vraag wat ‘Parijs’ eigenlijk uitmaakt voor de opwarming van de aarde de komende eeuw. Daarover doen veel verhalen de ronde.

Verreweg de meeste  analyses schatten de invloed van het klimaatakkoord in op één tot anderhalve graad minder opwarming in 2100 ten opzichte van ‘business as usual’. Dat is niet voldoende om onder de twee-gradengrens te blijven, maar zeker substantieel.

Carbon_Brief_Paris_Avoided_Warming_2100

Een vergelijking tussen de verwachte opwarming in 2100 voor het ‘business as usual’ scenario en de uitvoering van het Parijs-akkoord op basis van 9 verschillende studies. Bron: The Carbon Brief.

Maar Trump noemde toch een veel lager getal? Ja, dat klopt. Trump en andere ‘skeptici’ (waaronder ook de zogenaamde ‘ecomodernisten’) beroepen zich op een analyse van Bjorn Lomborg (zie hier een kritisch commentaar daarop), waaruit zou blijken dat het uitvoeren van de beloftes van Parijs tot slechts 0,17 graden minder opwarming zou leiden. Die conclusie is grotendeels het gevolg van de aanname dat de landen na de looptijd van het klimaatakkoord – 2030 – weer terug gaan naar het fossiele tijdperk en weer volop CO2 gaan uitstoten, volgens het zogenaamde ‘business as usual’ scenario (RCP8.5).

Terwijl het hele idee van Parijs natuurlijk is dat er een transitie in gang wordt gezet; niet dat we daarna teruggaan in de tijd en ons weer beperken tot het verbranden van fossiele grondstoffen. Toen de stoomtrein eenmaal was ontwikkeld, keerden we nadien ook niet massaal terug naar vervoer met paard en wagen.

Omdat het klimaatakkoord in 2030 afloopt, moet je aannames maken over wat er gebeurt in de periode 2030-2100 om de verwachte opwarming in 2100 te kunnen inschatten. Dat geeft dit soort berekeningen een grote onzekerheid, maar het realiteitsgehalte  van de aannames kan flink van elkaar verschillen. Daarnaast wordt niet altijd expliciet gemaakt waarmee de effecten van het klimaatakkoord vergeleken worden; meestal is dat een ‘business as usual’ scenario, maar er zijn ook schattingen in omloop die de effecten van Parijs vergelijken met voorgaande klimaatafspraken. Dat maakt nogal wat uit voor de uitkomst.

Is het nu zo’n probleem dat Trump uit het klimaatakkoord is gestapt? Dat hangt voor een groot deel af van hoe andere landen en actoren hier op reageren. Wordt Trumps besluit gebruikt als alibi om de eigen ambities ook af te zwakken (zie bijvoorbeeld de uitingen van de Belgische minister), of worden anderen juist gesterkt in hun overtuiging om werk te maken van emissiereductie (zie bijvoorbeeld de houding van Californië en China)? De toekomst zal het leren.

Dit blogstuk is eerder gepubliceerd op OneWorld.nl.