Hoe zit het nu met orkanen en klimaatverandering?

Met het actieve orkaanseizoen op de Atlantische Oceaan duikt in de media regelmatig de vraag op of er een verband is met klimaatverandering. Dat is een ingewikkelde kwestie. De wetenschappers die hier antwoord op geven begeven zich dan ook op glad ijs: het is niet zo makkelijk om hier een toegankelijk verhaal over te houden en tegelijkertijd recht te doen aan alle nuances. Het is dan ook niet zo moeilijk om op basis van wat soundbytes de indruk te wekken dat de opvattingen van verschillende deskundigen diametraal tegenover elkaar staan. Zo zei orkaandeskundige Phil Klotzbach (van het Tropical Meteorology Project van Colorado State University) in een interview met de Amerikaanse publieke radio NPR dit:

When it comes to climate change’s impacts on the storm – so most the theoretical models really don’t see any change in the frequency, perhaps even going down a little bit. They say maybe the storms will get slightly more intense. But I typically look at the observations. I don’t do much theoretical modeling. And in the observations, it’s just really too hard to say.

En klimaatonderzoeker Michael Mann zegt in een opiniestuk in The Guardian:

We can’t say that Hurricane Harvey was caused by climate change. But it was certainly worsened by it.

Is het nu een zekerheid, of is het moeilijk om er iets over te zeggen? Het merkwaardige is dat het allebei in zekere zin klopt, en dat geen van beide beweringen echt in tegenspraak is met wat het IPCC (het plaatje bovenaan dit stuk is gepikt van David Appell) hierover schrijft. Klotzbach en Mann leggen andere accenten omdat ze de kwestie vanuit een andere invalshoek benaderen. En dat heeft dan weer alles te maken met hun eigen onderzoeksgebied. Kort gezegd: de invalshoek van Klotzbach is probabilistisch, die van Mann is deterministisch.

Phil Klotzbach verzamelt en analyseert data over tropische cyclonen. Als er iets verandert in bijvoorbeeld het aantal tropische cyclonen, of in de intensiteit ervan, dan moet dat na verloop van tijd zichtbaar worden in die data. Met de nadruk op: na verloop van tijd. Want zoals hier wel vaker is gezegd: extreme gebeurtenissen zijn per definitie zeldzaam, data zijn dus schaars en daarom kan het lang duren voordat een trend in die data duidelijk – statistisch significant – zichtbaar wordt. Dat geldt zeker voor orkanen, mede vanwege de grote verschillen tussen orkaanseizoenen en individuele orkanen. Klotzbach constateert dat de invloed van klimaatverandering op orkanen nog niet aantoonbaar blijkt uit zijn data. En daar valt weinig tegenin te brengen. Gelukkig maar, want als die invloed nu al duidelijk zichtbaar zou zijn zou dat betekenen dat de veranderingen bijzonder snel gaan.

Mann kijkt naar oorzaak en gevolg. Hij stelt een aantal simpele gevolgen van het opwarmende klimaat vast, die ontegenzeggelijk invloed hebben op een orkaan of op de schade die wordt aangericht.

  • De gestegen zeespiegel zorgt voor een hogere stormvloed, die verder landinwaarts kan komen.
  • De hoeveelheid waterdamp die lucht kan bevatten neemt sneller dan lineair toe met de temperatuur. Er kan dus ook meer waterdamp condenseren als warme lucht verzadigt raakt, waardoor de intensiteit van neerslag toeneemt. Dit volgt uit de Clausius-Clapeyronvergelijking, maar het is ook overal zichtbaar in de echte wereld: de hoosbuien die we hier in de zomer regelmatig zien komen niet voor in de winter en in de tropen is neerslag vaak nog veel extremer.
  • Warm zeewater is de energiebron van een orkaan. Hoe warmer het zeewater, hoe meer energie en hoe krachtiger een orkaan kan worden. Volgens een onderzoek uit 2012 zou de maximale windsnelheid van orkanen in de noordelijke Atlantische Oceaan met bijna 30 km/h toe kunnen nemen per graad stijgen van de temperatuur van het oceaanoppervlak.

Het stuk van Mann in The Guardian is dus allerminst alarmistisch. (Met uitzondering van de kop, maar die komt van een koppenmaker van The Guardian en niet van Mann.) Het is uiterst waarschijnlijk dat de drie hierboven genoemde factoren hebben bijgedragen aan de risico’s en de schade van orkaan Harvey. Omdat ze elkaar kunnen versterken – zowel stormvloed als extreme neerslag dragen bij aan overstromingen en een sterkere wind betekent een hogere stormvloed en meer aanvoer van met waterdamp verzadigde lucht – zou het gezamenlijke effect groter kunnen zijn dan de verandering van de factoren op zich. Mann noemt het kort, maar blijft er terughoudend over. Als hij er werkelijk op uit was geweest om de invloed van klimaatverandering zwaar aan te zetten had hij nog wel wat andere dingen kunnen noemen waar in de wetenschap nog over wordt gedebatteerd. Een artikel van Kerry Emanuel uit 2005 bijvoorbeeld, waarin wordt geconstateerd dat de totale hoeveelheid energie die vrijkomt bij tropische cyclonen toeneemt, evenals de levensduur. Het is niet onaannemelijk dat de afmetingen van een cycloon, en daarmee het gebied dat wordt getroffen, toenemen door de grotere warmte-inhoud van de oceanen.

Wel noemt Mann nog de mogelijke invloed van een veranderde atmosferische circulatie op het gedrag van orkaan Harvey. Die zou er aan bijgedragen kunnen hebben dat Harvey dagenlang boven Texas bleef liggen. Het gevolg was dagenlange extreme neerslag in hetzelfde gebied, wat in belangrijke mate bepalend was voor de schade. Ook hierover woedt in de wetenschap nog een stevig debat en dat verzwijgt Mann zeker niet.

Wat in elk geval vaststaat: klimaatverandering veroorzaakt geen orkanen, maar kan orkanen wel op veel manieren beïnvloeden en verhevigen. Zeespiegelstijging en opwarming van atmosfeer en oceaan hebben op dit moment hoogstwaarschijnlijk al invloed, al is de aantoonbare invloed vrij beperkt. Als het klimaat verder opwarmt zal die invloed hoe dan ook toenemen. Over andere factoren bestaat vooral nog veel onzekerheid. Onzekerheid die niet zomaar te interpreteren is als goed nieuws. Niet alleen omdat niet uit te sluiten valt dat orkanen sneller zullen toenemen in kracht, of omvang, of hoeveelheid neerslag dan nu wordt verwacht. Ook het gedrag (levensduur, pad, snelheid) zou kunnen veranderen. Hoe meer onzekerheid en onvoorspelbaarheid, hoe moeilijker het is om voorbereid te zijn op wat er kan gebeuren. Ook dat draagt bij aan het risico.

Tenslotte nog wat links met meer informatie over het huidige klimaatseizoen in de Atlantische Oceaan en over klimaatverandering en orkanen:

Inside Climate News: 6 Questions on Hurricane Irma, Harvey and Climate Change

Potsdam Institute for Climate Impact Research: Storm Harvey: impacts likely worsened due to global warming

NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory: Global Warming and Hurricanes

EPA Climate Change Indicators: Tropical Cylone Activity

Advertenties

24 Reacties op “Hoe zit het nu met orkanen en klimaatverandering?

  1. Kerry Immanuel (MIT) over Hurricanes – 50 munten video college op youtube (How do Hurricanes Respond to Climate Change?) met daaronder links naar nog meer leerzaams van hem.

  2. Hans, bedankt voor het artikel en mrooijer, dat college van Emanuel is echt goed, bijzonder leerzaam.

  3. Leuke video! Maar op 15:42 zie ik geen trend naar intensere orkanen. En veel van de andere grafieken zijn eerder op modellen gebaseerd dan op historie/observaties. En b.v. een verschuiving van het orkaan epicentrum naar verder weg van de Evenaar lijkt me goed nieuws: orkanen in Guatemala of St Maarten ruilen voor orkanen in Florida of Texas lijkt me beter voor de mensheid als geheel. Ook hier lijkt de grootste schadevergroter bevolkingsexplosie en niet opwarming. Scenarios met 1m zeespiegelstijging zijn zowiezo wat onrealistisch (per 2100 als mijn kind 93 jaar oud is). DeltaPlan NL rekent met meer dan hoogste KNMI scenario (85cm) namelijk 120cm in 2100. Feitelijk is NL dus heel goed in staat om zeespiegelstijging en de incidentie van stormvloeden te pareren. Waarom Bangladesh niet? Vanwege global warming of omdat het daar veel te veel mensen zijn die in een achterlijke cultuur van Islam leven en zichzelf niet voldoende kunnen organiseren om dijken te bouwen? Welk probleem ging u aanpakken met climate finance uit Parijs akoord? (Geld corrumpeert?)

  4. @Thijs Cobben

    “Maar op 15:42 zie ik geen trend naar intensere orkanen.”
    De grafiek die daar getoond wordt uit Donnelly & Woodruff 2007 gaat over de relatie tussen El Nino’s, de West Afrikaanse moesson en orkaan activiteit. De grafiek gaat daarbij tot 0 BP wat 1950 AD is.
    http://www.nature.com/nature/journal/v447/n7143/abs/nature05834.html

    “En veel van de andere grafieken zijn eerder op modellen gebaseerd dan op historie/observaties.”
    Tja, als je iets over de toekomst wilt zeggen moet je het met modelberekeningen doen. Observaties van de toekomst zijn nogal schaars.

    “Scenarios met 1m zeespiegelstijging zijn zowiezo wat onrealistisch..”
    Dat hangt af van de mate van opwarming die wij nog zullen bewerkstelligen, onrealistisch zijn ze helaas echter niet. Bij het business-as-usual scenario is 1 meter zeespiegelstijging wat men zo ongeveer gemiddeld verwacht. Er zijn artikelen die bovengrenzen rapporteren van meer dan 2 meter in 2100. Zie:
    https://klimaatverandering.wordpress.com/2017/08/07/versnelt-de-zeespiegelstijging-deel-1/

    “Vanwege global warming of omdat het daar veel te veel mensen zijn die in een achterlijke cultuur van Islam leven en zichzelf niet voldoende kunnen organiseren om dijken te bouwen?”
    AUB dit soort denigrerende kwalificaties over andere culturen hier in het vervolg niet meer achter te laten.

  5. Zie onderstaande grafiek van Zeke Hausfather ter illustratie van de tekst uit het blogstuk:
    “Warm zeewater is de energiebron van een orkaan. Hoe warmer het zeewater, hoe meer energie en hoe krachtiger een orkaan kan worden.”

  6. Je kon er natuurlijk de klok erop gelijk zetten, dat veel CO2 believers de recente hurricanes zouden aangrijpen om hun “gelijk” te halen in de nog steeds doorgaande discussie over wat nu wel en niet waar is van het CO2 verhaal in de “strijd” tegen global warming.

    Gelukkig ook wat meer gefundeerde en gebalanceerde wetenschappelijke reacties, die aangeven dat dit “helaas” niet zo simpel is. We boeken dus enige vooruitgang, dat is bemoedigend voor de echte wetenschap, en minder leuk voor de nogal emotionele doemdenkers over het klimaat.

    [Het vervolg van deze reactie is een herhaling van een eerdere gish gallop aan onzin en daarom verwijderd.- JH]

  7. Orkaan Maria ontwikkelde zich gisteren binnen en dag van een categorie 1 tot een categorie 5 orkaan. Er was wat discussie op Twitter of orkanen zich in een warmer klimaat sneller kunnen ontwikkelen en of dat al zichtbaar is in de data. Zeke Housfather heeft dat laatste uitgezocht. Conclusie: geen statistisch significante versnelling.

    Het plaatje laat ook mooi zien dat het door de grote spreiding van data nog lang kan duren voordat een eventuele statistisch significante trend zichtbaar wordt.

  8. “No significant evidence that hurricanes are intensifying faster in recent years, but hard to know for sure given limited data points.” (Zeke Hausfather)

    Hij zal het wetenschappelijk bewijs aan zijn kant hebben maar ik lees dit orkaanseizoen wel vaak zoiets als:

    “This is an event that will be damaging to the infrastructure, that will be catastrophic,” Rosselló said. “Never before has an event like this happened. It is projected to be the worst atmospheric event in a century in Puerto Rico and if we do not take precautions we will have life loss situations that we could avoid. Our only focus right now should be to make sure we save lives.”
    https://www.theguardian.com/world/hurricane-maria

    Is het een uitzonderlijk orkaanseizoen?

    Lieuwe

  9. Hi Lieuwe,

    Ja, het is een uitzonderlijk orkaanseizoen voor het Atlantische gebied. Zowel de statistiek als de fundamentele fysica van de (sterkte van) orkanen wijzen erop dat:

    — de hoge temperaturen van het oppervlaktewater in het gebied waar deze orkanen ontstaan daar een oorzaak van zijn.

    Het is een stelling die Hausfather allerminst bestrijdt. Hij wijst er echter wel op dat de statistiek van zeer zeldzame gebeurtenissen veel ruis kent. Dat maakt het lastig om statistisch significant die stelling aan te tonen (hoewel die fysisch gezien heel waarschijnlijk is).

    Zo zie je in de linker grafiek van Hausfather een steeds snellere ‘versterking’ van recente orkanen in categorie 5 (een afname van het aantal dagen om op sterkte te komen):

    Er is ‘possibly’ een trend. Alleen, er zijn slechts 2 datapunten voor categorie 5 orkanen in 2017 en de spreiding is groot. Dat maakt het lastig om het (nu al) statistisch significant te noemen.

  10. thijscobben

    In de datasets van het sneller intensiveren is geen verband te zien. In de dataset over het vaker voorkomen wordt een model geciteerd dat is gebaseerd op een dubieuze ceteris paribus redenering omdat bij stijging oceaanwatertemperatuur ook de lucht warmer zal zijn en het juist dit verschil is dat de brandstof is voor orkaangroei.

    GEEN VOORSPELLENDE MODELLEN ZONDER FIT OP HISTORISCHE DATA, PLEASE. Als je stelt dat “er door klimaatopwarming vaker intensievere orkanen zullen optreden” dan is er een hele simpele manier om dat aan te tonen namelijk met waarnemingen, niet met modellen.

    Die waarnemingen zijn er dus niet. Dus is de stelling onbewezen, sterker, op basis van waarnemingen is er een andere stelling bewezen namelijk dat orkanen niet vaker voorkomen gegeven de graad opwarming van de afgelopen eeuw.

  11. Hans Custers

    Thijs,

    Zou je de moeite willen nemen een blogstuk eerst te lezen, alvorens je er op reageert? De waarnemingen worden in dit blogstuk namelijk ook behandeld.

    En heb je een bron voor je bewering dat het temperatuurverschil tussen water en lucht brandstof is voor orkanen? Bij mijn weten is dat namelijk onzin.

    In de dataset over het vaker voorkomen wordt een model geciteerd

    Een model dat in een dataset wordt geciteerd? Dat lijkt me merkwaardig. Over welke dataset heb je het? En welk model wordt er dan geciteerd?

  12. “…omdat bij stijging oceaanwatertemperatuur ook de lucht warmer zal zijn en het juist dit verschil is dat de brandstof is voor orkaangroei.”

    Altijd leuk, die Dunning-Kruger figuren. Want Thijs Cobben weet het, met zijn IT achtergrond, uiteraard beter dan al die wetenschappers die al tientallen jaren onderzoek doen naar orkanen.

    Daarom maar een linkje:
    https://www.vox.com/science-and-health/2016/10/6/13191010/how-hurricanes-form-tropical-storms-guide

    En als die te moeilijk is:
    https://scijinks.gov/hurricane/

  13. Hans Custers

    Deze twee grafieken van Zeke Hausfather laten ook mooi zien hoe het werkelijk zit.

    Laat ik er voor de zekerheid maar even bij zeggen dat aan de grafieken aan de rechterkant dalen omdat de extreem warme temperaturen aan die kant zeldzaam zijn. Het is dus niet zo dat de kans op orkanen bij zulke hoge temperaturen weer afneemt, maar het aantal waarnemingen is klein omdat die temperaturen bijna niet voorkomen.

  14. thijscobben

    Een dataset die een model citeert moet natuurlijk zijn een dataset die gebaseerd is op een model en niet op feitelijke waarneming.

    Verschil tussen watertemperatuur en luchttemperatuur als grondstof voor orkanen: b.v.: https://www.siue.edu/MLTE/Thematic%20Units/The%20Weather%20Around%20Us/hurricane_facts.htm tweede bullet point

    maar denk ook zelf na. Het is uiteindelijk de stijgende, vochtige lucht boven warm water die een lagedruk gebied met aanzuigende werking veroorzaakt. Het lijkt mij evident dat je bij warm water en koudere lucht veel sterkere stijging zal stijgen dan bij warm water en warmere lucht.

    Ook zijn er modellen die voorspellen dat er meer wind is en minder vochtige lucht door de opwarming van de aarde. Dit zijn tevens factoren waarvan je kan verwachten dat die intensiteit en frequentie van orkanen zullen verminderen.

    Kortom je kan niet zomaar conclusies trekken over orkanen gebaseerd op een te beperkt ‘ceteris paribus’ model dat alleen warmer carraibisch oceaanwater beschouwt.

  15. Hans Custers

    Een dataset die een model citeert moet natuurlijk zijn een dataset die gebaseerd is op een model en niet op feitelijke waarneming.

    Daarmee heb je nog geen antwoord gegeven op de vraag welke dataset en welk model je precies bedoelt.

    Het is uiteindelijk de stijgende, vochtige lucht boven warm water die een lagedruk gebied met aanzuigende werking veroorzaakt.

    We hadden het niet over factoren die de kans op het ontstaan van orkanen beïnvloeden, maar over de factoren die de uiteindelijke kracht bepalen. Dat zijn twee verschillende zaken. Als een orkaan eenmaal een orkaan is maakt hij zijn eigen weer, waarmee hij zichzelf in stand houdt. Met warmte uit zeewater als energiebron. Om jezelf te citeren: “denk ook zelf na

    e kan niet zomaar conclusies trekken over orkanen gebaseerd op een te beperkt ‘ceteris paribus’ model dat alleen warmer carraibisch oceaanwater beschouwt.

    Complete nonsens. Orkaanmodellen nemen niet alleen de temperatuur van het zeewater mee, maar alle relevante factoren. Volgens mij hebben orkaanmodellen de afgelopen maand nog eens bewezen behoorlijk accuraat te zijn.

    En de grafieken van Zeke Hausfather pal boven jouw reactie bevestigen wat alle deskundigen hierover zeggen: hoe warmer het zeewater, hoe groter de kans dat een orkaan zich tot een zware orkaan ontwikkelt.

  16. Thijs Cobben is echt een klassieke DK’er: hij weet het gewoon beter dan de experts, want hij gebruikt zijn “gezonde verstand”.

  17. Ik heb een grafiek gemaakt van het voorkomen van zwaardere orkanen (kracht 3,4,5) in het Atlantisch gebied. De aantallen varieren sterk door de jaren heen. In de 50-er en 60-er jaren waren er ook veel zware orkanen. Daarna was het weer een tijdje wat rustiger. Het gemiddelde over 30 jaar is nu op zijn hoogst. Het gemiddelde over 50 jaar (niet weergegeven) is al een tijd lang ongeveer het zelfde. Geen duidelijke toename dus, maar het grote aantal in recente tijd zou er op kunnen wijzen.

    de data:
    http://www.logboekweer.nl/Actueel/MajorHurricanes.xlsx

  18. Hans Custers

    Bart,

    Dank je. Interessant. Zo op het oog lijkt er een verband te zijn tussen het aantal zware orkanen en de Atlantic Multidecadal Oscillation. Niet zo vreemd, want een warme AMO betekent simpelweg dat de Atlantische Oceaan (of het deel daarvan op het noordelijk halfrond) relatief warm is.

    Als zo’n multidecadale oscillatie mogelijk invloed heeft, heb je een heel lange periode nodig om een echte langetermijntrend te kunnen zin. Dat zou een reden kunnen zijn waarom de meeste wetenschappers daar voorzichtig mee zijn. Verder zullen de waarnemingen in de loop van de vorige eeuw beter zijn geworden, dus dat heeft mogelijk ook invloed.

  19. Hans, Bart,

    Er is een artikel uit 2006 van Michael Mann en Kerry Emanuel over de relatie tussen AMO en orkanen:
    http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1029/2006EO240001/abstract

    Zij concluderen op basis van een statistische analyse dat de orkaanactiviteit in het tropische Atlantische gebied gerelateerd is aan de tropische Atlantische SST, maar dat AMO schijnbaar geen rol speelt. Volgens het artikel lijken de onderliggende factoren de invloed van de (voornamelijk) antropogene opwarming te zijn.

    Een update van deze analyse heb ik niet kunnen vinden en dat zou toch interessant kunnen zijn met 10 jaar met (meer betrouwbare) data.

  20. Hier een recent (30 aug. 2017) stuk van de NOAA:
    https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/

    Men vindt vooralsnog een sterker verband tussen de de relatieve SST
    (seasurface temperature) van het Atlantisch gebied, dan met de absolute SST. De relatieve SST is absolute, maar gecorrigeerd voor de voortgaande mondiale opwarming. Het resultaat lijkt me iets wat op de AMO lijkt.

  21. @Bart Vreeken

    Ja, dat NOAA stuk staat ook in de lijst met links die Hans onderaan zijn blogstuk heeft gegeven. NOAA refereert o.a. aan Vecchi 2008 en zij schrijven op hun site dat – ondanks statistische correlaties tussen SST en de Atlantische orkaanactiviteit – het nog te vroeg is om te concluderen dat antropogene opwarming al een detecteerbare invloed heeft op die Atlantische orkaanactiviteit. Vergelijkbaar met de tekst van Klotzbach uit het blogstuk.

    In de twee getoonde Vecchi- grafieken op de NOAA site wordt de PDI (power dissipation index) gebruikt als y-as en bij Mann/Emanuel zie ik TC Count staan. Dat is niet hetzelfde. Dan wordt de AMO berekend over 0-70N (https://www.esrl.noaa.gov/psd/data/timeseries/AMO/) en de tropische SST’s in Vecchi 2008 betreffen 30S-30N, die gebieden overlappen dus maar gedeeltelijk. Zowel NOAA als Mann/Emanuel hebben het over de correlatie tussen SST en orkaanactiviteit, maar alleen de laatste twee schrijven dat de correlatie tussen AMO en orkaanactiviteit ontbreekt en dit tonen ze aan via een statistische analyse.

    De wetenschappers zijn het overigens onderling niet altijd eens over de details, gezien deze tweet van Michael Mann:

  22. Hans Custers

    Bart, Jos,

    Het risico op misverstanden en spraakverwarring lijkt me behoorlijk groot bij dit soort analyses. Want het resultaat kan natuurlijk best afhangen van waar je precies naar kijkt: alle orkanen, alleen zware orkanen, power dissipation index, acumulated cyclone energy, of misschien nog andere dingen.

    Bovendien zou er ook een antropogene component in de AMO-index kunnen zitten. Want de laatste koude fase van de AMO valt wel zo’n beetje samen met een periode met veel aerosol-emissies in Noord-Amerika en Europa. Een verandering in die AMO-index is dus niet per definitie natuurlijk.

  23. opgemerkt moet worden dat de laatste orkaan, Ophelia, atypisch was: ze ontstond ver naar het westen, bij de azoren, en had een afwijkende baan, nl recht op Ierland af. Over onzekerheden gesproken….. Nederland lijkt me nog niet direct in een veranderend koersgebied te liggen, want Engeland zal een atlantische tropische orkaan kunnen afdempen. Wel kan je tegen die tijd gaan nadenken over veranderende circulatie-patronen, en wie weet gaat onze getrouwe west-circulatie van aanzien veranderen, en wordt subtropisch. Ik fantaseer maar wat….nog meer onzekerheid dus.

  24. ver naar het oosten van de atlantische oceaan dus.

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