Categorie archief: Paleoklimatologie

De Kleine IJstijd was geen ijstijd. Zelfs geen kleintje.

Jagers in de Sneeuw van Pieter Bruegel de Oude uit 1565, een van de winterlandschappen uit de Kleine IJstijd die symbool staan voor de strenge winters in die periode.

Een naam kan een behoorlijke invloed hebben op het beeld dat er over iets ontstaat, zo weten politici, spin doctors en journalisten. Wetenschappers weten dan weer dat die naam niets verandert aan de werkelijkheid. Met die vaststelling opent een artikel over de Kleine IJstijd dat enkele maanden geleden verscheen in Astronomy & Geophysics. Een goede aanleiding om eens wat feiten en mythes over die Kleine IJstijd op een rijtje te zetten.

De auteurs van het artikel, Lockwood et al., beginnen met de constatering dat de Kleine IJstijd niets te maken heeft met een echte ijstijd. IJstijden waren perioden waarin het klimaat overal ter wereld wezenlijk anders was dan nu het geval is. De wereld was gemiddeld zo’n 5 °C kouder dan nu, met bijvoorbeeld als gevolg dat de polaire ijskappen zich veel verder uitstrekten. In de voorlaatste ijstijd lag de noordelijke ijskap tot over Nederland en lag de zeespiegel vanwege al dat extra landijs ruim 100 meter beneden het huidige niveau. In de laatste ijstijd kwam het ijs minder ver, maar groeiden er hier gedurende lange tijd geen bomen, omdat het daar te koud voor was.

Overzicht van temperatuurreconstructies van het noordelijk (boven) en zuidelijk (linksonder) halfrond en de wereld (rechtsonder). Bron: IPCC AR5 (werkgroep 1, hoofdstuk 5).

Vergeleken met de echte ijstijden was de Kleine IJstijd een kleine schommeling in de temperatuur. De periode van ruwweg vier eeuwen was gemiddeld wat kouder dan de eeuwen ervoor en erna, in elk geval op het noordelijk halfrond, zo blijkt uit temperatuurreconstructies. Maar het beeld dat uit verschillende reconstructies naar voren komt is nogal diffuus. Zo wordt het jaar 1430 vaak genoemd als begin van de koelere periode, maar zijn er ook aanwijzingen dat de afkoeling al anderhalve eeuw eerder begon op sommige plekken in de noordelijke Atlantische Oceaan (IJsland en Baffineiland). De afbeelding hieronder laat zien dat er behoorlijke regionale verschillen zijn in de gereconstrueerde temperatuurwisselingen. En er zijn ook nog plekken op aarde waar in reconstructies niet of nauwelijks afkoeling te zien is gedurende de Kleine IJstijd, of een deel daarvan, maar bijvoorbeeld wel een verandering in de hoeveelheid neerslag. Ook zijn er verschillen tussen de seizoenen. Zo lijken in West-Europa vooral de winters kouder te zijn geweest en was dit in de zomers veel minder het geval. Lees verder

Advertenties

De verhalen van Salomon Kroonenberg zijn een wetenschapper onwaardig

In De Volkskrant van afgelopen zaterdag stond een interview van Maarten Keulemans met Salomon Kroonenberg, naar aanleiding van diens nieuwe boek over de zeespiegel. We zijn in het verleden wel eens kritisch geweest op Keulemans, maar in dit geval zijn zijn vragen heel wat beter dan de antwoorden van Kroonenberg. Cynici zullen zeggen dat dat niet zo moeilijk is, en dat klopt ook wel, maar zo bedoel ik het niet. Vooral met de vraag naar de beweegredenen van Kroonenberg lijkt Keulemans de spijker op zijn kop te slaan:

Bij u zou mijn gok zijn: u kunt het niet hebben dat die nietige mens tóch iets zou voorstellen in de machtige geologische geschiedenis.

Want dit is het antwoord van Kroonenberg:

Mijn wereldbeeld wordt bepaald door die lange geologische geschiedenis, en de wetenschap dat de natuur veel grotere rampen heeft veroorzaakt dan in de menselijke geschiedenis zijn voorgevallen. Ik ben niet bang dat de mens toch iets zou voorstellen, ik zou willen dat de mens minder aan zelfoverschatting zou lijden. Alles wat de mensen doen verliest zijn betekenis als je de kracht van de natuur naar waarde schat.

Op zich heeft hij gelijk: de huidige klimaatverandering stelt weinig voor vergeleken met andere veranderingen die er in de geologische geschiedenis van de aarde zijn geweest. Maar Kroonenberg zou zich wel mogen realiseren dat die grote veranderingen gebeuren op de geologische tijdschaal van meerdere millennia. Daarmee vergeleken is het huidige tempo van opwarming wel degelijk uitzonderlijk. Bovendien vergeet hij dat de aarde nog nooit in de hele geologische geschiedenis bewoond werd door ruim 7 miljard mensen, die voor hun bestaan in belangrijke mate afhankelijk zijn van stabiel klimaat. Het doet denken aan wat Simon Donner ooit schreef:

In many cultures, the weather and climate have historically been viewed as too vast and too grand to be directly influenced by people.

Wetenschap die ingaat tegen diep gewortelde culturele overtuigingen heeft vaak een lange en moeizame weg te gaan om breed geaccepteerd te worden. In het geval van Kroonenberg lijkt die culturele overtuiging samen te gaan met een zekere beroepsblindheid: de nietige mens die niets in te brengen heeft tegen de machtige aarde.

In een kader bij het interview plaatsen diverse wetenschappers al kritische kanttekenen bij de verhalen van Kroonenberg. Die kanttekeningen gaan over de hoofdlijnen en ze zijn, in mijn ogen, nog bijzonder vriendelijk. Want op detailniveau spuit Kroonenberg zo veel drogredenen, halve waarheden en hele onwaarheden, dat hij zich volledig diskwalificeert als serieus te nemen wetenschapper. Hieronder een aantal voorbeelden. Lees verder

Paniek om paleoklimatologie

Er was vorige week nogal wat drukte in de social media om een nieuw paleoklimatologisch onderzoek. Of beter: om een artikel van The Independent over dat onderzoek. De kop boven dat artikel is niet bepaald hoopvol: “Climate change may be escalating so fast it could be ‘game over’, scientists warn”. Sommige twitteraars meenden, als ik het me goed herinner, dat het einde van de wereld nu al onafwendbaar is. Sommige anderen leken te denken dat de mensheid nog voor het eind van deze eeuw verdwenen zou zijn als we niets zouden doen om broeikasgasemissies terug te brengen.

Het artikel van The Independent is een stuk genuanceerder dan de kop doet vermoeden. Gelukkig maar. Niet alleen omdat de aarde hoe dan ook zijn baantjes om de zon zal blijven trekken, ongeacht wat wij aanrichten met het klimaat, of omdat de menselijke soort wel eens moeilijker uitroeibaar zou kunnen zijn dan sommigen denken. Maar ook, of beter: vooral, omdat het bijna nooit voorkomt dat een onderzoek alle bestaande kennis in een keer tenietdoet. Wie zijn conclusies baseert op één enkel onderzoek lijdt aan het single study syndrome. Een kwaal die, zo blijkt, niet alleen voorkomt bij pseudosceptici.

Het gaat dus om een paleoklimatologisch onderzoek dat verscheen in Science Advances (het filiaal van Science dat niet achter een betaalmuur zit): “Nonlinear climate sensitivity and its implications for future greenhouse warming” van Friedrich et al.. Het onderzoek reconstrueert de mondiaal gemiddelde temperatuur over bijna 800.000 jaar: een periode die meerdere cycli van glacialen en interglacialen omvat. Op basis van die reconstructie wordt geschat hoe gevoelig het klimaat is voor veranderingen in de stralingsbalans. Die klimaatgevoeligheid geeft een indicatie van de te verwachten opwarming door een versterkt broeikaseffect. Friedrich et al. lijkt in dit opzicht op het onderzoek van Snyder dat in september verscheen. De reconstructies komen goed overeen, zoals de afbeelding hieronder laat zien.

Temperatuurreconstructie volgens Friedrich et al. 2016 (in zwart) en Snyder 2016 (in groen). (Bron: Jos Hagelaars)

Temperatuurreconstructie volgens Friedrich et al. 2016 (in zwart) en Snyder 2016 (in groen). (Bron: Jos Hagelaars)

Lees verder

Het nieuws over Antarctica is meestal geen goed nieuws

DeConto_Pollard-fig2

Alleen al vanwege de afbeelding hierboven is een artikel dat onlangs verscheen in Nature een blogstukje waard. Het artikel: “Contribution of Antarctica to past and future sea-level rise” van DeConto en Pollard (het volledige artikel is toegankelijk via de link onderaan het nieuwsbericht op de site van Nature over dit onderzoek en via de link in een lezenswaardig artikel van de Washington Post) borduurt voort op eerder onderzoek naar mechanismen die delen van de ijskap van Antarctica instabiel kunnen maken. De te verwachten bijdrage van Antarctica is de grote onzekere factor in projecties van de zeespiegelstijging in deze eeuw en de eeuwen daarna. Dit is dus een terrein waar voor de wetenschap nog veel te ontdekken is, en de kennis hierover lijkt in flink tempo toe te nemen. DeConto en Pollard menen dat ze met de kennis die er inmiddels is de zeespiegelstijging die volgens paleoklimatologische reconstructies volgde op de laatste glacialen behoorlijk goed kunnen verklaren. Dat zou er op wijzen dat men de belangrijkste mechanismen inmiddels aardig in beeld heeft. En daarmee zouden toekomstprojecties aan betrouwbaarheid winnen.

Eerst even terug naar die afbeelding hierboven en naar het begrip instabiliteit. Of: waarom komt in de wetenschappelijke literatuur zo vaak het woord “collapse” voor, wanneer het om het smelten van grote ijsmassa’s gaat? Dat lijkt niet voor iedereen duidelijk te zijn. Zo meende een wetenschapsjournalist van een grote Nederlandse krant dat het gebruik van dat woord zou wijzen op een apocalyptisch wereldbeeld (of zoiets) en had een bekende Nederlandse pseudoscepticus het laatst over het “instorten van zeeijs”. De realiteit is dat het hier over instorten in de letterlijke betekenis gaat: bezwijken onder het eigen gewicht.

Wat is er dan precies aan de hand? IJsmassa’s van honderden meters of kilometers hoog houden niet in een keer op wanneer het onderliggende land beneden zeeniveau komt. Dus: waar het land op zou moeten houden en de oceaan zou moeten beginnen, ligt er gewoon nog ijs op de bodem. De enorme druk van het bovenliggende ijs duwt de ijsmassa langzaam weg in de richting van de oceaan, tot aan de plek – of eigenlijk: het gebied – waar het oceaan en ijs contact maken. In een stabiel klimaat blijft de overgang tussen ijs en oceaan op (min of meer) dezelfde plek liggen: het ijs dat in het overgangsgebied smelt wordt weer aangevuld vanuit de stromende gletsjer, die op zijn beurt weer wordt aangevuld door sneeuwval. In een opwarmend klimaat is dat minder vanzelfsprekend. De oceaan wint langzaamaan terrein en er verdwijnt ijs in het overgangsgebied. Omdat het om zulke enorme ijsmassa’s gaat, waar enorme krachten op rusten, kan het smelten van een deel van het ijs voldoende zijn om het hele overgangsgebied instabiel te maken. De boel dondert dan in elkaar. Extra vervelend: het ijs in het overgangsgebied geeft tegendruk aan de verder landinwaarts gelegen gletsjers, die langzaam naar de oceaan bewegen. Als die tegendruk wegvalt, kan de gletsjer sneller stromen, met mogelijk een snelle stijging van de zeespiegel tot gevolg. Natuurlijk hangt wat er precies gebeurt voor een aanzienlijk deel af van lokale omstandigheden. De afbeelding hieronder illustreert dat aan de hand van de snelheid waarmee het ijs beweegt. Lees verder

Reconstructies van de zeespiegel in het verleden: een waarschuwing voor de toekomst

Overzicht van resultaten van reconstructies van temperatuur (in rood), CO2-concentratie (in groen), zeespiegel (in blauw) en de ijskappen van Groenland en Antarctica (de rode taartdiagrammen) voor verschillende interglacialen. De lichtrode en lichtblauwe kleur geeft het onzekerheidsinterval voor de temperatuur en zeespiegel. Bron: Dutton et al. 2015.

Overzicht van resultaten van reconstructies van temperatuur (in rood), CO2-concentratie (in groen), zeespiegel (in blauw) en de ijskappen van Groenland en Antarctica (de rode taartdiagrammen) voor verschillende interglacialen. De lichtrode en lichtblauwe kleur geeft het onzekerheidsinterval voor de temperatuur en zeespiegel. Bron: Dutton et al. 2015.

In Science verscheen deze maand een overzichtsartikel over de paleoklimatologische kennis van de hoogte van de zeespiegel en de omvang van de ijskappen op Groenland en Antarctica tijdens een aantal perioden van honderdduizenden en miljoenen jaren geleden: Sea-level rise due to polar ice-sheet mass loss during past warm periods van Dutton et al.. De onzekerheden zijn groot, en nemen toe naarmate men verder terugkijkt in de tijd. De afbeelding hierboven laat zien dat er desalniettemin een helder beeld naar voren komt uit alle onderzoeken samen: bij een temperatuur van een of enkele graden boven de pre-industriële waarde kan de zeespiegel met 6 meter of meer stijgen.

Het artikel behandelt vier perioden:

  • Een warme periode in het mid-Plioceen; zo’n 3 miljoen jaar geleden.
  • Mariene isotopen-etage 11 (ofwel MIS 11: de nummering is gebaseerd op pieken en dalen waarmee de zuurstof-18 isotoop voorkomt in sedimenten, ijskernen en fossielen; hierover verderop in dit stuk meer): ongeveer 400.000 jaar geleden.
  • MIS 5e: ongeveer 120.000 jaar geleden.
  • Het Holoceen: het interglaciaal waar we nu in leven dat bijna 12.000 jaar geleden begon.

De eerste drie perioden hebben als gemeenschappelijk kenmerk dat ze waarschijnlijk warmer waren dan het Holoceen. Of in elk geval het Holoceen tot nu toe. De afbeelding hieronder laat dit zien. De afbeelding bevat daarnaast een aantal andere belangrijke elementen uit de paleoklimatologische reconstructies. Die elementen zal ik kort toelichten, dankbaar gebruikmakend van de uitgebreide informatie die Dutton et al. aanreiken. Lees verder

Kip-en-ei bij CO2 en de temperatuur

Door Jan van Rongen en Jos Hagelaars

IJstijden

De ijstijden zijn fascinerende klimatologische fenomenen. Ze waren in het verleden dan ook vaak een bron van inspiratie voor wetenschappers (zoals Arrhenius) voor gedachten en inzichten over de oorzaken van deze grote klimaatveranderingen. Tijdens een ijstijd waren grote delen van de wereld volledig bedekt met ijs, plekken waar wij nu dorpen en steden hebben gebouwd. Figuur 1 geeft een visualisatie van de ijsbedekking circa 18500 jaar BC, zo te zien zouden we toen zeker elk jaar een Elfstedentocht hebben kunnen rijden.

Figuur 1. Een visualisatie van de ijsbedekking circa 18500 jaar BC. Bron: Zurich University of Applied Sciences (de video is de moeite van het bekijken waard).

Lees verder

Klimaatgevoeligheid in het Plioceen en Pleistoceen

Onderzoek naar de veranderingen in de CO2 concentratie en de temperatuur in het geologische verleden, tot circa 3,3 miljoen jaar geleden, ondersteunt de range van de klimaatgevoeligheid van 1,5 tot 4,5 °C van het IPCC.

Al heel lang voordat de mens op aarde verscheen viel er soms regen of sneeuw, scheen de zon of was het bewolkt en was het wel eens warm of koud. Het weer bestaat dus al heel lang en daarmee ook het gemiddelde weer over een langere periode: het klimaat. Daar CO2 moleculen honderdduizenden of miljoenen jaren geleden exact dezelfde eigenschappen hadden als ze nu hebben, kan wetenschappelijk inzicht in de invloed van de CO2 concentratie (en veranderingen daarin) in de atmosfeer op het klimaat, en de temperatuur in het bijzonder, in vroeger tijden zeer leerzaam zijn voor het CO2-experiment dat wij mensen nu met de Aarde uitvoeren. De studie van het klimaat van het verre Aardse verleden is het terrein van de paleoklimatologie en begin deze maand is er in dat onderzoeksveld een artikel verschenen van Martínez-Botí en anderen over de klimaatgevoeligheid tijdens het Plioceen en Pleistoceen (zie ook het persbericht of The Carbon Brief).

Het Plioceen is de geologische periode van 5,3 tot 2,6 miljoen jaar geleden en het Pleistoceen loopt dan van 2,6 miljoen jaar geleden tot 11,7 duizend jaar geleden, toen het zogenaamde Holoceen begon. Het Plioceen kenmerkt zich door een geleidelijke daling van de temperatuur op Aarde en het Pleistoceen door diverse ijstijden en interglacialen, zie figuur 1. Tijdens het middelste gedeelte van het Plioceen, circa 3,3 tot 3 miljoen jaar geleden, was de temperatuur op Aarde gemiddeld 2 tot 3 °C warmer dan nu het geval is en was het zeeniveau circa 12 – 32 meter hoger.

Figuur 1: Het verloop van de mondiale oppervlaktetemperatuur gedurende de afgelopen 5,3 miljoen jaar vanaf de start van het Plioceen (boven) en de laatste 800.000 jaar (onder). Bron: Hansen et al 2013.

Lees verder