Klimaatverandering in Groenland: Belangrijk voor zeespiegelstijging

Origineel verschenen op Noorderlicht/Wetenschap24. Achtergrondartikel bij de vierde aflevering van “Klimaatjagers“, zondagavond 29 sept 20:20 op Nederland 2, VPRO.

Door: Roderik van de Wal

Groenland geldt als één van de gebieden waar de klimaatverandering al duidelijk zichtbaar is. Aflevering 4 van klimaatjagers gaat daarover. Groenland was vorig jaar nog uitgebreid in het nieuws omdat op een mooie zomerdag het oppervlak van de gehele ijskap aan het smelten was, waarschijnlijk voor het eerst in minstens honderd jaar.

Groenland heeft een grote ijskap in een relatief warm klimaat. Aan de rand van de ijskap is plaatselijk de jaargemiddelde temperatuur rond de nul graden. Dat betekent dat het ijs wel moet smelten als het warmer wordt. IJs kan immers niet warmer dan nul graden worden. Dus als het klimaat verandert, moet je het daar bij uitstek kunnen zien.

Deze ijskap vertegenwoordigt een volume aan water waarmee de zeespiegel gemiddeld over de gehele oceaan een kleine zeven meter kan stijgen. De consequenties van het afsmelten als gevolg van de klimaatverandering kunnen dan ook op z’n minst verontrustend genoemd worden. Uiteraard kan dat niet gebeuren op één mooie zomerdag. Hoe snel dan wel? Dat is een vraag waarmee meer en meer wetenschappers zich bezighouden.

Een van de best onderzochte gebieden ligt aan de westrand van de Groenlandse ijskap. De Universiteit Utrecht is daar twintig jaar geleden begonnen met metingen van de afsmelting, ijsbeweging en meteorologische condities. Dat was in een tijd dat GPS de militaire ontwikkelingsfase nog maar net ontstegen was, de mobiele telefonie nog geen vlucht genomen had en satellietwaarnemingen van ijskappen nauwelijks bestonden. Achteraf gezien mag dit best een gelukkige keuze genoemd worden, want de veranderingen waren toen nog niet zichtbaar.

Wit biljartlaken

Die beginperiode kan worden gezien als referentietoestand waarin de ijskap vermoedelijk nagenoeg in evenwicht was met het klimaat, dat wil zeggen: er kwam net zoveel ijs (in de vorm van sneeuw) bij als er afsmolt aan de randen en als er aan ijsbergen werd geproduceerd. De veranderingen sinds de laatste ijstijd waren uitgewerkt, en de door mensen gedreven verandering had nog niet echt toegeslagen. Uiteraard smolt de ijskap ook toen al aan de rand, maar hogerop de ijskap was het landschap als een wit biljartlaken zonder sporen van smelt.

In de uitzending zien we dat nu ook in de zomer afsmelting optreedt, rond een locatie die S10 wordt genoemd, op 1850 meter boven zeeniveau. Wat twintig jaar geleden nog ondenkbaar was, is langzaam toch aan het gebeuren. Juist deze hoger gelegen relatief vlakke gebieden zijn belangrijk, omdat ze omvangrijk in oppervlak zijn, en daarmee cruciaal zijn voor de gezondheidstoestand van een ijskap. Omdat het er vlak is spreidt een relatief kleine toename van de afsmelting zich direct over een groot gebied uit.

Twintig jaar na dato en een geweldige schat aan satellietgegevens rijker, weten we nu zeker dat de ijsmassa op Groenland kleiner aan het worden is. In een recente studie van Shepherd et al. (2012) in Science (zie ook hier) is gekeken naar zowel hoogtemetingen, verricht door satellieten, als veranderingen in het zwaartekrachtsveld, gemeten door het satellietenpaar GRACE, waarmee de massa van het ijs kan worden bepaald. Onderzoekers aan de TU Delft hebben deze satellietgegevens gebruikt om de verandering in kaart te brengen. Verder is gekeken naar de resultaten van regionale klimaatmodellen.

Zeespiegelstijging

Een recente schatting gebaseerd op deze verschillende technieken geeft de bijdrage van Groenland en Antarctica aan de zeespiegelstijging zoals weergegeven in onderstaande figuur. Verschillende onafhankelijke meetmethoden leveren een consistent beeld op: zowel Groenland als Antarctica als overige landgletsjers op aarde verliezen gestaag aan massa.

De veranderingen in de ijskappen dragen nu voor ongeveer een derde bij aan de waargenomen zeespiegelstijging. De overige tweederde van de zeespiegelstijging wordt veroorzaakt door uitzetting van oceaanwater dat warmte absorbeert en door het afsmelten van kleine gletsjers. De verandering in de mondiale zeespiegel zoals die waargenomen wordt met satellieten is nu ongeveer dertig centimeter per eeuw.

Zeespiegelstijging Groenland Antarctica
© Sheperd et al., Science (2012). Bijdrage van Groenland en Antarctica aan zeespiegelstijging in de afgelopen twintig jaar.

Versnelling?

De reeksen zijn nog niet nauwkeurig en lang genoeg om vast te stellen of er sprake is van een versnelling over de laatste paar jaar, maar dat is een kwestie van tijd. Langere meetreeksen en nauwkeuriger metingen zullen daar het komende decennium uitsluitsel over geven. In de tussentijd wordt onderzocht of er terugkoppelingsmechanismes zijn die voor zo’n versnelling kunnen zorgen.

Een van de terugkoppelingsmechanismen waarnaar wordt gekeken is de rol van water op de stromingssnelheid van het ijs. Dit is belangrijk, omdat als het ijs harder gaat stromen er meer ijs in lagere gebieden komt, waar de temperatuur hoger is en er dus meer afsmelting is. Als dit gebeurt dan zou de ijskap sneller af kunnen breken dan de huidige modellen voorspellen. Bij S10 en in het gehele gebied in de omgeving wordt daarnaar gekeken aan de hand van GPS metingen, zoals Alun Hubbard in de uitzending uitlegt. Recente metingen van de Universiteit Utrecht geven inderdaad een aanwijzing dat op grote hoogte het stromingspatroon aan het veranderen is.

Terugtrekking

Jakobshavn
© Quaternary Science Reviews

Water kan echter ook een andere rol spelen, omdat het ijs zal smelten als het met zeewater in contact komt. ’s Werelds snelst stromende gletsjer is de Jakobshavns Isbrae, aan de westkust van Groenland, die met een snelheid van tien à vijftien kilometer per jaar de zee in stroomt. Deze gletsjer draineert een aanzienlijk deel van Groenland en is in de afgelopen vijftien jaar sneller gaan stromen en heeft zich sterk teruggetrokken. De gletsjer wordt daarom sinds een aantal jaren nauwkeurig met camera’s in de gaten gehouden.

De camera’s maken ieder uur een foto, het gehele jaar door, en tonen zo de variaties en trends in de productie van ijsbergen. Onderzoeker Jason Box laat dit in de buurt van Jakobshavn zien.

Indrukwekkende beelden ontstaan als deze foto’s achter elkaar gemonteerd de stroming van het ijs weergeven als een soort stroop die uit een gekantelde pot stroomt. De langzaam warmer wordende oceaan in de buurt van de gletsjer is de vermoedelijke oorzaak van een hogere afsmelting aan de onderkant van de gletsjer en een grotere productie van ijsbergen die de zee in storten.

Hoe de ijsbergproductie zich de komende honderd jaar zal ontwikkelen is nog met veel onzekerheden omgeven, maar met een camera de gletsjer in de gaten houden is een belangrijke stap om dit proces beter te leren begrijpen. Daarnaast zijn waarnemingen door satellieten van groot belang. De data die al deze waarnemingen opleveren zijn weer voer voor de modellen die processen beschrijven.

Getuigenverslag

Niet alleen directe metingen aan het natuurlijke systeem laten signalen van verandering zien. Ook een getuigenverslag van een bewoner uit een nederzetting in Noord-Groenland geeft uiting aan de veranderingen die gaande zijn. Voor de visvangst is men in sterke mate afhankelijk van het zee-ijs dat inmiddels later komt en eerder weggaat. En vooral: het is dunner en daarmee gevaarlijker geworden. Voor de lokale economie is het zee-ijs daarom van groot belang.

Voor de zeespiegel maakt de smelt van zee-ijs echter niet direct uit: het drijvende ijs verplaatst immers evenveel water als het zelf bij smelten oplevert. Het verdwijnen van zee-ijs leidt echter wel tot meer absorptie van zonlicht door de oceaan en daarmee tot verdere opwarming in de regio. Dit is een terugkoppelingsmechanisme dat de veranderingen in het gebied alleen maar groter kan maken.

Er mag dan nog wel onzekerheid zijn, omdat meetreeksen kort zijn en veel processen pas recentelijk onder de loep genomen worden, maar het klimaatbericht voor de Groenlandse ijskap is somber, met vooralsnog weinig vooruitzicht op verbetering. Misschien geen kantelpunt naar menselijke maat, maar op geologische tijdschaal gezien staan we op de rand van een wereld zonder Groenlandse ijskap.

Dr. Roderik van de Wal is glacioloog/klimatoloog, hij is onderzoeker bij het Institute for Marine and Atmospheric research Utrecht, van de Universiteit Utrecht.

13 Reacties op “Klimaatverandering in Groenland: Belangrijk voor zeespiegelstijging

  1. Ook het klimaat in het noordpoolgebied wordt beïnvloed door de PDO en de NAO deze hebben net hun warme fase gehad en gaan nu over naar de koude fase. Bovendien hebben de NAO en de PDO elkaar de afgelopen decennia versterkt. Deze fases duren langer dan de meet reeksen hierboven genoemd. Wil je de effecten hiervan meenemen dan zal je toch minimaal een volledige fase van beide schommelingen moeten meenemen in de metingen. Dit aspect wordt hier buiten beschouwing gelaten. Het zou best kunnen zijn dat de komende jaren het drijfijs weer gaat toenemen. Wat voor consequenties heeft dat voor het Groenlandse ijs ? Betekend dat meer sneeuwval ? Wat eerst gedacht werd een exponentiële afname te zijn kan achteraf deels een schommeling blijken te zijn. Zijn we niet iets te snel met conclusies.

  2. Fulco,

    De bovengenoemde aflevering van Klimaatjagers en het blogstuk van prof. van de Wal gaan over het landijs op Groenland en de snelle afname van deze ijskap en gletsjers. De afname van het Arctische zee-ijs is weer een ander blijk van de mondiale klimaatverandering. Lees daarover vooral:

    https://klimaatverandering.wordpress.com/2013/02/25/het-smelten-van-het-arctische-zee-ijs/

    Daar komen ook de variatie in NAO en PDO ter sprake. Echter, nog nooit in de afgelopen 2000 jaar heeft dat tot een vergelijkbare extreme afname in zee-ijs geleid. Toeval? Wel héél veel toeval…

  3. Lennart van der Linde

    Wat zijn volgens het nieuwe IPCC-rapport de risico’s op versneld afsmelten van Groenland en Antarctica?

    Volgens Stefan Rahmstorf en Martin Vermeer schat het IPCC de kans op meer dan 98 cm zeespiegelstgijging in 2100 bij RCP 8.5 op 17%:
    http://www.realclimate.org/index.php/archives/2013/09/the-new-ipcc-climate-report/comment-page-1/#comment-413903

    En:
    http://www.realclimate.org/index.php/archives/2013/09/the-new-ipcc-climate-report/comment-page-1/#comment-413979

    Volgens Aslak Grinsted is vervolgens de kans op meer dan 122 cm circa 5% en de worst-case limiet circa 1,5-1,7 meter:
    http://www.glaciology.net/Home/Miscellaneous-Debris/ar5sealevelriseuncertaintycommunicationfailure

    Lokaal zou dan de worst-case dus bijna 2 m kunnen zijn (circa 1,6m + circa 20%).

  4. Voor de volledigheid even de temperatuur op Groenland over de afgelopen 80 jaar bekeken. De HadCRUT4-temperatuurreeks laat zien dat de Groenland in de jaren 30 en 40 ook één graad warmer was dan de referentieperiode.

    De laatste 10 jaar is de temperatuur iets hoger dan in de jaren 30.
    Het is nog even afwachten of de stijging nog verder zal doorzetten.

    In de periode 1970-2000 was de temperatuur wat lager. Zou de Groenlandse ijskap in die periode gegroeid zijn? Of is dat niet van belang in deze discussie?

  5. Hans Custers

    @ Hans Verbeek,

    SInds wanneer ligt Groenland op het Oostelijk Halfrond?

    En, om je de moeite van het verdere dataminen te besparen: de snelheid waarmee een ijskap smelt wordt bepaald door de temperatuur ter plaatse, en niet door de gemiddelde temperatuur in een enorme gebied waar die ijskap toevallig in ligt.

  6. Hans Custers

    @ Hans V,

    Sorry, wat minnetjes over het hoofd gezien, die sneer over het Oostelijk Halfrond was een misser van mij.

    Blijft overeind staan dat de gemiddelde temperatuur in de enorme rechthoek niet alles zegt over wat er bij de ijskappen gebeurt.

  7. @Hans Custers: geen probleem, ik ben niet snel van mijn stuk door gesneer.

    De grafiek laat de gemiddelde temperatuur zien over het gebied begrensd door 40 tot 50 graden WL en 60 en 85 graden NB. Dat omvat het grootste deel van Groenland.
    De gemiddelde temperatuur zegt zeker niet alles, maar het leek me wel een zinvolle aanvulling op dit verhaal.

  8. Lennart van der Linde

    Nog een interessante opmerking van Anders Levermann over het belang van het worst-case scenario bij het inschatten van der risico’s op snelle zeespiegelstijging (via een comment van Perwis op RealClimate):
    http://e360.yale.edu/feature/yale_e360_forum_on_ipcc_report_2013/2698/

    “In the case of sea level, society might want to know what is science’s best guess for the future rise, but for any practical purposes of coastal protection it is the worst case that is relevant. What is the upper limit of sea-level rise? An upper limit is different from a best guess and has at least two peculiar properties that are trivial but important. First, for all practical purposes, the upper limit cannot be exceeded. That means that if you build costal protection with respect to this upper limit, then you are safe, independent of scientific uncertainty or socio-economic scenarios. Second, an estimate of an upper limit is getting lower the more information is available — i.e., the more our scientific insight deepens. You start with the highest number available and then seek scientific evidence that allows dismissing this value and pushing the number down until you find no further reason to decrease it. Then you have your upper limit and you are safe.

    In the latest assessment report of the IPCC we did not provide such an upper limit, but we allow the creative reader to construct it. The likely range of sea level rise in 2100 for the highest climate change scenario is 52 to 98 centimeters (20 to 38 inches.). However, the report notes that should sectors of the marine-based ice sheets of Antarctic collapse, sea level could rise by an additional several tenths of a meter during the 21st century. Thus, looking at the upper value of the likely range, you end up with an estimate for the upper limit between 1.2 meters and, say, 1.5 meters. That is the upper limit of global mean sea-level that costal protection might need for the coming century.”

  9. Lennart van der Linde

    Een worst-case van circa 1.5 m stijging rond 2100 impliceert een stijgsnelheid rond die tijd van circa 3 cm/jr. Zijn de broeikasgasforcering en de balans van positieve en negatieve feedbacks sterk genoeg om die snelheid enkele eeuwen onder zijn eigen momentum op gang te houden? In dat geval zou zo’n 10 m stijging rond 2400 mogelijk zijn. Het lijkt wel aannemelijk dat de snelheid op een zeker moment zou afnemen, als het meest kwetsbare ijs verdwenen is. Bij gemiddeld nog 2,5 m/eeuw tot het jaar 3000, zou dan in deze worst-case wellicht zo’n 25 m stijging tussen nu en het eind van dit millennium mogelijk zijn. Dit is toevallig of niet ook ongeveer de worst-case volgens figuur 7 in Goelzer et al 2012:
    http://iopscience.iop.org/1748-9326/7/4/045401/article

    Zou Nederland in zo’n geval nog tegen acceptabele kosten bewoonbaar gehouden kunnen worden? Of moeten we het dan toch echt hogerop zoeken? Overigens gaat IPCC AR5 (nog?) wat minder ver, dacht ik, maar daar moet ik nog ‘ns goed naar kijken.

  10. Lennart van der Linde

    Pier Vellinga geeft in het vorige week gepresenteerde boek ‘Over de crisis niets dan goeds’ van Sjef Staps nogal forse kritiek op een PBL-rapport over klimaatbestendig Nederland (waarin gesteld wordt dat ons land de klimaatopwarming tot 2100 nog redelijk aan zal kunnen):
    http://www.overdecrisisnietsdangoeds.nl/

    “Waar ik bezwaar tegen heb is dat men niet verder kijkt dan 2100. Het wordt een erg wishful thinking-rapport door niet verder te kijken… De lijnen zullen daar niet stoppen met stijgen en daarmee zal de problematiek toenemen. Wat er staat is niet helemaal onwaar, maar wel een beetje tendentieus… Ik zeg dagelijks dat het onverantwoord is om ons met zo’n rapport gerust te stellen. Er is wel degelijk iets aan de hand, al duurt het meer dan vijftig jaar voordat mensen dat heel erg gaan voelen. Het gaat hier over mondiale problematiek. Daarom moeten we verder kijken dan Nederland… Als we het Middellandse-zeegebied in de beschouwing meenemen, dan krijg je een ronduit dramatisch rapport. Er is namelijk geen toekomst denkbaar waarin het in Nederland wel goed gaat, als we ook de drastische veranderingen op klimaatgebied in Zuid-Europa in het plaatje meenemen. Natuurlijk heeft dat effect op Nederland! In dit rapport wordt niets gezegd over de wereldwijde invloeden van klimaatverandering die gevolgen hebben voor Nederland. Ik vind dat onvoldoende voorlichting.” (p.113)

    Iets verderop zegt hij dan over het risico op snelle desintegratie van de ijskappen op Groenland en Antarctica:
    “De grote ramp vind ik vooral dat voorbij 2100 die zee ook nog met gemak verder doorstijgt met tientallen meters. Er zit geen rem op. Antarctica heeft zo veel sneeuw en ijs, dat als de klimaatverandering doorzet, ook voorbij zes graden, de zeespiegel wel zeventig meter zou kunnen stijgen. Dan ontstaat er, misschien over duizenden jaren, een ijsvrije wereld. Wil je dat op je geweten hebben? Liever niet, maar we doen er wel aan mee. Ja, dat is heel stom, onverantwoord en immoreel. Iedereen die dit weet, moet er wat aan doen.” (p.117)
    “Het is dus waarschijnlijk dat we het Antarctica-ijs op den duur kwiijtraken, alleen is de snelheid waarmee dat gebeurt wetenschappelijk nog onzeker. Veel specialisten zullen het erop houden dat zoiets wel 3.000 jaar kan duren. Ik denk dat het sneller zal gaan omdat al die processen telkens weer sneller blijken te gaan dan wij verwachten.” (p.118)

    Ook Maarten Hajer, directeur van het PBL, komt in dit boek aan het woord. Hij erkent in feite dat Vellinga gelijk heeft, of zou kunnen hebben. Hajer geeft echter aan dat als de minister/politiek niet wil dat het PBL verder kijkt dan 2100, het PBL die vrijheid niet zelf kan nemen. Je krijgt dan dus enigszins of behoorlijk bijziende rapporten. Hetzelfde geldt overigens voor het KNMI, zoals de vorige directeur van het PBL, Klaas van Egmond, in het boek van Staps aangeeft. Ook het KNMI zou zich veel duidelijker uit kunnen spreken over de klimaatrisico’s die vooralsnog alleen maar groter worden. We lijken ons collectief nog steeds te gedragen als de kikker die langzaam gekookt wordt.

  11. Hans Custers

    @ Lennart,

    Dat is dus de kloof tussen wetenschap en politiek. Om het wat cynisch te zeggen: voor een politicus is het al heel wat als hij verder kijkt dan de volgende verkiezingen en dan is bijna een eeuw vooruit een wereldprestatie. Een wetenschapper kijkt gewoon naar de tijdschaal die relevant is voor zijn onderzoek.

    Overigens vind ik 2100 als tijdshorizon niet zo gek als het gaat over de vraag hoe we ons moeten voorbereiden op de gevolgen van klimaatverandering. Verder kijken heeft weinig zin, omdat je zover vooruit toch geen beleid kunt maken.

    Als het gaat om de inzet bij en urgentie van internationaal klimaatbeleid is het natuurlijk wel belangrijk om verder te kijken. Maar daarvoor biedt het IPCC voldoende materiaal; ik vraag me af of je daar een aanvullende PBL studie voor nodig hebt.

  12. Lennart van der Linde

    Hi Hans,

    Zolang burgers vooral naar de korte termijn kijken zullen de meeste politici dat ook doen. Maar als burgers zijn we natuurlijk vrij om op langere termijnen afwegingen te maken. Voor concreet adaptatiebeleid is 2100 op dit moment een prima horizon. Maar voor afwegingen over mitigatie nu vs adaptatie later lijkt een poging om verder te kijken dan 2100 me wel degelijk zinvol en nodig.

    Vanuit het PBL en TU Delft is wel gezegd dat Nederland bij een zeespiegelstijging van maximaal 1,5 meter/eeuw nog zo’n vier eeuwen tegen relatief beperkte kosten te beschermen zou zijn. Maar hoe zit dat bij een mogelijke stijging van 3-5 meter/eeuw, die volgens mensen als Vellinga e.a. tussen 2100 en 2300 in het slechtste geval mogelijk lijkt? Als adaptatie in dat geval onmogelijk of extreem duur zou worden, zou dat voor Nederland een extra reden voor sterker mitigatiebeleid moeten zijn. Om het nog niet te hebben over de risico’s voor andere delen van de wereld, die ook weer hun effect op ons land kunnen hebben. Zou het PBL daar niet expliciet over na moeten denken, zoals Vellinga bepleit?

    Zie bv ook Meehl et al (2012):
    http://robinlea.com/pub/nclimate/nclimate1529.html

    Zij zeggen:
    “[T]he semi-empirical method… indicates greater increases than the IPCC AR4 example, with sea-level rise of nearly 115 cm and 145 cm by 2100 in RCP4.5 and RCP8.5, respectively, with an eventual increase approaching 440 cm and 960 cm for RCP4.5 and RCP8.5, respectively, by 2300. These values inform the upper range of the shading in Fig. 3 that encompasses the larger estimates. But the limit of the higher end of the shading is depicted as being indistinct to reflect that these are only estimates. There is no real way of knowing if these higher total sea-level rise values are credible, or if higher or lower values are more likely.”

    Zelfs bij een behoorlijk sterk mitigatiebeleid volgens RCP4.5 lijkt er dus een risico te bestaan op meer dan 1,5 meter/eeuw stijging in de periode 2100-2300. Een risico dat het IPCC slechts zeer impliciet onderkent, omdat daar op dit moment geen consensus over is. Willen of mogen we zo’n risico nemen?

    Ook als het gaat over de inschatting van klimaatrisico’s voor het behoud van cultureel erfgoed is een langere termijn perspectief nodig. Levermann et al (2013) houden daarvoor een termijn van 2000 jaar aan, maar 1000 jaar meer of minder zou natuurlijk ook kunnen. Dit is inderdaad ook terug te vinden in AR5, maar Levermann et al lijkt ook nog een behoorlijke onderschatting van de worst-case risico’s, al was het alleen maar omdat ze niet verder kijken dan 4 graden opwarming.

    Steeds vaker wordt bovendien gesteld dat het klimaatvraagstuk een mensenrechtenkwestie is, zowel voor huidige als toekomstige generaties. De klimaatzaak van Urgenda tegen de Staat baseert zich o.a. ook op deze juridisch vastgelegde mensenrechten.

    Dit alles gecombineerd met het nog maar zeer beperkte koolstofbudget voordat de mondiaal afgesproken grens van 2 graden opwarming onvermijdelijk wordt, maakt een afweging van korte vs lange termijn belangen en rechten m.i. zeer urgent.

    Hoe meer mensen deze discussie publiekelijk voeren, hoe beter, wat mij betreft. Dat Vellinga daarbij ook het PBL op zijn eigen verantwoordelijkheid wijst, onafhankelijk van de ruimte die de politiek het PBL wil geven, vind ik zeer te prijzen.

  13. Hans Custers

    Lennart,

    We gaan nogal off-topic. Mijn antwoord staat daarom hier.

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s