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.

Figuur 2. De blauwe en grijze band geeft de isotoopsamenstelling weer van chemische verbindingen in bladeren gevonden in sedimenten van het kratermeer Bosumtwi. Deze isotoopsamenstelling is een maat voor de hoeveelheid neerslag, de blauwe en grijze band verschillen qua correctiemethode. De rode lijn geeft de verandering van de zoninstraling op 6.5 °N weer tijdens de maanden juni t/m augustus.
Bron: Shanahan et al. 2015 figure 1 a, b.

Tijdens de African Humid Period waren de moessonregens intenser en bereikten ze een groter gebied. Deze variatie in de moesson wordt veroorzaakt door de variatie in de zoninstraling in de zomermaanden, de rode lijn in figuur 2. De moesson ontstaat doordat in de zomer het land sneller opwarmt dan de oceaan. De warme lucht boven het land stijgt op en er stroomt vochtige lucht van de oceaan naar het land dat daar voor neerslag zorgt. In de winter is de luchtstroming precies omgekeerd doordat het land sneller afkoelt dan de oceaan, hierdoor stroomt lucht van het land naar de oceaan en is het op het land droger (zie figuur 3). Interessant is dat de hoeveelheid stof die van de Sahara over de Atlantische Oceaan wordt getransporteerd – het gaat hierbij om honderden miljarden kilogrammen per jaar – in onze huidige tijd beduidend hoger is dan tijdens het AHP. De hoeveelheid vegetatie is een factor die hier een belangrijke rol in speelt. Het Noord-Afrikaanse zand waait zelfs tot aan de Bahama’s (zie figuur 4).

Figuur 3. Schematische weergave van de moessoncirculatie in de zomer (A) en in de winter (B).
Bron: Ruddiman, Earth’s Climate Past and Future sec. edition, figure 8-1.
Figuur 4: Reconstructies van de hoeveelheid Afrikaans stof dat bij de Bahama’s (C) en boven een plek in het tropische gedeelte van de Noord Atlantische Oceaan (D) terecht is gekomen gedurende de laatste 23,000 jaar.
Bron: Williams et al 2016, figure 2 c,d.

Door veranderingen in de baan van de aarde om de zon, de stand van de aardas en het tollen van de aardas (de Milankovitch parameters) verandert de hoeveelheid zonlicht die in de zomer op het land valt. Meer zonlicht in de zomer betekent een groter temperatuurverschil tussen het land en de oceaan en daarmee een sterkere moesson. Een periode met minder zonne-energie in de zomer geeft een zwakkere moesson en minder regen boven het land. Deze cyclus van een sterkere en zwakkere moesson herhaalt zich ongeveer elke 23,000 jaar en is sterk gekoppeld aan het tollen van de aardas (precessie) en de rotatie van de ellipsbaan van de aarde om de zon. Deze invloed van de astronomische parameters op de moesson is al in 1981 door John Kutzbach geopperd en gesimuleerd met een klimaatmodel. De totale hoeveelheid zonlicht die op de aarde valt verandert dus niet, alleen de verdeling over de aarde wijzigt (zie figuur 5). Hoewel deze verdeling van de hoeveelheid energie afkomstig van de zon geleidelijk verandert met de tijd, was het begin en einde van de African Humid Period vrij abrupt. Een onderzoek van deMenocal et al. uit 2000 spreekt van “decennia tot enkele eeuwen”, het klimaatsysteem van Noord-Afrika kan blijkbaar relatief snel omslaan van de droge naar de meer vochtige toestand en terug: het kent zogenaamde kantelpunten.

Figuur 5. Conceptuele weergave van de respons van moessons op de verandering van de inval van zonlicht gedreven door de cyclus van 23,000 jaar, de orbitale precessie: het tollen van aardas en de rotatie van de ellipsbaan van de aarde om de zon.
Bron: Ruddiman, Earth’s Climate Past and Future sec. edition, figure 8-5.

De huidige door mensen veroorzaakte klimaatverandering heeft waarschijnlijk ook invloed op de sterkte van de Afrikaanse moessons. Uiteraard besteedt het laatste IPCC rapport aandacht aan de moessons, zo geeft FAQ 14.1 (blz. 1228) een uitleg over de invloed van klimaatverandering op de moessons. Over het algemeen verwacht men dat de hoeveelheid neerslag toeneemt, voornamelijk doordat de hoeveelheid vocht in de atmosfeer toeneemt als gevolg van de opwarming. Betreffende de toekomst van de Afrikaanse moessons hanteert het IPCC de term “low confidence” (hoofdstuk 14.2.4), er is dus nog werk aan de winkel voor de klimaatwetenschap.

In een artikel van Lenton et al. uit 2008 over mogelijke kantelpunten in het klimaatsysteem (zie figuur 6) wordt – mede door de verandering in de moesson – het mogelijk groener worden van de Sahara in de toekomst ook genoemd:
“Such greening of the Sahara/Sahel is a rare example of a beneficial potential tipping element.”
Een groenere Sahara is mooi, de mens is blijkbaar tot veel in staat. Helaas zijn er meerdere kantelpunten in het klimaatsysteem en andere zouden voor de mensheid wel eens  beduidend minder gunstig uit kunnen pakken.

Figuur 6: Mogelijke kantelpunten in het klimaatsysteem.
Bron: Lenton et al. 2008, figure 1.

Enkele algemene stukken over het AHP:

En over de toekomst van het klimaat van Afrika een eerdere bijdrage alhier van Jan Paul van Soest:

Advertisements

2 Reacties op “AHP

  1. Jos, leuk en interessant stukje.

    De natte woestijnhistorie is overigens ook terug te vinden in de omvangrijke grondwaterreserves in de uitgestrekte ‘aquifer systems’ van de NW Sahara en de Nubian Sandstones.

    In de Nubian Sandstones is grondwater aangetroffen met een ouderdom van bijna 1 miljoen jaar. Het fossiele grondwater wordt steeds intensiever geëxploiteerd, o.a. in Libië: het ‘Great Manmade River’ project.

  2. Dank je Bert.
    Niet alleen de fossiele brandstoffen worden door de mens sneller aan de aarde onttrokken dan de natuur het kan aanvullen, maar dus ook het fossiele grondwater.

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