Hoe koud was het tijdens de laatste ijstijd?

De laatste ijstijd spreekt nog altijd tot de verbeelding. Heel veel ijs, kilometers dikke ijskappen op Noord-Amerika en het noorden van Europa en een zeespiegel die circa 120 meter lager stond dan nu het geval is. De periode waarin de ijskappen het grootst waren noemt men het Laatste Glaciale Maximum, afgekort met LGM. Wetenschappers houden van afkortingen. Het LGM is waarschijnlijk ergens tussen 19.000 tot 21.000 jaar geleden geweest (IPCC AR5 – blz. 389). Dat het tijdens de laatste ijstijd op aarde veel kouder was dan nu het geval is, is natuurlijk een open deur. Maar hoeveel kouder? Dat is een vraag die diverse klimaatonderzoekers nog altijd volop bezighoudt. Het IPCC meldde in 2013 (blz. 405) dat het tijdens het LGM zeer waarschijnlijk 3 tot 8 graden kouder was dan in de periode voor de industriële revolutie. Een wel heel ruime range, wat aangeeft hoe groot de onzekerheid hierover nog is. Recent heeft een groep onder leiding van Jessica Tierney opnieuw het LGM onder de loep genomen en in Nature hebben ze daar verslag van gedaan: “Glacial cooling and climate sensitivity revisited”.

De kennis over de staat van het klimaat tijdens het Laatste Glaciale Maximum geeft een mogelijkheid om klimaatmodellen te verifiëren en kan een idee geven over de begrenzingen van de klimaatgevoeligheid. Onderzoek naar het LGM is naast kennisopbouw over het verleden dus ook van belang voor het beter begrijpen van de huidige gevolgen van de stijgende broeikasgasconcentraties. Tierney e.a. hebben hiertoe meer dan 600 proxy’s voor de temperatuur van het zeeoppervlak voor zowel de periode rond het LGM als de laatste 4000 jaar van de periode voor de industriële revolutie bestudeerd. De proxy’s die gebruikt zijn, zijn vanwege de gebruikte rekenmodellen allemaal gebaseerd op veranderingen in isotopenverhoudingen. Zoals bijvoorbeeld de verhouding tussen de zwaardere en lichtere zuurstofatomen (resp. 18O en 16O) in het proxymateriaal. Om vervolgens een idee te krijgen van de temperatuur op de gehele aardbol is een speciaal klimaatmodel gebruikt dat ook variaties in isotoopverhoudingen kan simuleren. De figuur hieronder (bron) geeft het gevonden verschil weer in de temperatuur tussen de pre-industriële periode en het LGM. Hoe blauwer hoe kouder. De grote witte plekken zijn een weergave van de aanwezigheid van ijskappen.

De blauwe wereldkaart laat zien dat het vooral in het Arctische gebied volgens dit onderzoek veel kouder was dan gemiddeld, tot wel 14 graden kouder dan voor de industriële revolutie. Overeenkomstig de Arctische amplificatie van mondiale temperatuurveranderingen (zowel in positieve als negatieve richting) als gevolg van veranderingen in de stralingsbalans zoals door veranderingen in de broeikasgasconcentraties. Als deze concentraties stijgen neemt de temperatuur in het Noordpoolgebied sneller toe dan in de rest van de wereld en het omgekeerde is het geval als deze concentraties dalen. Tijdens het LGM was het volgens Tierney et al. wereldgemiddeld 6,1 °C kouder dan in de paar duizend jaar voordat James Watt met zijn stoommachine op de proppen kwam. Dus ongeveer in het midden van de ruime IPCC-range van 3 tot 8 °C. De grafiek hieronder geeft een vergelijking van hun resultaten met eerdere studies.

De resultaten van Tierney et al. komen goed overeen met verschillende andere studies naar de temperatuur tijdens het LGM, maar er zijn echter ook drie studies die een afwijkend resultaat lieten zien. Tierney en collega’s geven geen verklaring voor de verschillen met deze drie studies. Hier zit ook de bekende temperatuurreconstructie van Shakun et al. (SH12) tussen. Tierney et al. wijzen uiteraard wel op de tekortkomingen in hun onderzoek. Zo zijn de door hun gebruikte temperatuurproxy’s bijna allemaal afkomstig uit kustgebieden en is er maar één model gebruikt om daaruit de temperatuur van de gehele aardbol af te leiden. Er blijven derhalve nog zeker wetenschappelijke vraagtekens bestaan over het LGM en het temperatuurverschil met het einde van het Holoceen.

Het door Tierney et al. gevonden temperatuurverschil kan worden gebruikt voor het berekenen van de klimaatgevoeligheid. Hiervoor wordt het temperatuurverschil gecombineerd met eerder door anderen gevonden verschillen in onder andere de broeikasgasconcentraties, het oppervlak aan ijs en de aerosolen. Zo was de CO2-concentratie tijdens het LGM circa 190 ppm en de methaanconcentratie circa 500 ppb, veel lager dan nu met concentraties van respectievelijk circa 410 ppm en 1870 ppb. Tierney et al. berekenen een klimaatgevoeligheid van 3,4 °C (95% interval van 2,4 – 4,5 °C). Dat komt goed overeen met de resultaten van een recente en heel uitgebreide analyse die aangaf dat de klimaatgevoeligheid waarschijnlijk  tussen 2,3 en 4,5 °C (66% interval) ligt. Het artikel van Tierney et al. sluit af met het statement dat hun resultaten laten zien dat de klimaatgevoeligheid vrijwel zeker groter is dan 2 °C. Sommigen hopen nog dat een heel lage klimaatgevoeligheid tot de mogelijkheden behoort en dat zou ervoor kunnen zorgen dat de toekomstige temperatuurstijging wat mee zal vallen. Dat lijkt helaas steeds meer een vorm van wensdenken te zijn.

2 Reacties op “Hoe koud was het tijdens de laatste ijstijd?

  1. Willem Schot

    Dag Jos

    Goed artikel over een belangrijke studie, denk ik. Ik begrijp alleen niet hoe men aan die ca 3,4 graad klimaat gevoeligheid komt. De klimaat gevoeligheid voor CO2 is de temperatuurstijging tgv een verdubbeling van de CO2 concentratie, https://klimaatveranda.nl/2020/07/26/een-nieuwe-analyse-van-de-klimaatgevoeligheid/ De CO2 is gestegen van ca 190 ppm tijdens het LGM tot ca 280 ppm tijdens het pre-industriële Holoceen, dus met een factor van ca 1,5. De gemiddeld globale aardtemperatuur is met ca 6,1 graad gestegen. Dat zou dus wijzen op een veel hogere klimaatgevoeligheid van ca 8,1 graad, als die temperatuur stijging geheel aan de CO2 stijging te wijten was. Dat is uiteraard niet helemaal het geval, maar grotendeels wel, volgens de inzichten, vermoed ik. De invloed van de andere broeikasgassen is iig lang niet voldoende om dit enorme verschil tussen 3,4 en 8,1 te verklaren.

  2. Dank Willem,

    Het verschil tussen het LGM en het laatste deel van het Holoceen betreft niet alleen de verandering in broeikasgasconcentraties, maar ook de verandering in de albedo door het verdwijnen van het ijs en aerosolen (bijv. mineraal stof).

    Tierney et al. rekenen met de volgende formule:
    ECS = F2xCO2 * ΔGMST / ΔR

    F2xCO2 is de stralingsforcering door een verdubbeling van de CO2-concentratie = 3.8 W/m².
    ΔGMST is het temperatuurverschil tussen LGM en pre-ind., de -6.1 °C
    ΔR is de totale verandering in stralingsforcering tussen LGM en pre-ind. en is de som van de stralingsforcering van de drie componenten die ik noemde, gelijk aan -6.8 W/m². Ze geven de volgende getallen voor de verandering in broeikasgasconcentraties ΔRGHG = -2.48 W/m² en voor de verandering in ijsoppervlak ΔRIce = -3.64 W/m².
    Invullen in de formule:
    ECS = 3.8 * -6.1 / -6.8 = 3.4 °C

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s