Categorie archief: Arctisch zee-ijs

Draagt interne variabiliteit van het klimaat bij aan het smelten van Arctisch zee-ijs?

In De Volkskrant schreef Martijn van Calmthout onlangs over een artikel in Nature Climate Change, dat de afname van het zee-ijs in het Noordpoolgebied in september voor een deel toeschrijft aan interne variabiliteit van het klimaat. Een conclusie die, althans voor mij, enigszins tegenintuïtief is. Het gaat hier namelijk niet over schommelingen op korte termijn, waar interne variabiliteit onmiskenbaar een aanzienlijke rol speelt, maar over de trend over een periode van bijna 40 jaar. Bovendien openen de auteurs het artikel met de vaststelling dat er geen verband vast te stellen is tussen bekende klimaatschommelingen (zoals de Noord Atlantische Oscillatie) en de hoeveelheid zee-ijs.

Nu is het in sommige kringen gebruikelijk om bij onderzoeken die tegen de eigen opvatting of intuïtie ingaan onmiddellijk te beginnen met insinuaties over motieven van onderzoekers. Dat zou hier ook makkelijk kunnen: alle onderzoekers die aan het artikel hebben bijgedragen werken in Amerika, dus je zou zomaar kunnen verzinnen dat ze een wit voetje willen halen bij de nieuwe president, die zoals bekend niks van de menselijke invloed op het klimaat wil weten. Maar tot dat niveau verlagen we ons op dit blog liever niet. Het onderzoek is uitgevoerd door gerenommeerde wetenschappers en er is geen enkele reden om aan te nemen dat die er een verborgen agenda op na houden, of zelfs betrokken zijn in een complot. Dat er misschien een kritische kanttekening te plaatsen is bij de conclusie van dit artikel – die volgt verderop – hoeft allerminst te betekenen dat de auteurs een loopje nemen met de wetenschappelijke mores. Sterker nog: zo’n kritische kanttekening hoeft niet zo veel af te doen aan de wetenschappelijke waarde van het artikel. Die waarde zit hem namelijk grotendeels in de analyse die vooraf gaat aan de conclusie. Die analyse voegt iets toe aan de wetenschap, zelfs als (eventueel na vervolgonderzoek) de conclusie niet overeind zou blijven.

Het onderzoek concentreert zich op het jaarlijkse zee-ijs-minimum in het Noordpoolgebied in september, en de weersomstandigheden in de voorafgaande drie maanden. Dat er een bijzonder grondige analyse is uitgevoerd lijdt geen twijfel. De interactie tussen atmosferische circulatie en zee-ijs is onderzocht aan de hand van waarnemingen en heranalyses van die waarnemingen, via diverse modelberekeningen uitgevoerd en door bestudering van resultaten van het CMIP5 project. Daarbij werd steeds een groot aantal factoren onder de loep genomen: zee-ijs-oppervlak en -volume, wind op verschillende hoogtes, luchtdruk, temperatuur, luchtvochtigheid en neerwaartse warmtestraling. En dat dan weer in het hele Noordpoolgebied. De eerlijkheid gebiedt te zeggen dat het voor een eenvoudige klimaatblogger onbegonnen werk is om al die data, modelberekeningen en -resultaten te doorgronden en de consequenties ervan voor het enorm complexe Arctische klimaatsysteem in detail te begrijpen.

[Update: Neven meldt in de reacties dat er zich een interessante discussie ontwikkelt over dit artikel op het Arctic Sea Ice Forum, die dieper op de inhoud ingaat. Rob Dekker heeft pittige kritiek; het antwoord verschijnt hopelijk binnenkort.]

De waarnemingen en heranalyses laten zien dat er sinds 1979 aanzienlijke veranderingen zijn opgetreden in atmosferische stromingspatronen in het Noordpoolgebied. Die veranderingen hebben, volgens de modelberekeningen, aanzienlijk – tot wel 60% – bijgedragen aan het smelten van het ijs. Er is een zekere terugkoppeling tussen stromingspatronen enerzijds en de afname van het ijs-oppervlak en andere gevolgen van klimaatverandering anderzijds. Met andere woorden: het smelten van het ijs draagt waarschijnlijk bij aan de verandering in de atmosferische stromen. Maar daarmee kunnen de onderzoekers de veranderingen in de stroming maar voor een deel verklaren. En daarom concluderen ze dat wel 30 tot 50 % van de afname van de hoeveelheid ijs in september het gevolg zou kunnen zijn van interne variabiliteit in het klimaat.

De vraag die zich aandient is: maken de onderzoekers niet te snel te stap van een ontbrekend bewijs van menselijke invloed naar de conclusie dat er sprake is van (natuurlijke) interne variabiliteit? Ofwel: hebben we hier niet een voorbeeld te pakken van de wetenschappelijke voorkeur voor “erring on the side of least drama”? Dat interne variabiliteit, via zogenaamde teleconnecties, een rol speelt is zeker niet onaannemelijk, maar een duidelijk verband tussen een specifieke teleconnectie en de afname van het ijs geeft het artikel niet. En dat betekent dat er op het grootste deel van de verandering in atmosferische circulatie geen enkele vingerafdruk staat; niet die van de mens, maar net zo min die van interne variabiliteit. Als, laat ik die disclaimer voor de zekerheid nog maar een keer toevoegen, ik tenminste niets over het hoofd zie in dit complexe onderzoek.

Laten we hopen dat ik het mis heb en de onderzoekers niet. Want dat zou betekenen dat er ooit een periode kan komen waarin het zee-ijs-minimum in september veel minder snel daalt dan in de afgelopen 40 jaar. Of waarin het misschien wel stabiel blijft, of een beetje groeit. Een mogelijkheid die in 2011 al eens werd geopperd door Jennifer Kay en collega’s. Voorlopig durf ik er mijn geld toch nog niet op te zetten.

Zo veranderen een paar graden de wereld

Een klimaatterugblik vanaf 2017

Een jaartje meer of minder telt op klimaatschalen eigenlijk niet, we nemen niet voor niets een gemiddelde van 30 jaar als we over het klimaat spreken. Toch is het interessant om zo nu en dan eens terug te blikken en daarbij wat plaatjes in de vorm van grafieken te bekijken. Een soort klimaatterugblikstrip.

Mondiaal gemiddelde temperatuur

Allereerst de temperatuur. Het zal de meesten niet ontgaan zijn: de gemiddelde temperatuur op aarde scoorde in 2016 weer eens een record, voor de derde keer op een rij maar liefst. Ook de satellietwaarnemingen, die de temperatuur van hogere luchtlagen representeren, rapporteerden records. De grafiek hieronder van drie oppervlakte-temperatuurdatasets laat zien dat het (volgens de langetermijntrend) inmiddels circa 1 graad warmer is op aarde dan rond het einde van de 19e eeuw. Duidelijk is ook dat sinds circa 1970 de temperatuurstijging op de klimaatschaal van 30 jaar onverminderd doorgaat.


Lees verder

Nederlander is jaarlijks goed voor 30 m² minder Noordpool zee-ijs in september

Elke Nederlander zorgt met zijn CO2-uitstoot jaarlijks voor ongeveer 30 vierkante meter minder zee-ijs in het Noordpoolgebied in september. Dit volgt uit een onderzoek naar de relatie tussen de afname van het oppervlak aan zee-ijs in september en de menselijke CO2-emissies van Notz en Stroeve (onlangs verschenen in Science). De grafiek hierboven, gebaseerd op het Science-artikel, is afkomstig van de maandelijkse NSIDC (National Snow and Ice Data Center) nieuwspagina over het Arctische zee-ijs. Het NSIDC bespreekt op die nieuwspagina’s het wel en wee van het zee-ijs van de afgelopen maand. Volgens het NSIDC leverde november 2016 een laagterecord op voor de novembermaanden vanaf 1979 met gemiddeld 9,08 miljoen vierkante kilometer aan ijs. Naast het verstrekken van de actuele zee-ijs info besteedde het NSIDC deze maand enige aandacht aan het onderzoek van Notz en Stroeve.
Lees verder

Tegenpolen: waarom de Noordpool zo snel opwarmt en de Zuidpool zo traag

aa

Temperatuurtrends over 1979 – 2005 volgens NASA GISTEMP. Bron: Marshall et al 2014

Het is een bekend fenomeen voor iedereen die het klimaatnieuws volgt: terwijl het oppervlak van het zeeijs in het Noordpoolgebied (tussen alle jaren van “herstel” door, die de zelfverklaarde sceptici zien) in ras tempo afneemt, groeit het juist rond Antarctica. Dit jaar werd voor de derde keer op rij een nieuw maximum-record bereikt. Zelfs die regelmaat lijkt in contrast te staan met de grote schommelingen aan de Noordpool, maar waarschijnlijk is dat toeval. Hoe dan ook, de tegenstelling in de ontwikkeling van het zeeijs is één van de vele voorbeelden die laten zien hoe verschillend de Noord- en Zuidpool op de opwarming van het klimaatsysteem reageren. Een voorbeeld dat overigens vrij makkelijk in perspectief is te plaatsen; dat deed blogger David Appell bijvoorbeeld enkele maanden geleden aan de hand van recente metingen en onderzoeksresultaten.

aa

Trends in zee- en landijs. Bron: Quark Soup – David Appell

Onlangs gepubliceerde meetgegevens van ESA’s Cryosat-2 laten nog eens zien dat de ijsmassa op Antarctica afneemt, en dat die afname zelfs versnelt. GOCE, een andere ESA-satelliet, ziet die afname ook, door kleine verschuivingen in de zwaartekracht. Op de Noordpool is de massa-afname veel kleiner – alleen op Groenland is het waarneembaar – simpelweg omdat er veel minder landijs is.

Daarmee zijn we meteen bij het grote verschil tussen de twee polen aangekomen: de Noordpool is oceaan, voor een deel omgeven door land en Antarctica is een continent, helemaal omgeven door de oceaan. Uiteindelijk zijn vrijwel alle verschillen tussen de twee polen hier direct of indirect op terug te voeren.

Lees verder

Arctische amplificatie en albedo

Het Noordpoolgebied warmt circa 3 keer sneller op dan de wereld als geheel: de Arctische amplificatie. Deze opwarming wordt verrassend genoeg op de eerste plaats veroorzaakt door temperatuurterugkoppelingen en pas op de tweede plaats door de afname van de albedo (de ‘witheid’) in het Arctische gebied. De afname van de albedo wordt veroorzaakt door het verdwijnende zee-ijs. Deze afname is via metingen geverifieerd en komt qua energietoename voor 1979-2011 overeen met 25% van de stralingsforcering door de stijging van het CO2 gehalte in die periode.

De wereld warmt op en het Arctische gebied in het bijzonder; de temperaturen nemen in het Noordpoolgebied sneller toe dan in de rest van de wereld. Dit fenomeen wordt de Arctische amplificatie genoemd of, wat algemener, de polaire amplificatie. Onlangs zijn er over dit onderwerp enkele interessante publicaties verschenen; van Pistone, Eisenman en Ramanathan en van Pithan en Mauritsen (pdf’s hier en hier).
Ramanathan is een bekende in de klimaatwereld en wordt door blogger Science of Doom regelmatig ‘The great Ramanathan’ genoemd. Ramanathan is ook te aanschouwen in de aflevering van Klimaatjagers “India – de bruine wolk”.

Dat de temperatuur in het Arctische gebied sneller toeneemt dan de mondiale temperaturen kan iedereen zelf verifiëren door de GISTEMP ‘zonal anual means’ data te analyseren. Zie de grafiek in figuur 1, GISTEMP geeft een trend over 1970-2013 voor het Arctische gebied van +0.47 °C/decennium en voor de wereld als geheel van +0.16 °C/decennium.

Figuur 1. Een vergelijking van het verloop van mondiale en Arctische temperatuur (NASA Giss) van 1880 – 2013. De trends betreffen de periode 1970-2013.

Lees verder

De enorme kosten van ‘Arctic Change’?

Image

Hier en daar (vooral daar ;) ) wordt het nieuwe ‘comment’ in Nature besproken waar prof. Peter Wadhams co-auteur van is. In tegenstelling tot wat ik ‘daar’ lees, voorspelt deze publicatie niet dat: ‘het arctische ijs in de zomer 2015 volledig weg zal zijn.‘ Het artikel gaat over een ander onderwerp en zoals gewoonlijk is het aan te raden om het zelf te lezen:

Vast costs of Arctic change – Whiteman, Hope and Wadhams (pdf, html hier)

Het onderwerp van deze publicatie is de kostenpost ALS er 50 gigaton methaan – uit permafrost in de Oost-Siberische zee – gedurende een periode van ca. 10 jaar vrij zou komen. Whiteman en Hope rekenen voor dat het prijskaartje dan zo’n $60 trillion zou gaan belopen (60.000 miljard dollar) bovenop de andere kosten door klimaatverandering.

Het is vooral een ‘what-if’ studie waarbij het beginjaar 2015 willekeurig gekozen is, en het gaat over de schadepost door een ‘methane release’ die enkele decennia zou duren:

These costs remain the same irrespective of whether the methane emission is delayed by up to 20 years, kicking in at 2035 rather than 2015, or stretched out over two or three decades, rather than one.

Daarvoor hoeft het Arctische zee-ijs niet volledig weg te zijn, zeker niet in zomer 2015. Overigens lijkt het héél onwaarschijnlijk dat er binnenkort zo’n hevige ‘methane release’ aan zit te komen. Gavin Schmidt van RealClimate twitterde al:

Wow. “Highly possible at any time” Shakhova. I could not disagree more. Paleo provides *no* evidence for this level of sensitivity

Lees bijvoorbeeld: Much ado about methane door prof. David Archer op RealClimate.

Arctische winter eindigt met luid gekraak

Gastblog van Neven. Engelse versie op Neven’s blog.

Men stelt zich bij het pakijs boven op de Arctische Oceaan vaak een monolithische, drijvende ijsplaat uit één stuk voor. Van dichterbij bekeken wordt al snel duidelijk dat het eigenlijk een verzameling van grotere en kleinere ijsschotsen is. We kennen allemaal de beelden van ijsschotsen die in de zomer door open water gescheiden worden, maar zelfs tijdens de winter ontstaan er in de poolkap barsten die honderden tot duizenden kilometers lang kunnen worden en weer snel dichtvriezen.

20110319 USS Connecticut

Dit verklaart hoe sinds de jaren ’50 van de vorige eeuw onderzeeërs in staat waren om ter hoogte van de Noordpool tevoorschijn te komen (op de foto hierboven is te zien hoe de USS Connecticut op 19 maart 2011 aan de oppervlakte verschijnt; copyright: Kevin S. O’Brien, U.S. Navy). De onderzeeërs konden niet door het dikke ijs breken en moesten dan op zoek naar een zogeheten lead waar het ijs dunner was. Vreemd genoeg wordt dit fenomeen misbruikt door mensen die het bestaan en de mogelijke gevolgen van de door de mens veroorzaakte opwarming van de Aarde ontkennen, alsof het zou bewijzen dat de huidige ontwikkelingen in het hoge noorden niet ongewoon zijn. Maar het bewijst helemaal niets, omdat barsten altijd al een normale eigenschap van de Arctische zee-ijskap zijn geweest.

‘Normaal’ is echter een woord dat de laatste jaren steeds minder van toepassing is op het Arctische gebied. Het smeltseizoen van 2012 was een nieuwe climax in een serie van recordjaren en liet zien dat het zee-ijs dunner is dan het in lange tijd is geweest. We hoeven niet eens het komende smeltseizoen af te wachten om dit herbevestigd te zien, aangezien het aan het einde van het huidige vriesseizoen al zichtbaar is. Zoals net gezegd zijn barsten in het zee-ijs gebruikelijk in het Arctische gebied, maar de video hieronder gemaakt door het Visualization Lab van Amerikaans meteorologisch instituut NOAA toont een gebeurtenis die zeer zeldzaam, zo niet uniek is voor deze tijd van het jaar:

IJs, hoe dun ook, breekt niet uit zichzelf, maar heeft daarvoor wind nodig. Deze wind werd in dit geval veroorzaakt door een groot, krachtig en koppig hogedrukgebied dat een maand geleden ontstond en de Beaufort Gyre aanzwengelde, een oceaanstroming die zee-ijs van de Noord-Amerikaanse kust richting Siberië vervoert.

De volgende korte animatie van ASCAT radarbeelden met een interval van 10 dagen laat de beweging zien vanaf 1 januari, vergeleken met de drie voorgaande winters. De zwarte stip stelt de Noordpool voor, de witte massa daaronder is het noordelijke deel van de Groenlandse IJskap, de lichtere kleuren staan voor het dikkere meerjarige zee-ijs dat het vorige smeltseizoen heeft overleefd:

Lees verder