Een update van het laatste IPCC-rapport door de Royal Society

Historische CO2-concentratie bepaald uit de ijsboorkern van Law Dome, Oost-Antarctica en metingen op Mauna Lao, Hawaï

Een goed idee van de Royal Society: in de hiaat die er tussen het vijfde en het zesde (pdf) IPCC-rapport zit hebben ze een overzicht uitgebracht van de actuele ontwikkelingen in de klimaatwetenschap. Het is een prettig leesbaar rapport geworden. Na de inleiding volgen 13 beknopte hoofdstukken die steeds dezelfde opbouw hebben. Het vertrekpunt is steeds een concrete bevinding uit het laatste IPCC-rapport. Daarna volgt een korte beschrijving van de achtergronden van en de recente wetenschappelijke ontwikkelingen op dat onderwerp. Aan het eind van elk hoofdstuk geeft men steeds aan welke invloed de nieuwste wetenschap zou kunnen hebben op de betreffende IPCC-passage. Een apart document geeft per hoofdstuk een uitgebreide lijst referenties.

Het rapport geeft een goed beeld van de actuele stand van de klimaatwetenschap en van de thema’s waar klimaatonderzoekers zich tegenwoordig mee bezighouden; het document met referenties geeft dan ook nog eens een mooie lijst van recente wetenschappelijke publicaties op die thema’s. Wie daarin is geïnteresseerd zou vooral het rapport zelf moeten bekijken. Want in een blogpost is er niet veel aan toe te voegen. Ik beperk me daarom hier tot een puntsgewijze opsomming van de bevindingen en een aantal interessante afbeeldingen. Maar eerst een citaat uit de inleiding. Zo’n puntige formulering van waar het allemaal om gaat kom je niet vaak tegen:

Human emissions of carbon dioxide and other greenhouse gases have changed the composition of the atmosphere over the last two centuries. This is expected to take Earth’s climate out of the relatively stable range that has characterised the last few thousand years, during which human society has emerged. Measurements of ice cores and sea-floor sediments show that the current concentration of carbon dioxide, at just over 400 parts per million, has not been experienced for at least three million years. This causes more of the heat from the Sun to be retained on Earth, warming the atmosphere and ocean. The global average of atmospheric temperature has so far risen by about 1˚C compared to the late 19th century, with further increases expected dependent on the trajectory of carbon dioxide emissions in the next few decades.

Klimaatgevoeligheid

Toegenomen kennis over complexe, niet-lineaire factoren in het klimaat maakt het minder aannemelijk dat de evenwichtsklimaatgevoeligheid beneden de 2°C ligt. Ook wordt beter begrepen waarom studies volgens de zogenaamde observationele methode – gebaseerd op energiemodellen en de historische temperatuurdata – lagere waarden voor de klimaatgevoeligheid laten zien dan andere bewijscategorieën. De wetenschappelijke ontwikkelingen op dit onderwerp zijn de afgelopen jaren op ons blog regelmatig aan de orde gekomen, bijvoorbeeld met stukken over: Kummer en Dessler (2014), Marvel et al. (2015), Richardson et al. (2016), Friedrich et al. (2016), Stevens et al. (2017) en Proistosescu en Huybers (2017).

Projecties van de mondiaal gemiddelde temperatuur voor een scenario waarin de CO2-emissie piekt in 2040 om daarna geleidelijk af te nemen

Methaan

De concentratie van het broeikasgas methaan in de atmosfeer neemt sinds 2007 weer toe, nadat die concentratie in de periode 1999 – 2006 niet of nauwelijks was gestegen. Over de oorzaak of oorzaken is nog veel onduidelijk; er zijn aanwijzingen voor een toename van de emissies van landbouw en wetlands in de tropen, voor een toename van emissies bij de winning en het gebruik van fossiele brandstoffen en voor een vertraging van de afbraak van methaan in de atmosfeer. Door de hogere concentratie draagt methaan mogelijk meer bij aan klimaatverandering dan in het laatste IPCC-rapport werd geschat.

Mondiaal gemiddelde concentratie van methaan in de afgelopen decennia

Opwarmingspauze

Nieuw onderzoek bevestigt dat het relatief trage tempo van opwarming in de periode 1998 – 2012 – de Royal Society neemt deze jaartallen over van het IPCC – het gevolg was van natuurlijke variabiliteit op korte termijn en dus geen goede indicatie geeft van de antropogene opwarming op lange termijn. Daarnaast speelde de onvolledige mondiale dekking van temperatuurmetingen een rol. Een groot deel van het snel opwarmende noordpoolgebied ontbreekt in veel datasets. Op ons blog gaf Jan Paul van Soest in 2014 in een gastbijdrage een overzicht van de verschillende factoren de meespeelden.

Mondiaal gemiddelde temperatuur ten opzichte van het gemiddelde over 1850 – 1900

Zeespiegelstijging

Nieuw onderzoek stemt in grote lijnen overeen met de verwachtingen uit het laatste IPCC-rapport over de zeespiegelstijging tot 2100. Maar de onzekerheden blijven aanzienlijk. Op termijn van eeuwen tot millennia is een stijging van de zeespiegel van vele meters mogelijk bij hoge emissie-scenario’s: paleoklimatologisch onderzoek vindt aanwijzingen dat een dergelijke hoge zeespiegel in het verleden voorkwam bij temperaturen die niet veel hoger waren dan nu. Ook zijn er aanwijzingen dat zo’n zeespiegelstijging niet in een gelijkmatig tempo zal gebeuren, maar dat er periodes met een zeer snelle stijging kunnen zijn als gletsjers op Antarctica instabiel worden.

Invloed van verdwijnend Arctisch zeeijs op het weer op gematigde breedtegraden

Verschillende onderzoeken vinden aanwijzingen voor een verband tussen de afname van het oppervlak aan zeeijs in het Arctisch gebied en veranderend of extreem weer op gematigde breedtegraden op het noordelijk halfrond. Maar de onzekerheid hierover is nog groot en het wetenschappelijk debat wordt nog volop gevoerd.

Extreem weer

Extreme temperaturen komen vaker voor op mondiale schaal en extreme neerslag in sommige gebieden. Die trend zal doorgaan, zo wordt verwacht. De verwachting dat vooral de meest intense tropische stormen door opwarming van het klimaat in kracht toe kunnen nemen is door nieuw onderzoek bevestigd. Attributie van extreem weer is een onderzoeksgebied waarop veel vorderingen worden gemaakt. Het wordt dus steeds vaker mogelijk om de invloed van klimaatveranderingen op specifieke gebeurtenissen te bepalen.

Drempelwaarden voor grootschalige of onomkeerbare veranderingen

Overschrijding van bepaalde kantelpunten in het klimaat zou kunnen leiden tot ingrijpende, langdurige of onomkeerbare veranderingen in het klimaatsysteem op mondiale schaal. De gevolgen van zo’n omslag kunnen catastrofaal zijn. De kans dat zoiets deze eeuw al gebeurt wordt klein geacht.

De volgende drie mogelijke omslagen worden besproken:

• Stilvallen van de thermohaliene circulatie in de Atlantische Oceaan. Er zijn aanwijzingen, uit paleoklimatologisch onderzoek en recente waarnemingen, dat klimaatmodellen de kans hierop onderschatten. De Royal Society ziet nog geen reden om hier ingrijpende conclusies aan te verbinden.
• Vrijkomen van grote hoeveelheden methaan uit permafrost of methaanhydraten in de diepe oceaan. Volgens nieuwe onderzoeken kan methaan uit permafrost en oceanische methaanhydraten de opwarming versterken. Maar de verwachting is dat het methaan geleidelijk vrij zal komen en dus niet in enorme hoeveelheden in een keer.
• Grootschalig afsterven van het topisch regenwoud en boreale bossen. Toegenomen kennis van deze complexe ecosystemen heeft nog geen sterke aanwijzingen opgeleverd voor kantelpunten die deze eeuw al bereikt kunnen worden. De onzekerheid blijft aanzienlijk.

CO₂-opname door snellere groei van planten

Snellere plantengroei zorgt ervoor dat een deel van de menselijke CO₂-emissies wordt opgenomen door planten. Maar de materie is bijzonder complex: behalve CO₂-fertilisatie zijn tal van andere factoren van invloed, zoals: de stijgende temperatuur, mogelijke veranderingen van neerslagpatronen en de beschikbaarheid van stikstof en fosfor. Nieuw onderzoek wijst op grote verschillen tussen specifieke ecosystemen. Vooralsnog is er geen reden om op basis daarvan de mondiale verwachtingen bij te stellen.

Vergroening, bepaald uit satellietdata

Invloed van CO₂ op zeeleven en visserij

Hogere maximumtemperaturen, afname van het zuurstofgehalte en verzuring leveren gezamenlijk aanzienlijke risico’s op voor mariene ecosystemen. Wat geldt voor het land gaat ook op voor de oceaan: onderzoek levert meer kennis op over specifieke ecosystemen en de risico’s daarvoor van klimaatverandering. Het zuurstofgehalte in de oceanen lijkt sneller te dalen dan werd verwacht. In algemene zin worden de risico’s die het IPCC schetste door nieuw onderzoek bevestigd. Over het gecombineerde effect van opwarming, deoxygenatie en verzuring is nog weinig bekend; mogelijk worden de risico’s daarom onderschat.

Voedselproductie op land

Door hogere CO₂-concentraties kunnen opbrengsten van landbouwgewassen toenemen, maar hogere temperaturen en droogtes kunnen ook voor een afname zorgen. Bij opwarming van meer dan 2°C wordt een overall afname verwacht. Op hoofdlijnen bevestigt nieuw onderzoek de bevindingen van het IPCC. Er is meer duidelijkheid over waar ter wereld winst en verlies te verwachten zijn. Volgens sommige nieuwe studies zijn de effecten op de opbrengst kleiner dan tot dusver werd gedacht. En er zijn inmiddels aanwijzingen dat een hogere opbrengst ten koste kan gaan van de voedingswaarde van bepaalde gewassen.

Verandering in de opbrengst van 4 voedselgewassen als gevolg van een temperatuurstijging volgens verschillende onderzoeksmethoden. De grijze balken geven het gemiddelde van de methoden.

Beschikbaarheid van water

Voor de invloed van klimaatverandering op de beschikbaarheid van water is de vuistregel: droge gebieden worden droger en natte gebieden worden natter. Het gevolg hiervan is dat vooral droge subtropische gebieden te kampen krijgen met meer watertekorten als gevolg van opwarming van het klimaat. Nieuw onderzoek wijst uit dat er aanzienlijke lokale verschillen kunnen zijn. Er is onvoldoende zekerheid om aan te kunnen duiden waar er meevallers of tegenvallers te verwachten zijn. Het grote beeld blijft onveranderd.

Biodiversiteit

Risico’s voor biodiversiteit en ecosystemen nemen toe met zowel de mate als de snelheid van klimaatverandering. Enkele recente onderzoeken hebben een kwantitatieve schatting gemaakt van de afname van de biodiversiteit bij opwarming volgens verschillende emissie-scenario’s. Er ontstaat inzicht in de manieren waarop soorten zich aan kunnen passen aan een veranderend klimaat. Dit kan behulpzaam zijn bij adaptief beleid.

Schatting van het percentage soorten dat uitsterft bij opwarming volgens verschillende emissie-scenario’s

Gezondheid

Klimaatverandering kan op veel manieren gevolgen hebben voor de menselijke gezondheid, onder meer via de invloed op extreme hitte, beschikbaarheid van voedsel en de verspreiding van besmettelijke ziektes. Met name, maar niet uitsluitend, in arme delen van de wereld. Nieuw onderzoek maakt risico’s beter kwantificeerbaar. Enkele voorbeelden:

• Bij opwarming die het gevolg is van emissies volgens het hoogste scenario van het IPCC (RCP8.5) zou in 2100 bijna driekwart van de wereldbevolking gedurende minstens 20 dagen per jaar te maken hebben met een combinatie van hitte en vochtigheid die een verhoogde kans op overlijden oplevert. Nu is dat 30%.
• Het leefgebied van muggen die ziektes zoals dengue verspreiden wordt groter in een warmer klimaat. Geschat wordt dat hierdoor het aantal mensen dat blootgesteld wordt aan die ziektes met 8 tot 12% toe kan nemen.
• De hoeveelheid voedsel die in 2050 per persoon beschikbaar is zou met 3% kunnen dalen door klimaatverandering. De beschikbaarheid van groente en fruit neemt mogelijk nog meer af.