Zwarte gletsjers en bruine wolken

Ook verschenen op Noorderlicht/Wetenschap24. Achtergrondartikel bij de zesde en laatste aflevering van “Klimaatjagers“, zondagavond 13 okt 20:20 op Nederland 2, VPRO.

Door: Bart Verheggen

De laatste aflevering van Klimaatjagers gaat over de smeltende gletsjers in de Himalaya en de grote stofwolken met luchtvervuiling in zuidoost Azie.  Deze ogenschijnlijk heel verschillende zaken hebben echter gedeeltelijk een zelfde oorzaak: De uitstoot van roet door bijvoorbeeld het koken op hout, wat daar op grote schaal gebeurt.

De beelden van de Himalaya maken duidelijk hoe mooi en imposant dit berggebied is, maar daarnaast heeft deze bergketen een verreikende invloed op het leven in de lager gelegen gebieden: Een miljard mensen zijn afhankelijk van de Himalaya voor hun water. De lange-termijn waterhuishouding in het gebied wordt bedreigd door de opwarming van de aarde, enerzijds via het smelten van gletsjers en anderzijds via veranderingen in de moesson. Volgens recent onderzoek zal de watertoevoer vanuit de Himalaya de komende honderd jaar eerst toenemen (doordat er meer smeltwater beschikbaar komt en door toenemende neerslag) alvorens af te nemen (door de verminderde hoeveelheid ijs).

Smeltende gletsjers

Gletsjers over de hele wereld worden langzaam kleiner vanwege de opwarming en de Himalaya is hier op geen uitzondering. Het seizoensgebonden smelten van gletsjers zorgt voor vele zogenaamde gletsjermeren in het gebied. Deze meren worden soms gestut door een natuurlijke dam. Vanwege het sterkere smelten kunnen deze dammen sneller doorbreken, wat dan leidt tot een vloedgolf in de lager gelegen gebieden. Hier zijn vorig jaar tientallen mensen door omgekomen. Jeff Kargel van de University of Arizona doet onderzoek aan dergelijke ‘Glacial Lake Outburst Floods’.

Dr Kargel laat aan de hand van een simpel proefje zien hoe je iets te weten kunt komen over de samenstelling van het gesteente: Hij druppelt wat zuur op een steen, en meteen zie je gasbelletjes opborrelen. Dat is de kooldioxide die ontstaat door de reactie van het zuur met kalksteen. Hetzelfde spul als in je fluitketel, legt hij uit. Dit gebied was vroeger de bodem van een meer. Een vraag waar Dr Kargel zich mee bezig houdt is hoe de opwarming de waterhuishouding van de bergen beinvloed.

Huidige klimaatverandering pijlsnel in geologisch perspectief

De rode lijn van de documentaire zou wel eens de volgende uitspraak van Jeff Kargel kunnen zijn:  Er zijn weliswaar grotere klimaatveranderingen in het verre verleden voorgekomen  als wat we nu  (de afgelopen ~100 jaar, een oogwenk in geologisch perspectief) meemaken, maar nu gaat het veel sneller. Dit is door meerdere wetenschappers in de verschillende afleveringen gezegd, op basis van totaal verschillende observaties. Iets om bij stil te staan.

Zwarte gletsjers

Op 5000 meter hoogte komen Bernice en Dr Gregory Leonard opeens “vieze sneeuw” tegen: Het is bezaaid met zwarte stofdeeltjes. De grote deeltjes komen waarschijnlijk van dichtbij (bijv puinresten), maar het fijnere stof, wat een paar weken in de lucht kan verblijven, komt waarschijnlijk van verder weg. Dit is roet, ook wel ‘black carbon’ genoemd. Het is een bijproduct van incomplete verbranding, waarbij niet alle brandstof tot het eindproduct CO2 is omgezet. De zwarte kleur geeft al aan wat voor effect dit goedje kan hebben: het absorbeert zonnestraling en heeft daardoor een opwarmend effect op de omgeving. Daardoor draagt dit roetlaagje substantieel bij, naast het versterkte broeikaseffect, aan het smelten van de gletsjers. Het effect van zwart roet is vooral op wit ijs merkbaar, omdat dat normaalgesproken het grootste deel van de inkomende zonnestraling reflecteert. Het verschil in reflectie vanwege het roetlaagje is hier dus het grootst.

Meanderende Moesson

De moesson is een seizoensgebonden luchtstroming waarbij koele, vochtige lucht van de oceaan naar het continent beweegt. Dit gepaard gaat met veel neerslag. Tijdens dit ‘regenseizoen’ raakt de grond doordrenkt met water en worden de rivieren weer goed gevuld. Ook wordt de atmosfeer door de neerslag gezuiverd van stof en andere vervuiling.

India is voor haar voedselopbrengst sterk afhankelijk van de moesson. Er lijkt de laatste tijd meer variatie in dit patroon op te treden: soms te veel en soms te weinig water. En vaak komt de moesson later, wat uitdroging van de grond tot gevolg kan hebben. De voedselproductie is hierdoor de laatste jaren met zo’n 25% afgenomen, zo wordt er gemeld.

Volgens de bekende atmosferisch wetenschapper Veerabhadran Ramanathan is 70% van de Indiase economie afhankelijk van de moesson. Vorig jaar bleef de moesson lang uit, waarna de regens in alle hevigheid losbarsten. De Ganges veranderde hierdoor in een ‘kolkend monster’ en zo’n tien duizend mensen vonden de dood ten gevolge van overstromingen.

ABC’s

Ramanathan speelde een sleutelrol in grootschalige meetcampagnes over de Indische Oceaan (zoals INDOEX) om de vervuiling van het continent te karakteriseren. Ramanathan wist de hand te leggen op onbemande vliegtuigjes die voor ‘Operation Desert Storm’ waren gebruikt, om die vervolgens in te zetten voor atmosferisch onderzoek. De persistente ‘wolk’ van continentale vervuiling bleek veel grootschaliger dan gedacht en werd omgedoopt tot ‘Atmospheric Brown Clouds’ (ABC’s). Met name stofdeeltjes (aerosolen genaamd) spelen hierin een belangrijke rol. De meeste van deze aerosolen weerkaatsen het zonlicht (waardoor ze een afkoelend effect hebben) terwijl andere deeltjes, zoals roet, het zonlicht juist absorberen (waardoor ze een opwarmend effect hebben).

Ramanathan en zijn collega’s concludeerden op basis van hun metingen dat beide effecten, afkoeling door reflectie en opwarming door absorptie, sterker waren dan gedacht. Beide effecten zorgen ervoor dat er minder zonlicht het aardoppervlak bereikt. Deze zogenaamde ‘dimming’ was vijf keer sterker dan verwacht, zegt hij in een interview met Bernice. Roet is een belangrijke component van deze ABC’s, die ‘bruin’ worden genoemd vanwege de mix van absorberende en reflecterende eigenschappen. Het is nog een openstaande vraag of en hoe ABC’s de moesson beinvloeden.

ABC’s beinvloeden niet alleen het klimaat, maar ook de gezondheid. Er wordt in zuidoost Azie traditioneel veel gekookt op hout of gedroogde koeiemest. Deze ongecontroleerde (en dus veelal incomplete) verbranding leidt tot de productie van roet. Dr Ramanathan vertelt hoe zijn moeder na het koken een uur lang aan het hoesten was. En dit is meer dan slechts een anecdote: De veelheid aan traditionele ‘cooking stoves’ is inderdaad een mondiaal belangrijke, zo niet de belangrijkste, bron van roet, naast bijvoorbeeld dieselmotoren.

BC - stove

Veerabhadran Ramanathan is samen met zijn dochter, Nithya Ramanathan, actief om deze traditionele ‘cooking stoves’ te vervangen door efficiente fornuizen. Dit kan CO2 credits opleveren die via mobiele telefoons geregistreerd kunnen worden.

BC - truck

De veelbesproken voorzitter van het IPCC, Rajendra Pachauri, maakt ook nog een entrée in de aflevering. Hij reageert vrij onverstoorbaar op de vraag van Bernice hoe hij de felle kritiek op zijn functioneren beleeft: “hoge bomen vangen veel wind” is kort samengevat zijn reactie. De gletsjers gaan er in ieder geval niet langzamer door smelten.

Meer info over de rol van roet in klimaatverandering:

UNEP integrated assessment of black carbon and ozone (2011)

JGR review artikel (2013) Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessment

Discussie over voor- en nadelen van het verleggen van de focus op terugdringen van roetemissies

9 Reacties op “Zwarte gletsjers en bruine wolken

  1. “Roeien tegen de stroom in …!!” Deze zin zal me nog lang heugen.

    Nieuw was de opwarmende werking die roet kan hebben. Zijn dit bepaalde soorten roet?

    Een afweging maken tussen CO2 -reductie en bestrijding van roet vind ik een academische discussie. Op de korte termijn gaat de gezondheid voor.
    En ook waarschuwt James Hansen voor de ‘faustian bargin’. Haal de luchtverontreinging weg en verwacht een grotere verstoring van de energiebalans van de aarde.

    Waar zijn we eigenlijk mee bezig: tweevoudige geoengineering? Gaan we dat beheersen?

  2. Pieter,

    Alle soorten roet (“zwarte koolstof”) absorberen zonnestraling en hebben daarmee een lokaal opwarmend effect. De “mass absorption efficiency” (sigma_abs) is een maat voor de sterkte vd absorptie per massa-eenheid; deze kan natuurlijk wel varieren (bijv afhankelijk vd mate van oxidatie vh roet). “Brown carbon” heeft een lagere sigma_abs dan black carbon. Je ziet ook wel de term LAC = light absorbing carbon. Mineral dust kan ook een heel klein beetje absorberen (orders of magnitude less than BC). Andere aerosolen niet (die reflecteren alleen).

    De afweging tussen CO2 reductie en roet is meer dan alleen academisch: De discussie wordt ook in beleidskringen gevoerd, en wat klimaat betreft zijn de effecten sterk verschillend in de tijd, zoals in de discussie op de NIPCC post genoemd. Voor de lange termijn opwarming is CO2 veruit het belangrijkst; voor de korte termijn kan BC en methaan reductie sneller effect sorteren. Zie ook http://planet3.org/2011/12/14/1688/ waar ik de verschillen en voor- en nadelen op een rijtje heb proberen te zetten. Maar natuurlijk heb je gelijk: de sterke gezondheidseffecten van BC maken de reductie hiervan extra noodzakelijk. Wat betreft klimaat zou ik dan wel pleiten voor een en-en benadering (roet en CO2) en niet een of-of benadering.

  3. Pieter Zijlstra schreef:
    “Waar zijn we eigenlijk mee bezig: tweevoudige geoengineering? Gaan we dat beheersen?”

    Over “brightening”:

    A.T.J. de Laat, M. Crok, “A Late 20th Century European Climate Shift: Fingerprint of Regional Brightening?,” Atmospheric and Climate Sciences, Vol. 3 No. 3, 2013, pp. 291-300. doi: 10.4236/acs.2013.33031.
    http://www.scirp.org/journal/PaperDownload.aspx?paperID=33658

  4. Dank Boels voor dit artikel.
    Het geeft een goed inzicht in metingen en statistische analyses.
    Mijn eerste reactie is om verder te kijken naar aerosolen afkomstig van de Duitse en Nederlandse chemische- en proces-industrie.
    In dat tijdvak zijn veel fabrieken overgegaan op processen met minder uitstoot (na een lange aanloop vanaf het begin van de tachtiger jaren).

  5. @Bart,

    Het moet natuurlijk en-en zijn. En zoals Paul Kelly op Planet 3.0 stelt we hebben ook geen tijd meer als we dit weten en beseffen.
    Ik hoop dat de uitzendingen van Klimaatjagers dit idee, dit gevoel zal overbrengen aan de kijkers.

  6. Hi Pieter,

    Bij dergelijke discussies ligt natuurlijk de ‘either-or fallacy‘ (ofwel ‘false dichotomy’) op de loer: het onjuiste idee dat er een of-of keuze gemaakt zou moeten worden tussen deze mogelijkheden tot vermindering van emissies.

    Waar zijn we eigenlijk mee bezig: tweevoudige geoengineering?

    Tsja, met nog wel meer factoren:

    * extra broeikasgassen;
    * extra verkoelende aerosolen door uitstoot van SO2 en NOx;
    * effecten op deze aerosolen van amines en ‘volatile organic compounds’;
    * minder zonnestraling aan het oppervlak door aerosolen + ‘black carbon’
    * juist snellere opwarming van de lucht door ‘black carbon’;
    * veranderingen in albedo gletsjers en ijskappen door het neergeslagen ‘black carbon’;
    * extra bosbranden door hogere temperaturen en verdroging -> meer roet;
    * veranderingen in evapotranspiratie door minder oerwoud;
    * …

    De ‘Faustian bargain’ van Jim Hansen is dat het op korte termijn helpt om steeds méér steenkool te stoken: regionaal de laag met verkoelende H2SO4 aerosolen in stand houden en deze extra opkrikken. Daardoor wordt het op langere termijn echter lastiger: extra broeikasgassen die accumuleren in de dampkring + gevolgen van roet: http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/1/011006

    Ik vond het een indrukwekkende aflevering van Klimaatjagers: enorme gebieden, veel afhankelijkheden en ‘tipping points’ en het gaat om héél veel mensen. Het was ook leuk om The Great Ramanathan ’s in levenden lijve te zien, en thee drinken bij Rajendra Pachauri op z’n eigen werkkamer.

  7. Hi Bob,
    Goed dat je de ‘Faustian bargain’ toelicht en verduidelijkt.
    Op de site van Klimaatjagers is op de home page een interview te zien met Tim Lenton.
    Over climate change en ook geo-engineering.
    De 25 minuten waren zo om. Boeiend!

  8. Lennart van der Linde

    In de aflevering van gister werd ook gesproken over circa 60 doden als gevolg van een overstroming vanuit een gletsjermeer (in 2012?). Afgelopen juni vond waarschijnlijk iets soortgelijks plaats op nog veel grotere schaal:
    http://www.thestar.com/news/world/2013/07/30/climate_changes_nasty_new_natural_disaster_himalayan_tsunamis.html

    Zowel de ongewone moessonregen als het doorbreken van de morainedam bij een gletsjermeer waren waarschijnlijk oorzaak van de mogelijk bijna 6000 doden in en rond Kedarnath in de Indiase Himalaya.

  9. “De ‘Faustian bargain’ van Jim Hansen is dat het op korte termijn helpt om steeds méér steenkool te stoken…” – vergat nog de zure regen en de gevolgen vooral voor de landbouw daarvan. Reusachtig probleem in China.

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