Hectiek over het hothouse

Er was vorige week veel aandacht in de pers en op social media voor een artikel dat verscheen in Proceedings of the National Academy of Science (PNAS). Het artikel, met als hoofdauteur Will Steffen, heeft in totaal 16 auteurs, die verbonden zijn aan 13 wetenschappelijke instellingen in 8 landen en heeft als titel: Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. De interpretaties liepen zo ongeveer uiteen van “een belangrijke waarschuwing” tot “zinloze bangmakerij van wetenschappers die een wereldregering willen vestigen”. Waarmee alles wat ik dit voorjaar schreef over risicoperceptie maar weer eens werd bevestigd. Want het artikel identificeert een risico, en het doet voorstellen voor hoe dat risico te beperken zou zijn.

Als het de bedoeling van de auteurs was om een knuppel in het hoenderhok te gooien, dan is dat met alle aandacht en controverse zeker gelukt. En misschien was dat wel de bedoeling. Het artikel is geschreven als “perspective”. Dat betekent dat het geen resultaten van nieuw onderzoek presenteert, maar dat het bestaande wetenschappelijke kennis in een – jawel – perspectief plaatst. In dit geval is dat nadrukkelijk een maatschappelijk risico-perspectief. En dus was het ongetwijfeld de bedoeling dat de maatschappij er ook kennis van zou nemen.

Het artikel draait grotendeels om de stabiliteit van het klimaat en om de vraag of elke toestand van het klimaat wel even stabiel is. Klimaatprojecties gaan hier vaak impliciet van uit: als we de menselijke broeikasgasemissies zodanig terugbrengen dat de concentratie stabiliseert, zal het klimaat naar een evenwichtstoestand gaan die bij die stabiele concentratie hoort. Dat klinkt logisch, maar volgens de auteurs van het PNAS-artikel is het toch minder vanzelfsprekend dan het lijkt. Kijkend naar het verleden zit daar wel wat in. Het klimaat in de afgelopen twee en een half miljoen jaar (het Kwartair) kenmerkte zich door een afwisseling van ijstijden en interglacialen. Kwam de aarde uit een ijstijd dan ging het klimaat relatief snel, naar geologische maatstaven, naar een interglaciaal en omgekeerd. Het lijkt er op dat de koude toestand van een ijstijd en de warme toestand van een interglaciaal stabieler waren dan de toestand daar tussenin. Als een externe forcering het klimaat uit zo’n stabiele toestand haalt gebeurt er mogelijk iets in het aardsysteem waardoor het vanzelf, al kan dat de nodige millennia in beslag nemen, weer in een van beide stabiele toestanden terechtkomt.

De vraag is of zoiets ook zou kunnen gebeuren als het klimaat vanuit de interglaciale toestand verder opwarmt. Zou het kunnen dat op een bepaald moment de externe forcering – in dit geval: het versterkte broeikaseffect – niet meer bepalend is, maar dat de aarde zichzelf naar een nieuwe, stabiele, warme toestand stuurt? Steffen en al. sluiten dat niet uit. Die mogelijke warme stabiele toestand noemen ze de “hothouse” aarde. De afbeelding hieronder geeft dit schematisch weer.

Op basis van de relatief eenvoudige fysica van het klimaatsysteem zou aangenomen kunnen worden dat het klimaat zich in grote lijnen als een lineair systeem gedraagt. Stabiele en minder stabiele toestanden zijn hiermee niet goed te verklaren. Verklaringen zijn wel te vinden in het veel uitgebreidere aardsysteem. Daarin zitten terugkoppelingen en kantelpunten – het artikel spreekt van biogeofysische feedbacks – die naar verwachting allerminst lineair zijn. In een stabiele toestand zijn dan de negatieve (of verzwakkende) terugkoppelingen dominant. Zulke terugkoppelingen trekken het klimaat als het ware terug naar de stabiele toestand, als het wat opwarmt of afkoelt. Maar er kan een kantelpunt komen waarop dit niet meer werkt en juist een versterkende terugkoppeling dominant wordt. Het klimaat raakt dan verder verwijderd van de stabiele toestand, waardoor de kans toeneemt dat er meer kantelpunten overschreden worden. Het klimaat zal dan blijven veranderen tot het in een nieuwe toestand terechtkomt die door, waarschijnlijk heel andere, negatieve terugkoppelingen wordt gestabiliseerd.

De bekendste mogelijke kantelpunten in het huidige klimaat zijn waarschijnlijk het mogelijke vrijkomen van methaan of CO2 uit ontdooiend permafrost en van methaan uit methaanhydraten in de oceaan. Steffen et al. geven nog een ander goed te begrijpen voorbeeld. De meeste biomen op aarde nemen een deel van onze CO2-emissies op. Ze helpen daarmee dus om het klimaat stabiel te houden. Maar wanneer het klimaat te veel of te snel verandert kunnen biomen zodanig verstoord raken (bijvoorbeeld door branden, of plagen, of droogte) dat ze juist grote hoeveelheden CO2 gaan emitteren. Waarmee ook de opwarming wordt versterkt. De wetenschap heeft nogal wat mogelijke kantelpunten in het klimaat geïdentificeerd. Een domino-effect is daarom niet zo’n vergezochte gedachte: extra opwarming na het overschrijden van een kantelpunt kan er voor zorgen dat er een volgende kantelpunt wordt bereikt, waarna het weer verder opwarmt, enzovoort. De afbeelding hieronder geeft een aantal voorbeelden van zulke kantelpunten en mogelijke cascades.

Steffen et al. wijzen er op hoe zo’n cascade van kantelpunten de aarde naar een nieuw, veel warmer klimaat zou kunnen sturen. Mocht dat gebeuren, dan zal het naar alle waarschijnlijkheid een proces van eeuwen of millennia zijn. Maar ze menen dat er binnen afzienbare tijd al een punt bereikt zou kunnen worden waarop er geen weg terug is. Het overschrijden van een eerste kantelpunt zou een cascade in werking kunnen zetten die voor mensen niet of heel moeilijk te stoppen is. Ze sluiten niet uit dat dat punt al bij een opwarming van 2°C bereikt wordt. Maar de onzekerheid hierover is groot. Het aantal keren dat woorden als “might”, “could” of “perhaps” voorkomen in het artikel (of in het persbericht erover) is amper te tellen.

Wat het artikel eigenlijk doet is het identificeren van een risico. Het zal duidelijk zijn dat zo’n identificatie het allereerste begin is van een risico-analyse. Meer dan een schets van een scenario is het dus nog niet. Sommigen zullen zo’n schets speculatief vinden. Maar om risico’s goed af te kunnen wegen is een identificatie van risico’s zoals dat hier is gedaan nu juist van groot belang. Het artikel terzijde schuiven omdat er nog zoveel onzekerheden zijn vind ik daarom wel erg gemakzuchtig.

Veel van de kritiek op het artikel gaat over de mogelijkheden die er worden genoemd om risico’s te beperken. Het artikel gebruikt daarvoor begrippen als “collective human action” en “stewardship of the entire Earth System”. Sommigen zien het als een oproep tot het vestigen van een wereldregering. Op mij komt het, eerlijk gezegd, meer over als het intrappen van open deuren. Met een woordkeus die blijkbaar voor sommige mensen nogal beladen is. Misschien was het beter geweest als de auteurs zich hadden beperkt tot de risico-identificatie. Op dat deel van het artikel heb ik nog geen geloofwaardige en inhoudelijke kritiek gezien. Dat geeft te denken.

Advertenties

11 Reacties op “Hectiek over het hothouse

  1. Tinus Pulles

    Goed verhaal, Hans. Ik denk dat het idee van kantelpunten en/of bifurcaties wat té ver uit beeld is bij heel veel mensen. Niet-lineaire, complexe systemen zijn moeilijk te vatten. Ze kunnen tot heel onverwachte reacties leiden op kleine en soms zelfs willekeurige veranderingen in het systeem. Het doet mij sterk denken aan een belangrijk boek uit de jaren 80: Ilya Prigogine en Isabelle Stengers, Order out of Chaos (1984, Bantam Books). Ik zag dat er een recente heruitgave van dit boek beschikbaar is: https://www.bol.com/nl/f/order-out-of-chaos/9200000072837505/#product_specifications

  2. Hoi Hans,

    Dank voor een prima blogstuk over een belangrijk ‘Perspective’ artikel in PNAS! Een ‘Perspective’ wil zeggen dat de bevindingen niet persé nieuw zijn maar dat de bevindingen, volgens het ‘perspectief’ van de auteurs, meer aandacht verdienen.

    In de klimaatwetenschap leeft al heel lang het idee van een ‘bimodal climate’. Het wil zeggen dat het mondiale klimaat hetzij in (1) een ‘hothouse mode’ verkeert of in (2) een ‘icehouse mode’ en dat daar weinig tussen zit. Het hedendaagse klimaat voor het gehele Kwartair — inclusief alle ijstijden en interglacialen — is een ‘ice house’ doordat er (ook tijdens de relatief warme interglacialen) ijskappen op beide polen zijn.

    ‘Hothouse’ klimaten uit het verre verleden (tot het einde van het Eoceen, ca. 33,7 miljoen jaar geleden) hadden geen ijskap op de polen. De glaciatie van Antarctica markeerde die overgang: hothouse –> icehouse.

    Het idee is dat zowel ‘hothouse’ als ‘icehouse’ semi-stabiele toestanden zijn die zich door feedbacks in stand houden… totdat… het systeem opeens ‘omkiept’ van de ene modus in de andere. In een publicatie van Pagoni et al. 2011 wordt aangegeven wat het ‘omkiepen’ veroorzaakte van ‘hothouse’ –> ‘ice house’ zo’n 33,7 miljoen jaar geleden:

    Onset of Antarctic glaciation reflects a critical tipping point for Earth’s climate and provides a framework for investigating the role of atmospheric carbon dioxide (CO2) during major climatic change.

    http://science.sciencemag.org/content/334/6060/1261

    Doordat CO2 zakte beneden ~ 500 ppm kiepte het klimaat toen om van hothouse –> ice house. Het idee is dat als wij nogmaals die circa 500 ppm gaan passeren maar dan in de andere richting, het systeem mogelijk om zou kunnen kieperen naar de ‘hothouse mode’ en dat dit dan een zelfversterkend proces wordt (waar we dan weinig invloed meer op kunnen hebben).

  3. Bob,

    vervelend. We zitten al op 410ppm, en afzwakking is er niet, dus die 500ppm, daar gaan we op af. Verder kan het kantelpunt ook al eerder komen. Sommige ‘biomen’, zoals delen van de amazone, zijn van ‘sink’ al ‘source’ geworden. Zowel in knack als Vk aandacht voor een probabilistische analyse, die ons nog vier zweet-zomers voorspelt: https://www.volkskrant.nl/nieuws-achtergrond/we-gaan-nog-4-ongewoon-warme-jaren-tegemoet-voorspellen-wetenschappers~bbc130ab/ .

  4. Hans Custers

    Frank,

    Als ik het goed heb gaat het over dit artikel: A novel probabilistic forecast system predicting anomalously warm 2018-2022 reinforcing the long-term global warming trend. Ik heb het niet in detail gelezen, maar volgens mij gaat het over de mondiaal gemiddelde temperatuur. Het geeft geen specifieke verwachting voor Nederlandse of Europese zomers.

  5. lieuwe hamburg

    https://www.nature.com/articles/s41467-018-05442-8/tables/1
    Je zult waarschijnlijk gelijk hebben Hans maar de laatste hitte periode strekte zich wel uit over Noord Amerika via Europa tot Japan. Het zou zomaar kunnen dat de “hiatus” in temperatuur stijging een warm boertje laat. Misschien laat ik mij nu weinig wetenschappelijk uit?

  6. Het besproken artikel gaat over potentiële biogeofysische kantelpunten en de voorwaarden waaronder ze zich voor zullen doen.
    “Wat het artikel eigenlijk doet is het identificeren van een risico. Het zal duidelijk zijn dat zo’n identificatie het allereerste begin is van een risico-analyse. Meer dan een schets van een scenario is het dus nog niet.”

    Die indruk heb ik ook. Wat ik er namelijk in mis is het feit dat een maatschappelijke crisis (financieel, bancair, politiek, epidemologisch, een combinatie van deze) het einde kan impliceren van globaal ingezet klimaatbeleid. Leefgemeenschappen wereldwijd hebben met de huidige minimale +1°C al te maken met gigantische adaptatie-druk, zowel financieel als maatschappelijk: massa-migratie, (nood)hulp bij toenemende weersextremen, herstelwerkzaamheden, onderhoud / updating van infra-structuur, etc.. Het is naïef te denken dat dit goed allemaal gaat in de wetenschap dat +2°C al in de pijplijn zit te drukken. 1 forse maatschappelijke crisis kan de hefboom zijn die Cop21 in de afgrond doet kieperen zodat het zeker niet bij de voorgenomen < +2°C zal blijven.

    In deze studie wordt collectieve gedragsverandering van de mens als oplossing gesuggereerd c.q. geadviseerd. Dat is een open deur, zoals Hans Custers in zijn bespreking van de studie fijntjes opmerkt. Terwijl het gevaar nu juist schuilt in dat principieel onvoorspelbare collectieve gedrag m.b.t. naleving van Cop21. Het is risico-factor nr. 1 en ik zie dat in de schets die Hans bespreekt niet terug.

  7. Nog een aardig artikel in newscientist.nl over de hothouse. We kunnen het overleven: https://newscientist.nl/blogs/geef-op-we-kunnen-zelfs-hothouse-earth-overleven/

  8. Lieuwe Hamburg

    Frank, dat is inderdaad aardig maar wellicht ook een beetje naïef.

    “The Grist Team
    Grist makes the story of a better world so irresistible, you want it right now. We are an independent, nonprofit media organization devoted to eye-opening environmental journalism that explores solutions, exposes injustice, and emboldens readers to act. We go beyond the page to foster an unlikely network of leaders to bring about a sustainable world that works for everyone.
    Founded and headquartered in Seattle, we’re now spread across the country, reporting from the frontlines on the threats that face our world and the fixers working to … well, fix them.”

    https://www.theguardian.com/cities/2018/aug/17/this-summer-doesnt-belong-in-scandinavia-your-stories-of-heat-around-the-world

    Eén graad opwarming sinds de industriële revolutie levert al genoeg problemen op. In het hier en nu zijn bosbranden elders, de “herfst” op de Veluwe en de ondragelijke hitte op veel plaatsen op Aarde al zo zwaar dat veel mensen (onnoemelijk veel mensen) onder omstandigheden leven, die amper te harden zijn onder zomerse omstandigheden.

    “Als je 4 nette reacties al als eindeloos herhalen beschouwt is er iets anders aan de hand. Diep triest maar dit is gewoon het weren van een onwelgevallige mening en riekt naar censuur.” Frans Galjee

    Het doet er verder niet toe maar ik heb net zo’n hekel aan het ontkennen van een probleem als denken dat het makkelijk oplosbaar is. Met iets menen (Frans Galjee) komen we in ieder geval niets verder.

  9. Lieuwe,

    misschien een beetje naïef, maar misschien ook niet. In het artikel zit de impliciete aanname, dat we die CO2-reductie nog niet zo snel voor mekaar hebben, we dus doordenderen richting ‘hothouse’, maar we dat kunnen ‘overleven’. Als we al niet onomkeerbaar op die weg zitten. Zinnig om dan na te denken over wat ons te wachten kan staan, en dat zal heel wat zijn. Bij +2°C, of 5 of 600ppm CO2 zullen de aardse ecosystemen dat bijvoorbeeld niet meer herkennen, met waarschijnlijk allerlei amok tot gevolg, om maar één klein dingetje te noemen. Gebieden zullen onleefbaar worden, door een combinatie van hoge temperatuur en hoge luchtvochtigheid; China, India. Landbouwopbrengsten zullen teruglopen, zie oa ook de World3-grafiek. Maar het artikel stelt dat we dat kunnen overleven, want we gaan er natuurlijk niet blind in.

  10. Holthaus zegt er in zijn artikel nog dit over:”The next decade will almost surely decide our fate”, uit:https://grist.org/article/terrified-by-hothouse-earth-dont-despair-do-something/ .

  11. Hieronder een interessant blogstuk van Professor Richard Pancost over Steffen et al. waarbij hij terugblikt in het geologische verleden:
    https://richpancost.blogs.bristol.ac.uk/2018/08/13/back-to-the-future-hothouse/

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 )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ 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 )

Verbinden met %s