De toenemende warmte-inhoud van de oceanen – drie nieuwe onderzoeken

Doorsnede van een ARGO boei. Bron UC San Diego

Opwarming van het klimaat is op de keper beschouwd eigenlijk accumulatie van energie in het klimaatsysteem. We nemen die toename van de energie-inhoud vooral waar als een stijging van de temperatuur bij het aardoppervlak. Want daar wonen we nu eenmaal. Maar het overgrote deel van die extra energie, ongeveer 93%, wordt opgenomen door de oceanen. Zo bezien zou de verandering van de warmte-inhoud van de oceanen de beste indicator zijn van klimaatverandering. Alleen is die verandering niet zo makkelijk te bepalen: daarvoor is een driedimensionaal beeld van de temperatuurverandering van de oceanen nodig. Daarover is nog de nodige onzekerheid, maar het beeld wordt wel steeds duidelijker. De afgelopen weken verschenen er drie interessante wetenschappelijke artikelen over dit onderwerp.

Alle drie de artikelen zijn vrij toegankelijk. Het lijkt erop dat wetenschappelijke uitgevers er steeds vaker voor kiezen om belangwekkende artikelen over het klimaat niet achter een betaalmuur te stoppen. Of zou dat een keuze zijn van onderzoeksinstellingen? Dat zou ik nog eens uit moeten zoeken. Het is hoe dan ook een goede ontwikkeling.

Overzicht van de bevindingen van Cheng et al.

De afbeelding hierboven komt uit een overzichtsartikel in Science van Cheng et al.. Twee belangrijke constateringen:

• • De gemeten toename van de warmte-inhoud van de oceanen komt goed overeen met de modelsimulaties uit het CMIP5-experiment.
  • Sinds begin jaren ‘90 neemt de warmte-inhoud sneller toe dan in de periode daarvoor.

Meer informatie over dit artikel is onder meer te vinden in een gastbijdrage van de auteurs op Carbon Brief, bij Tamino en in een stuk van Scott Denning op The Conversation.

Gereconstrueerde verandering van de warmteinhoud van de mondiale oceanen en de Atlantische Oceaan. Bron: Zanna et al.

Zanna et al. reconstrueren de warmte-inhoud van de oceanen over een langere periode: vanaf 1871. Dat doen ze door metingen van de temperatuur van het oceaanoppervlak te combineren met kennis die er is over het verticale warmtetransport in de oceaan. Voor ruwweg de afgelopen halve eeuw komt die reconstructie goed overeen met andere onderzoeken. Voor de periode daarvoor doen ze een opvallende constatering: over de periode 1921 – 1946 was de accumulatie van warmte in de oceaan vergelijkbaar met de periode 1990 – 2015. Zo’n resultaat zou zich makkelijk kunnen lenen voor een onjuiste conclusie. Dat het allemaal natuurlijk zou zijn, bijvoorbeeld. Mogelijk was de opwarming in de eerste helft van de vorige eeuw deels het gevolg van interne variabiliteit – al was hij in elk geval ook deels geforceerd: door menselijke broeikasgasemissie en een hoge zonne-activiteit – maar het volkomen logisch gevolg zou dan zijn dat er daarna een periode van afkoeling en dus een afnemende warmte-inhoud zou volgen. Ofwel: als het door natuurlijke schommelingen relatief warm was is het niet aannemelijk dat de natuur er daarna nog eens een schepje bovenop zou doen, maar ligt het meer voor de hand dat de gemiddelde wereldtemperatuur zonder menselijke invloed misschien wel enkele tienden van een graad zou zijn gedaald.

Nog een bevinding die verkeerd begrepen kan worden: niet alleen de lokale energiebalans aan het oceaanoppervlak beïnvloedt de warmte-inhoud, maar warmtetransport binnen de oceaan speelt ook een rol. Zanna et al. vinden aanwijzingen dat veranderingen in stromingspatronen een belangrijke invloed hebben. Zulke veranderingen zijn niet noodzakelijk natuurlijk, maar ze kunnen zelf een voor de hand liggend gevolg zijn van de opwarming van het klimaat. Die opwarming gaat niet overal even snel, bijvoorbeeld omdat land sneller opwarmt dan de oceanen, of door de Arctische amplificatie. En dat heeft invloed op de circulatie in de atmosfeer en in de oceanen. Ook over dit onderzoek schreef Tamino een lezenswaardig stuk. Laure Zanna schreef samen met Jake Gebbie een gastblog voor RealClimate over haar onderzoek en over een artikel van Gebbie en Huybers in Science. Wij hebben over dat artikel ook nog een blogpost in de planning staan.  Voor wie niet kan wachten nu alvast de link naar het artikel.