Tagarchief: gletsjers

Hogere afvoeren Rijn en Theems, terwijl Rhône en Tiber langzaam opdrogen

Hoogwater in de IJssel, januari 2018. Door toename van winterneerslag nemen de piekafvoeren van rivieren in Europa toe. Een half jaar later werd de laagste rivierstand ooit bereikt. Credit beeld: Maria Kolossa.

Gastblog van Rolf Schuttenhelm

We krijgen in Nederland langzaamaan wat oog voor de lange termijn effecten van zeespiegelstijging. Maar als we naar het water kijken, is dat maar het halve verhaal. Hoog tijd om ook naar de binnendijkse uitwerking van klimaatverandering te kijken. Zoals de invloed van neerslagveranderingen op rivierstanden.

Klimaatverandering vergroot in Europa verschillen in rivierwaterstanden. De winterafvoer wordt gemiddeld hoger en de zomerafvoer juist lager. Maar niet elke rivier gedraagt zich hetzelfde, blijkt uit nieuw onderzoek. Vooral rivieren in Noordwest-Europa hebben door een toename van regenval in de herfst en winter hogere piekafvoeren. Een aantal van deze rivieren treedt dan ook vaker buiten hun oevers.

Drie grote trends: meer verdamping, meer regen, minder sneeuw

Rond de Middellandse Zee drogen rivieren juist langzaam op door toenemende verdamping. Ook in Oost-Europa komen rivieroverstromingen minder vaak voor. Hier is de oorzaak een afname van de sneeuwbedekking in de winter. De voorjaarsdooi valt weliswaar steeds vroeger in, maar brengt dan minder smeltwater in beweging.

We danken de inzichten aan een onderzoek waar 47 wetenschappers uit diverse Europese landen aan hebben meegewerkt, onder leiding van de Technische Universiteit Wenen. Zij vergeleken voor 3.700 meetpunten de ontwikkeling van de hoogste waterafvoeren van alle grote rivieren in Europa, over de vijftig jaar tussen 1960 en 2010. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature.

Het verschilt sterk van rivier tot rivier, schrijven de onderzoekers: de afvoer van sommige rivieren neemt met 18 procent per decennium toe, terwijl andere rivieren in tien jaar tijd bijna een kwart van hun water hebben verloren.

Op basis van veranderingen van de piekafvoeren en de onderliggende klimaatdrijvers definiëren de auteurs drie regio’s in Europa: (1) Noordwesten, met toename piekafvoeren en overstromingen door toename winterneerslag, (2) Zuiden, met afname door dominate toename van verdamping in stroomgebieden en (3) Oosten, met afname overstromingen door afname sneeuwbedekking.

Lees verder

Peak water – gevolgen van het massaverlies van gletsjers voor de beschikbaarheid van water

De 56 belangrijkste stroomgebieden van gletsjerrivieren. In kleur wordt de verwachte toename van afstroom door massaverlies van gletsjers weergegeven. Grijstinten geven de periode van maximale afstroom weer in een stroomgebied. Projecties zijn gebaseerd op emissiescenario RCP4.5. (Bron: Huss & Hock 2018, supplementary information)

Stroomgebieden van gletsjerrivieren beslaan ruim een kwart van al het landoppervlak op aarde, buiten Groenland en Antarctica. In die gebieden woont bijna een derde van de wereldbevolking. Smeltwater van gletsjers voorziet in die gebieden in meer of mindere mate in de waterbehoefte van mens en natuur. Niet overal is de bijdrage van smeltwater substantieel, maar in sommige gebieden is dat wel het geval. Dat is vooral zo omdat gletsjers juist smelten in warme (en vaak droge) seizoenen. Gletsjers fungeren dan dus als waterbuffers, die juist water leveren in seizoenen met weinig regen en veel verdamping. Als gletsjers geheel of gedeeltelijk verdwijnen door opwarming van het klimaat heeft dat invloed op die buffer-functie. De afbeelding hieronder laat, op een sterk vereenvoudigde en schematische manier, zien hoe dat werkt op de lange termijn. De afbeelding komt uit een recent artikel uit Nature Climate Change: “Global-scale hydrological response to future glacier mass loss” van Mattias Huss en Regine Hock.

Schematische weergave van het effect op lange termijn van klimaatverandering op de afstroom naar een gletsjerrivier (Bron: Huss & Hock 2018)

De afbeelding hierboven laat alleen het effect van het smelten van een gletsjer op de afstroom zien. Andere effecten van klimaatverandering, zoals een toe- of afname van neerslag en verdamping, blijven buiten beschouwing. Er zijn drie fases zichtbaar:

  • op t0 is de temperatuur en dus de gletsjer stabiel;
  • op t1 begint het klimaat op te warmen (de groene lijn onderin) en de gletsjer massa te verliezen;
  • op t2, decennia tot eeuwen later, begint een nieuwe stabiele fase, ofwel omdat de gletsjer helemaal verdwenen is, ofwel omdat het klimaat stabiliseert.

De jaargemiddelde afstroom in een stroomgebied is in de stabiele periodes aan het begin en aan het eind gelijk. Dat kan niet anders, omdat in deze vereenvoudigde weergave is aangenomen dat de totale neerslag en verdamping gelijk blijven. In een stabiele periode is de jaargemiddelde afstroom gelijk aan het jaargemiddelde van de neerslag min de verdamping. Maar als een gletsjer massa verliest, verdwijnt daarmee in het algemeen ook (een deel van) de bufferwerking. Het smelten ven gletsjers heeft daarom een blijvende verandering van de afstroom in verschillende seizoenen tot gevolg. De accumulatie van sneeuw in het sneeuwseizoen wordt minder en in het smeltseizoen wordt er minder water afgegeven. De verdeling van de hoeveelheid water over het jaar is dus blijvend veranderd. Meestal betekent dit dat er tot (ruwweg) de eerste helft van de zomer meer water beschikbaar is in het stroomgebied en in de maanden daarna minder. Lees verder

De gletsjers van IJsland

In september van dit jaar ben ik in IJsland geweest. Een meer dan prachtig land met bizarre landschappen, bezaaid met ijs, lavavelden, watervallen en geisers. Zo hier en daar bekruipt je op IJsland het gevoel dat je op een andere planeet bent beland en dat je achter de volgende berg Captain Kirk tegen het lijf zult lopen. Wellicht een reden dat Hollywood regelmatig neerstrijkt op IJsland, zo zijn er bijvoorbeeld scenes van de ijsplaneet in Interstellar opgenomen op de Svínafellsjökull, een gletsjertong van de grote Vatnajökull. Ergens tijdens mijn rondreis door IJsland had ik een infobord gezien met daarop de indicatie dat die gletsjer over een paar honderd jaar zo goed als verdwenen zou kunnen zijn. Dat vond ik onverwacht snel en eenmaal weer thuis heeft dat geleid tot onderstaand verhaal over de gletsjers van IJsland.

Dat de gletsjers wereldwijd kleiner worden mag geen geheim zijn. En ja, er zijn enkele gletsjers te vinden die daar een uitzondering op vormen, een reden dat men op sommige blogs uiteraard juist dáár de nadruk op wil leggen. Gemiddeld verliezen gletsjers op aarde echter massa en nemen ze in omvang af. Eerder dit jaar is er een studie verschenen van Zemp et al. die dit alles keurig samenvat. Figuur 1 afkomstig uit die studie geeft een beeld van de toename (in blauw) en de afname (in rood) van de verandering in de positie van de gletsjerranden in diverse gebieden in de wereld, waarbij de positie van de gletsjerrand van 1950 voor elk gebied als nulpunt (wit) is genomen. De rode kleuren zitten bijna overal in de grafiek na 1950. De waarnemingen laten volgens Zemp e.a. tevens zien dat de snelheid van het wereldwijde massaverlies van de gletsjers begin deze eeuw zonder precedent is voor de geobserveerde periode (na 1850). Men verwacht dat de gletsjers nog meer massa zullen verliezen zelfs als het klimaat vanaf nu stabiel zou blijven, gletsjers reageren namelijk traag op snelle klimaatveranderingen (zie ook IPCC AR5 FAQ 4.2).

Figuur 1. Een kwalitatieve weergave van de jaarlijkse veranderingen in de positie van de randen van de gletsjers (de omvang) in diverse gebieden van de wereld van 1535 tot 2010. Donkerblauw staat voor een maximale omvang van +2.5 km en donkerrood voor een minimale omvang van -1.6 km, beide t.o.v. 1950 (0 km) in wit. Bron: figuur 6a uit Zemp 2015.

Lees verder

Klimaatverandering in Groenland: Belangrijk voor zeespiegelstijging

Origineel verschenen op Noorderlicht/Wetenschap24. Achtergrondartikel bij de vierde aflevering van “Klimaatjagers“, zondagavond 29 sept 20:20 op Nederland 2, VPRO.

Door: Roderik van de Wal

Groenland geldt als één van de gebieden waar de klimaatverandering al duidelijk zichtbaar is. Aflevering 4 van klimaatjagers gaat daarover. Groenland was vorig jaar nog uitgebreid in het nieuws omdat op een mooie zomerdag het oppervlak van de gehele ijskap aan het smelten was, waarschijnlijk voor het eerst in minstens honderd jaar.

Groenland heeft een grote ijskap in een relatief warm klimaat. Aan de rand van de ijskap is plaatselijk de jaargemiddelde temperatuur rond de nul graden. Dat betekent dat het ijs wel moet smelten als het warmer wordt. IJs kan immers niet warmer dan nul graden worden. Dus als het klimaat verandert, moet je het daar bij uitstek kunnen zien.

Deze ijskap vertegenwoordigt een volume aan water waarmee de zeespiegel gemiddeld over de gehele oceaan een kleine zeven meter kan stijgen. De consequenties van het afsmelten als gevolg van de klimaatverandering kunnen dan ook op z’n minst verontrustend genoemd worden. Uiteraard kan dat niet gebeuren op één mooie zomerdag. Hoe snel dan wel? Dat is een vraag waarmee meer en meer wetenschappers zich bezighouden.

Een van de best onderzochte gebieden ligt aan de westrand van de Groenlandse ijskap. De Universiteit Utrecht is daar twintig jaar geleden begonnen met metingen van de afsmelting, ijsbeweging en meteorologische condities. Dat was in een tijd dat GPS de militaire ontwikkelingsfase nog maar net ontstegen was, de mobiele telefonie nog geen vlucht genomen had en satellietwaarnemingen van ijskappen nauwelijks bestonden. Achteraf gezien mag dit best een gelukkige keuze genoemd worden, want de veranderingen waren toen nog niet zichtbaar.

Lees verder

Berichtgeving over gletsjerstudie Nature geeft gevarieerd beeld

Gast-blog van Jan Wuite, Ernst Schrama en Jan Paul van Soest:

Media op glad ijs

“Gletsjers en polen smelten minder dan gedacht” kopt een artikeltje op de populaire site nu.nl. Diverse andere media geven vergelijkbare berichten over een onderzoek dat begin februari in Nature verscheen. Verwarring troef. De boodschap in enkele media lijkt te zijn: hoera, het valt allemaal reuze mee, die wetenschappers destijds overdreven. Hiermee verdwijnen echter de belangrijkste conclusies van het onderzoek achter de horizon.

Hoe moet het onderzoek dan wel worden begrepen? En hoe verhoudt het zich tot eerdere studies? Trouw, De Volkskrant en NRC (Klimaatblog) lieten overigens zien dat het mogelijk is ook adequaat over een complexe studie te berichten.

Een icecap is geen ijskap

De terminologie steekt nauw. In veel media worden gletsjers, ijskappen en polen op één hoop gegooid, het onderscheid is onduidelijk. Het artikel richt zich met name op wat in vakjargon ‘glaciers and ice caps’ (GICs) wordt genoemd. Hiermee wordt bedoeld alle ijsmassa’s op land buiten Groenland en Antarctica. De term ‘icecap’ is niet te vertalen met het Nederlandse ‘ijskap’ – waarmee doorgaans het ijs op Groenland en Antarctica wordt aangeduid, en al helemaal niet met ‘polen’ (Noord- en Zuidpool). Met ‘icecap’ wordt bedoeld: een massa ijs die het land geheel bedekt, maar met een totale omvang kleiner dan 50.000 km2.Voorbeelden hiervan vinden we in IJsland en Patagonië. Voor het ijs op Groenland en Antarctica wordt de term ‘ice sheet’ gebruikt.  De verwarring kan nog groter worden als in de reacties, zoals de blogosfeer, ook nog eens zee-ijs over dezelfde kam wordt geschoren.

Amazing Grace

Er zijn diverse manieren ontwikkeld om de massabalans – verlies of aangroeien van ijs – van gletsjers te meten. Ze hebben zo allemaal hun voor- en nadelen. Een relatief nieuwe onafhankelijke manier is om te kijken naar veranderingen in het zwaartekrachtveld van de aarde. Dit kan met behulp van de GRACE-satellieten die zeer nauwkeurig veranderingen in zwaartekracht en dus massa kunnen meten.

GRACE-metingen hebben het voordeel dat ze maandelijkse veranderingen in massa kunnen registreren, in tegenstellig tot bijvoorbeeld altimetrische methodes, die alleen veranderingen van het volume kunnen registreren. Die kunnen dan ook niet vaststellen of de totale ijsmassa daadwerkelijk afneemt; de sneeuwlaag zou immers ook compacter kunnen zijn geworden waardoor wel de dikte, maar niet de massa afneemt. Er zijn ook nadelen. Zo zijn de GRACE-satellieten nog niet zo lang actief, sinds 2002, en de periode waarin veranderingen kunnen worden gemeten is bijgevolg ook nog niet zo lang. Ook is de ruimtelijke resolutie van GRACE aan de hoge kant –meer dan 300 km. GRACE-metingen worden daarnaast ook nog eens ‘vervuild’ door andersoortige massaveranderingen; denk aan veranderingen in de oceanen, de atmosfeer, water op land en glacio-isostatic adjustment, het ‘opveren’ van de onderliggende landmassa als de zwaartekrachtdruk van ijs door smelt afneemt. Al deze invloeden moeten worden gemodelleerd om tot een juist beeld te komen van het totale ijsverlies.

GRACE-metingen worden al enkele jaren gebruikt om ijsverlies op Antarctica en Groenland in kaart te brengen. Het recente Nature-artikel is een poging om consistent massaveranderingen van glaciers and ice caps (GIC’s) op aarde in kaart te brengen. Alle gebieden zijn apart in detail geanalyseerd. En passant wordt daarbij ook nog even Groenland en Antartica in ogenschouw genomen.

Monnikenwerk

Voordat met GRACE kon worden gemeten moesten schattingen van het massaverlies worden gemaakt op grond van onder meer directe waarnemingen, (oude) fotobeelden, toetsing daarvan aan modellen, en de extrapolatie van een beperkt aantal schattingen naar een schatting voor ijsverlies bij GIC’s over de hele aarde. Monnikenwerk. Recent promoveerde zo’n “monnik”, Paul Leclercq, aan de Universiteit van Utrecht op zo’n exercitie.

Er zijn circa 160.000 gletsjers en ijskappen op aarde; slechts voor een beperkt aantal hiervan is dit soort monnikenwerk verricht. Op basis daarvan vond dan de extrapolatie naar wereldwijd ijsverlies plaats. Omdat de metingen relatief vaak aan lager gelegen gletsjers zijn verricht zijn eerdere inschattingen van het massaverlies wellicht hoger uitgevallen. Dit lijkt met name het geval te zijn geweest in de Himalaya (maar ook daar neemt het ijs af). De onderzoekers stellen:

The GIC rate for 2003–2010 is about 30 per cent smaller than the previous mass balance estimate that most closely matches our study period. 

Maar wat ook duidelijk uit de studie naar voren komt is dat – hoewel soms individuele gletsjers groeien – in geen van de vergletsjerde gebieden op aarde thans significante ijsgroei plaatsvindt. In veel gebieden neemt het ijs zeer sterk af, met name in Alaska, Arctisch Canada en Patagonië. 

Veranderingen in ijsdikte (cm water equivalent/jaar) gedurende 2003-2010 zoals gemeten m.b.v. GRACE (exclusief Groenland en Antarctica).

In diverse publicaties over de Nature-studie wordt ook gesuggereerd dat Groenland en Antarctica minder snel smelten dan verwacht. Dat is onjuist – de studie bevestigt namelijk eerdere metingen die aan die grote ijskappen zijn gedaan. Deze nemen niet alleen enorm af, maar de afname versnelt bovendien.

De studie bevestigt eerdere studies wat betreft de mate van zeespiegelstijging door smeltend ijs, en laat zien dat dit ongeveer de helft van de totale zeespiegelstijging is. De andere helft wordt veroorzaakt door uitzetting van opwarmend water. De onderzoekers schrijven:

The total contribution to sea level rise from all ice-covered regions is thus 1.48 ± 0.26 mm/yr, which agrees well with independent estimates of sea level rise originating from land ice loss and other terrestrial sources.

Nuances

Toekomstig onderzoek zal ongetwijfeld weer tot nieuwe inzichten leiden en mogelijk wat andere waarden opleveren voor de massabalansen. Zo werkt wetenschap nu eenmaal: de huidige beste kennis kan later weer vervangen worden door nog weer betere kennis. Immers, óók bij de geavanceerde satellietmetingen met GRACE zijn er onzekerheidsmarges van circa 10% in de zo bepaalde massabalansen. Om die te kunnen maken waren – op andere studies gebaseerde – veronderstellingen nodig om te corrigeren voor het eerdergenoemde effect van ‘terugveren’ van de aarde bij verlies aan ijsmassa. Voor Groenland is dit zogeheten postglaciale opheffingseffect waarschijnlijk beter bekend dan voor Antarctica.

Voor wat betreft de smeltende gletsjers zit een deel van de onzekerheid in de aard van de metingen met GRACE. Een ander deel van de onzekerheid wordt veroorzaakt door de modellen die worden gebruikt om op basis van de GRACE-meetgegevens ijsmassabalansen te maken.

Als we al deze nuances in beschouwing nemen, dan was wellicht een betere kop voor de media geweest: ‘Studie Universiteit van Colorado, Boulder laat zien dat gletsjers en ijskappen wereldwijd jaarlijks miljarden ton aan ijs verliezen’. Maar ja, dat komt natuurlijk minder sensationeel over dan ‘gletsjers en polen smelten minder dan gedacht’.

Jan Wuite, glacioloog-geoloog Universiteit van Luxemburg
Ernst Schrama, Technische Universiteit Delft, expert satellietmetingen
Jan Paul van Soest, partner De Gemeynt – adviseurs en entrepreneurs in duurzaamheid

Voor de liefhebbers: hier is het oorspronkelijke Nature artikel, en een “news & views” daarover (beiden achter een paywall). 

Nadere tekst en uitleg over het onderzoek:
University of Colorado
PhysOrg (eveneens herkomst van de figuur, Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Colorado)
Video blog over de Nature studie

Nadere achtergrond en andere studies:
Klimaatportaal FAQ “smelten de ijskappen?”