Categorie archief: Klimaatwetenschap

De menselijke invloed op het klimaat op hoofdlijnen

Het klimaat warmt op. Die opwarming wordt veroorzaakt door menselijke broeikasgasemissies. Als we niets doen om die broeikasgasemissies terug te dringen zal het in de toekomst nog verder opwarmen. Een overgrote meerderheid van de klimaatwetenschappers is het daarover eens. Waarom? Sommigen menen dat het een wereldwijd complot van duizenden wetenschappers is. Of dat al die wetenschappers niet zo veel begrijpen van hun eigen vakgebied. Meer aannemelijk is het dat alle wetenschappelijke kennis dezelfde kant op wijst. Klimaatwetenschapper Katharine Hayhoe liet onlangs in een Twitter-draadje nog eens zien dat dat het geval is. De hoofdlijnen van al dat wetenschappelijke bewijs zijn bovendien helemaal niet zo ingewikkeld. Wie er wat moeite voor wil doen kan het allemaal best begrijpen. Alleen degenen die het niet willen begrijpen zullen volhouden dat de wetenschap er nog niet uit is.

Geïnspireerd door de tweets van Katharine Hayhoe volgt hier een overzicht van hoofdlijnen van de wetenschappelijke onderbouwing van de menselijke invloed op het klimaat.

Broeikaseffect

Het broeikaseffect is basale natuurwetenschap. Volledig onomstreden en dat is het al meer dan een eeuw. Er is geen enkele serieuze natuurwetenschapper, meteoroloog of klimatoloog te vinden die het broeikaseffect ontkent. Wie wil beweren dat een sterker broeikaseffect geen invloed op de temperatuur van het aardoppervlak heeft zal aardig wat basis-natuurkunde opnieuw uit moeten vinden. Dat dat ooit nog gebeurt is net zo onwaarschijnlijk als dat iemand alsnog aantoont dat de aarde plat is.

CO2

Bij het verbranden van fossiele brandstoffen komt het broeikasgas CO2 vrij in de lucht. Sinds mensen grote hoeveelheden fossiele brandstoffen gebruiken, stijgt de concentratie CO2 in de atmosfeer. Het verband tussen die stijgende concentratie en de menselijke emissies is eerst en vooral een simpele kwestie van de wet van behoud van massa.

CO2-emissies en -concentraties sinds 1850. Bron: Knorr 2009

Opwarming

Sinds we grote hoeveelheden fossiele brandstoffen gebruiken is het klimaat ook werkelijk opgewarmd. Zoals dat al in 1896 werd voorspeld door Arrhenius. En in 1856 door Eunice Foote!

Verloop van de gemiddelde mondiale temperatuur, weergegeven als warming stripes. Data: HadCRUT4

Wetenschappelijke scepsis

De bovenstaande punten maken de menselijke invloed op het klimaat al heel aannemelijk. Maar voor veel wetenschappers is dat nog niet voldoende om er een stellig standpunt over in te nemen. Om dat te doen, willen ze ook weten of andere factoren van invloed kunnen zijn. Ze doen stellige uitspraken omdat andere mogelijke factoren uitgebreid zijn onderzocht. Lees verder

Advertenties

Worden de warmste dagen in Nederland warmer?

Gastblog van Tinus Pulles

Wordt het warmer?

Er is recentelijk veel discussie rondom de vraag of het warme weer van de laatste weken wordt veroorzaakt door klimaatverandering. Op Twitter leidt dat tot een lange reeks van tweets over deze kwestie. Een van de topics is de “hittegolven”: worden er dat nu meer of niet? “Hittegolven” en met name de frequentie daarvan wordt hier gezien als één van de indicatoren dat het klimaat warmer wordt en de extremen wellicht extremer.

Hittegolven

In deze discussie is het van belang je te realiseren dat er verschillende definities van het begrip “hittegolf” zijn:

  • De “informele” definitie in het algemeen spraakgebruik (van Dale): een periode met zeer hoge temperaturen
  • De “officiële” definitie in de meteorologie (KNMI): een serie van minstens 5 zomerse dagen waarvan er zeker 3 tropisch zijn
    • een zomerse dag heeft een (maximum) temperatuur van 25,0 graden of hoger.
    • een tropische dag is volgens de meteorologie een dag waarop de maximumtemperatuur 30,0 graden of hoger is.

Deze twee verschillende definities zijn verwarrend in een discussie tussen niet-deskundigen. Wanneer bijvoorbeeld twee “officiële” hittegolven, kort na elkaar plaatsvinden (zoals in de afgelopen periode, zullen die in veel gevallen als één periode met zeer hoge temperaturen worden waargenomen. Of, met andere woorden, als die enkele koelere dag tussen twee officiële hittegolven niet plaatsvindt, is het maar één officiële hittegolf, terwijl er in het spraakgebruik nog steeds één periode met zeer hoge temperaturen is voorgekomen.

Er kan dus een verschil zijn tussen het aantal hittegolven dat officieel wordt geteld en dat aantal dat informeel wordt waargenomen. Dit is nog los van de mogelijkheid dat bij een officiële hittegolf in de Bilt (“nationale hittegolf”) op andere plaatsen in het land géén formele hittegolf wordt waargenomen. En omgekeerd: bij een lokale hittegolf elders in het land hoeft die niet ook in de Bilt te zijn waargenomen.

Homogeniseren van meetgegevens

Een tweede probleem bij het vaststellen of het aantal hittegolven in de loop der jaren verandert, is dat de metingen van het KNMI niet altijd volledig consistente meetseries kunnen leveren. Meetlocaties kunnen veranderen en meetinstrumenten kunnen worden verbeterd en vernieuwd. Beide veranderingen zijn in de loop van de afgelopen 120 jaar voorgekomen. Het KNMI probeert daarom uit de ruwe metingen consistente tijdreeksen af te leiden, de zogenaamde gehomogeniseerde meetreeksen. Een belangrijk aspect van dit homogeniseren is dat de nieuwere meetopstelling tot ongeveer 2 graden lagere temperaturen waarneemt dan de oudere. Deze 2 graden betreft de maximum waarden op warmere dagen, voor de gemiddelde dagwaarden kon dit oplopen tot circa 1,1 graad. Dat betekent dat in de “officiële” definitie van een hittegolf dagen, die in de oude methode als nét zomers of nét tropisch worden gezien, in de nieuwere methode niet meer zomers of tropisch zullen zijn. Daarmee neemt dus het aantal “officiële” hittegolven in de periode dat de oude opstelling werd gebruik af. Met name Marcel Crok maakt zich daar nogal druk over. Maar hij niet alleen. De werkelijkheid verandert uiteraard niet door deze homogenisatie en ook niet door de nieuwe meetmethode of de andere locatie.
Lees verder

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. Lees verder

Wat warme periodes uit het verleden kunnen betekenen voor het heden

Joides Resolution: dit schip doet boringen in de oceaanbodem voor wetenschappelijk onderzoek. Bron: International Ocean Discovery Program JOIDES Resolution Science Operator

De vraag of het op aarde ooit warmer is geweest dan nu komt nogal eens naar voren in discussies over het klimaat. Het meest gemakzuchtige antwoord: ja natuurlijk; vlak na het ontstaan bestond het aardoppervlak uit roodgloeiend, gesmolten gesteente. Dat was veel warmer! Maar ook toen dat gesteente allang was gestold en afgekoeld, en de aarde in veel opzichten leek op die van nu, kwamen er nog warmere periodes voor.

Het Eoceen, 56 tot 33,9 miljoen jaar geleden, was zo’n warme periode. De polen waren ijsvrij in het Eoceen. In het eerste deel van dat tijdperk, ruwweg 5 tot 10 miljoen jaar, was het klimaat er zelfs subtropisch. In de loop van het Eoceen koelde de aarde behoorlijk af. Aan het eind van het Eoceen, ongeveer 34 miljoen jaar geleden, ontstond de ijskap op Antarctica. Uit onderzoek van Margot Cramwinckel van de Universiteit Utrecht en collega’s, onlangs gepubliceerd in Nature, blijkt dat een dalende CO2-concentratie een dominante rol speelde bij deze afkoeling.

Er waren tot op heden vooral aanwijzingen voor afkoeling van de diepe oceaan gedurende het Eoceen. De temperatuur van de diepe oceaan geeft een beeld van de wintertemperatuur in de poolgebieden: juist dan zinkt daar koud water naar de diepte. Klimaatwetenschappers hielden daarom rekening met de mogelijkheid dat de afkoeling geen mondiaal verschijnsel was. Veranderingen in het warmtetransport op aarde zouden vooral de poolgebieden kunnen afkoelen, terwijl het elders misschien wel warmer zou kunnen worden. Dat zou zeker niet onaannemelijk zijn: het verschuiven van continenten tijdens het Eoceen heeft aanzienlijke invloed gehad op de oceaancirculatie op mondiale schaal. Groenland en Europa schoven uit elkaar, evenals Australië en Antarctica. De circulatie in de noordelijke Atlantische Oceaan en in de Zuidelijke Oceaan veranderde daardoor en het warmtetransport in de oceaan dus ook. De ligging van continenten en oceanen begon in de loop van het Eoceen steeds meer op de wereld van nu te lijken. Lees verder

Opverende zeebodem bij West-Antarctica zorgt mogelijk voor een stabielere ijskap

De Amundsenzee. Bron: Polargeo/Wikipedia

Het houdt maar niet op met interessante nieuwe artikelen over Antarctica. Of, om specifiek te zijn: over West-Antarctica. Nog maar enkele weken geleden schreven we hier over drie artikelen in Nature, en dat stuk stond amper een paar dagen op het blog toen er alweer een nieuw onderzoek verscheen in Science. Het zou deze keer wel eens goed nieuws kunnen zijn. Volgens dit onderzoek veert de bodem van de Amundsenzee, voor de kust van West-Antarctica snel op als de druk er op afneemt door zich terugtrekkende mariene gletsjers. Het effect hiervan is dat de gletsjer minder snel gaat stromen. Door de lagere stroomsnelheid wordt de kans dat de zich terugtrekkende gletsjers van West-Antarctica instabiel worden kleiner. Heel misschien gaan ze na verloop van niet al te veel tijd zelfs weer groeien, als we de verdere opwarming van het klimaat tenminste weten te beperken. Er zit wel een andere kant aan het verhaal: West-Antarctica zou 10% meer ijs verloren kunnen hebben dan tot dusver werd aangenomen.

Het fenomeen waar het hier allemaal om draait heet postglaciale opheffing. Het artikel van Kingslake et al. uit Nature van vorige maand ging ook over dit fenomeen. Maar waar Kingslake et al. dit fenomeen beschouwden in het verleden en op een tijdschaal van millennia, gaat het in het Science-artikel van Barletta et al. over het heden en om decennia. Op welke tijdschaal de bodem terugveert na het verdwijnen van een zware belasting hangt af van de viscositeit van verschillende lagen van de aardmantel. Waar op veel plekken op de wereld de bodem nog stijgt of juist daalt als na-ijleffect van de laatste ijstijd, 11.700 jaar geleden, reageert de bodem bij de Amundsenzee veel sneller. Als gevolg van de verminderde belasting door het smelten van ijs in de afgelopen decennia stijgt de bodem daar met een snelheid tot wel 41 millimeter per jaar.

Dat dit juist in dit gebied gebeurt is belangrijk omdat zich hier de twee snelst slinkende gletsjers van Antarctica bevinden: Pine Island en Thwaites. Ongeveer een kwart van het smeltwater dat de oceaan in stroomt als gevolg van het smelten van gletsjers en ijskappen op aarde is afkomstig uit dit gebied. Jaarlijks smelt hier meer dan 100 gigaton ijs; met die hoeveelheid zou je heel Nederland kunnen bedekken met een laag ijs van bijna 3 meter dik. De bijdrage aan de totale mondiale zeespiegelstijging ligt in de orde van grootte van 10%. Als al het ijs in dit gebied zou smelten zou de zeespiegel 1,2 meter stijgen. Lees verder

Het smeltende ijs van Antarctica – drie nieuwe artikelen en een mythe

Bijdrage van Antarctica aan de zeespiegelstijging. Bron: Universiteit Utrecht

Vorige week verschenen in Nature drie nieuwe artikelen over Antarctica. Interessant voor geïnteresseerden in de wetenschap, een buitenkansje om verwarring te zaaien voor anderen. Want het is natuurlijk een fluitje van een cent om resultaten of conclusies van, of uitspraken over, die drie onderzoeken door elkaar te klutsen. De onderzoeken hebben allemaal iets te maken met Antarctica en de stabiliteit van de ijskappen, maar daarmee houden de overeenkomsten wel zo ongeveer op. Voor de geïnteresseerden in de wetenschap volgt hier een samenvatting van alle drie.

De massabalans van het Antarctische ijs

Het artikel dat de meeste aandacht trok komt van de Ice sheet Mass Balance Inter-comparison Exercise (IMBIE), een internationale samenwerking ondersteund door ESA en NASA. Het artikel presenteert een massabalans van de Antarctische ijskap over de periode 1992 – 2017. Het team van IMBIE heeft de resultaten van al het onderzoek dat hierover de afgelopen jaren is gepubliceerd bij elkaar gebracht: gravimetrie en altimetrie met satellieten, metingen van de stroomsnelheid van het ijs, meteorologische heranalyses en andere data over sneeuwval en ijssmelt en analyses van bewegingen van de bodem door postglaciale opheffing, bijvoorbeeld. Dat de ijskap massa verliest was al bekend, maar de snelheid waarmee dat gebeurt blijkt aanzienlijk te zijn toegenomen. Dat heeft een aantal van de betrokken onderzoekers wel verrast. Het logische gevolg is dat de bijdrage van Antarctica aan de snelheid waarmee de zeespiegel stijgt ook toeneemt. De afbeelding hieronder geeft het totale massaverlies weer en de bijdrage daaraan van het Antarctisch Schiereiland, West-Antarctica en Oost-Antarctica.

Massabalans van het ijs van het Antarctische continent en drie delen van dat continent. Bron: IMBIE

Lees verder

Harvey, het klimaat en de traagheid van de wetenschap

Schematische weergave van een orkaan Bron: Trenberth et al. 2018 / Steve Deyo

Wetenschap kost tijd. Gegevens verzamelen, die gegevens checken en dubbelchecken, literatuur doornemen opzoek naar bruikbare kennis en ideeën, gegevens analyseren, de resultaten checken, de analyse overdoen omdat er iets niet klopte, weer checken en dubbelchecken, een artikel schrijven, het kost op zijn minst maanden. En dan moet het artikel nog door de peer review. Dat duurt zeker een maand of 3, 4 en vaak nog langer.

Een wetenschappelijke analyse van een incident, of een ramp, of een andere ingrijpende gebeurtenis loopt daarom altijd wat achter de actualiteit aan. Als zo’n onderzoek verschijnt zijn nieuwsmedia allang weer bezig met de nieuwe waan van de dag. Het onderzoek krijgt misschien nog een hoekje op een enkele wetenschapspagina, als het al niet helemaal aan de aandacht ontsnapt. Alleen als er politieke consequenties te verwachten zijn, of als er een duidelijke schuldvraag speelt haal zo’n onderzoek nog wel eens voorpagina’s.

Zo kan het dus gebeuren dat wetenschappers die tijdens het actieve Atlantische orkaanseizoen in 2017 iets zeiden over het verband tussen orkanen en de opwarming van het klimaat veel meer aandacht kregen dan de onderzoeken die er sindsdien over zijn verschenen. Wat misschien ook hielp was dat verschillende wetenschappers elkaar tegen leken te spreken – al viel dat in werkelijkheid reuze mee – wat de minder objectieve media de kans bood om er het gewenste verhaal er uit te pikken, of om de suggestie van een sterk verdeelde klimaatwetenschap te wekken.

In Earth’s Future verscheen eerder deze maand zo’n onderzoek dat te laat is voor uitgebreide media-aandacht: Hurricane Harvey Links to Ocean Heat Content and Climate Change Adaptation van Trenberth et al.. Dat onderzoek is wetenschappelijk interessant, maar het meest nieuwswaardige is de informatie die ze uit enkele eerdere onderzoeken overnemen, over de extra neerslag die er viel door Harvey als gevolg van de opwarming van het klimaat. De schattingen van die extra neerslag lopen uiteen van 15% tot meer dan 35%. Dat is gigantisch veel water. Om een idee te geven: op sommige plekken viel er in totaal 1500 millimeter! Dat is bijna twee keer de gemiddelde jaarlijkse neerslag in Nederland. Lees verder