Onlangs publiceerde de WMO het rapport ‘State of Global Water Resources 2023’. De video hieronder geeft een beknopte samenvatting van de belangrijkste bevindingen.
2023 was, gemiddeld over de hele wereld, een bijzonder droog jaar voor rivieren. 45% van de rivieren had een lagere afvoer dan het gemiddelde over 1991 tot 2020, terwijl maar 17% boven dat gemiddelde zat. Gletsjerrivieren kregen daarentegen de grootste hoeveelheid smeltwater te verwerken in 50 jaar. Een goede aanleiding om nog eens te verwijzen naar mijn blog van ruim 6 jaar geleden over ‘peak water’. Gebieden die (mede) afhankelijk zijn van smeltwater krijgen daar steeds meer van, door het opwarmende klimaat. Een ‘shifting baseline’, maar wel een tijdelijke. Er komt in de toekomst onvermijdelijk een moment waarop alles juist weer de andere kant op zal gaan schuiven. En dat kan enorme problemen opleveren, zeker als zomers door de hogere temperaturen ook nog eens droger kunnen worden.
Dit, en allerlei andere klimaatgerelateerde zaken kunnen besproken worden in deze open draad.
Het verzet tegen klimaatbeleid – en dus tegen de wereldwijde afspraken van het Akkoord van Parijs uit 2015 – kent vele vormen. Er zijn rabiate wetenschapsontkenners en wereldvreemde complotdenkers, maar anderen gaan veel subtieler te werk. Arnout Jaspers valt in die laatste categorie. Hij is een stuk minder onredelijk dan de meeste figuren die door Clintel op het schild worden gehesen. En, je moet het hem nageven, retorisch is hij heel behendig. Maar minder onredelijk is nog steeds niet redelijk. En van een wetenschapsjournalist zou je zorgvuldige duiding van een complex wetenschappelijk onderwerp mogen verwachten, in plaats van alleen maar behendige retoriek.
Jaspers mocht laatst bij het tv-programma Vandaag Inside wat vertellen over klimaatverandering, en zijn boek hierover promoten, en deed exact het tegenovergestelde van wat een serieuze wetenschapsjournalist zou doen. Hij negeerde alle wetenschappelijke complexiteit en nuances, maar beperkte zich tot oppervlakkige slogans.
Jaspers begon met het versimpelen van het maatschappelijk debat tot een discussie tussen twee partijen: doemdenkers die klimaatverandering als onvermijdelijke rampspoed zien en optimisten die denken dat het allemaal wel meevalt. Terwijl er ook veel stemmen in het debat zijn die zich verzetten tegen zowel het bagatelliseren van het probleem als tegen doemdenken. Nogal wat bekende klimaatwetenschappers horen bij die groep. Aan de hand van hun onderzoeksresultaten laten zij zien dat we rampzalige gevolgen kunnen voorkomen, maar dat we dan wel hard aan de slag moeten om de uitstoot van broeikasgassen in hoog tempo omlaag te brengen. Ze denken bovendien dat dat kan; dat het weliswaar een flinke inspanning vereist, maar dat die ook veel oplevert. Schone lucht, minder afhankelijkheid van oliestaten, goedkope lokaal opgewekte energie in arme delen van de wereld, om maar wat te noemen.
In 2015 – zo lang geleden alweer – schreef ik een blogje naar aanleiding van een onderzoek dat voor allerlei plekken in de wereld het verband tussen temperatuur en sterftekans in beeld bracht. Het resultaat was opmerkelijk. Vrijwel overal in de wereld is de sterfte het laagst bij een zogenaamde optimale temperatuur, die iets boven het jaargemiddelde ligt. De overlijdenskans wordt groter naarmate de temperatuur meer afwijkt van die optimale waarde. Het patroon is nagenoeg overal hetzelfde, maar de optimale temperatuur is heel verschillend, afhankelijk van het lokale klimaat. In koude gebieden ligt die een stuk lager dan in warme klimaatzones. De afbeelding hieronder geeft het patroon schematisch weer.
Bij extremen aan de koude en warme kant is de sterftekans flink hoger, maar die extremen komen niet vaak voor. De meeste mensen overlijden dus bij een meer ‘normale temperatuur’. Die ligt wat vaker onder dan boven de optimale temperatuur, want de optimale temperatuur is wat hoger dan het gemiddelde (of eigenlijk: de mediaan). Logisch dus dat de meeste sterfgevallen optreden bij een relatief koele temperatuur. Het resultaat van de studie uit 2015 is sindsdien bevestigd door andere onderzoeken, vooral van het internationale samenwerkingsverband MCC Collaborative Research Network.
De vraag is hoe je deze resultaten moet interpreteren. Het is statistisch, epidemiologisch onderzoek, dat een correlatie aantoont, maar daarmee nog niet direct iets zegt over een oorzakelijk verband. En daar gaat het nogal eens mis. Bij pseudosceptici natuurlijk, maar daar niet alleen. De afgelopen tijd waren bijvoorbeeld ook Hannah Ritchie op Our World in Data en Jesse Frederik op De Correspondent wat slordig, ook al benoemden ze verschillende belangrijke nuances wel. En ook de onderzoekers zelf gaan wel eens kort door de bocht. Hieronder ga ik in op enkele slordige interpretaties. Moraal van het verhaal: pas op met het trekken van stellige conclusies op basis van statistische verbanden alleen.
Waarneming van de uitbarsting van Hunga Tonga – Hunga Ha’apai door de GOES-17 satelliet. Bron: NASA.
Op 15 januari 2022 barstte een grote, onderzeese vulkaan uit bij het archipel Tonga, de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (of korter: Hunga Tonga). De uitgestoten pluim reikte tot in de mesosfeer, op een hoogte van zo’n 55 kilometer boven het aardoppervlak. Op internet verschenen al snel wat speculatieve verhalen over een mogelijke invloed op het klimaat van die uitbarsting, maar de meeste deskundigen hielden zich wijselijk op de vlakte. Zij begrepen dat er in de recente geschiedenis geen vergelijkbare uitbarstingen zijn geweest, en dat er dus niet of nauwelijks informatie was waar ze voorspellingen op zouden kunnen baseren. Inmiddels zijn er aardig wat wetenschappelijke publicaties verschenen. Die lijken elkaar soms tegen te spreken, maar als je wat dieper graaft valt dat wel mee. De belangrijkste conclusie is steevast: het effect van de uitbarsting op de gemiddelde wereldtemperatuur was klein, maar op regionale schaal zijn grotere effecten mogelijk. De uitbarsting van Hunga Tonga heeft dus hoogstwaarschijnlijk geen bijdrage van betekenis geleverd aan de recordwarmte op wereldschaal van het afgelopen jaar.
Dat grote bovengrondse vulkaanuitbarstingen de aarde tijdelijk afkoelen, is al lang bekend. Dat komt vooral doordat er bij zo’n uitbarsting een flinke hoeveelheid zwaveldioxide in de stratosfeer kan belanden, dat daar kleine, zonlicht reflecterende aerosoldeeltjes vormt die daar enkele jaren kunnen blijven zweven. Klimaatmodellen konden het effect van zo’n uitbarsting, zoals de Pinatubo in 1991, in de jaren ’90 al behoorlijk adequaat simuleren, al was daarvoor natuurlijk wel een goede schatting nodig van de hoeveelheid zwaveldioxide die er was uitgestoten naar de stratosfeer.
Waterdamp
Een grote onderzeese uitbarsting brengt ook een grote hoeveelheid waterdamp in de stratosfeer. Dat maakt het een stuk ingewikkelder. Waterdamp is een broeikasgas en heeft dus juist een opwarmend effect. Al werkt dat in de stratosfeer net wat anders dan in de troposfeer. Broeikasgassen zenden in de stratosfeer meer warmtestraling uit dan ze absorberen. Zo koelen ze de stratosfeer juist af. Maar omdat een deel van die uitgezonden straling naar beneden gaat, warmt de troposfeer er (een beetje) door op. Verder kunnen er stratosferische wolken ontstaan. Dergelijk hoge wolken hebben ook een opwarmend effect. Om het nog wat ingewikkelder te maken, spelen aerosoldeeltjes ook een rol in de vorming van die wolken, als condensatiekernen.
Sommige inzichten in het weer en het klimaat zijn oeroud. Ze gaan terug tot Meteorologica van Aristoteles, of nog veel verder. Maar kennis van veranderingen van het klimaat is veel recenter, zeker als het over veranderingen op wereldschaal gaat. Het fundament onder die kennis werd precies 200 jaar geleden gelegd, door Jean Baptiste Joseph Fourier (1768 – 1830). Die publiceerde in 1824 zijn artikel ‘Remarques générales sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires’ (Annales de Chimie et de Physique, 27 (1824) 136–67; in 1837 in het Engels vertaald door Ebeneser Burgess. Merkwaardig genoeg bleef een nieuwe versie van het artikel uit 1827 met enkele kleine correcties en uitwerkingen ruim een eeuw lang onvertaald, maar wordt tegenwoordig juist dat latere artikel vaak genoemd als eerste beschrijving van het broeikaseffect). Fourier was op zoek naar kennis over warmte en had daarbij in de loop van de tijd al het een en ander geschreven over de temperatuur van het aardoppervlak, en de factoren die daarop van invloed zijn. In 1824 zette hij zijn ideeën hierover (min of meer) overzichtelijk bij elkaar. Twee van die inzichten zijn van groot belang voor de hedendaagse natuurwetenschappelijke kennis van de werking van het klimaat op planetaire schaal.
Fourier was van eenvoudige afkomst en werd op jonge leeftijd wees. Hij werd opgeleid bij de Benedictijnen en wilde intreden in die kloosterorde. Daar is het nooit van gekomen. In het roerige politieke klimaat van het Frankrijk van zijn tijd kwam hij in allerlei andere functies terecht, vaak tegen wil en dank: leraar, diplomaat, geheim agent en politicus. Hij was twee keer in zijn leven politiek gevangene, was bevriend met Napoleon, kreeg de titel van baron en raakte die een paar jaar later weer kwijt. Een saai leven kun je het niet noemen.
De meeste lezers van ons blog zullen in grote lijnen bekend zijn met de werking van het broeikaseffect. Het aardoppervlak absorbeert ongeveer 70% van het zonlicht dat erop valt, zendt die energie weer uit als warmtestraling, die voor een aanzienlijk deel door broeikasgassen wordt geabsorbeerd. Daardoor is het aardoppervlak warmer dan het zonder broeikasaffect zou zijn. Of, zoals klimaatwetenschappers het zeggen: het broeikaseffect beïnvloedt het radiatief-convectieve evenwicht aan het aardoppervlak en daarmee de temperatuur. Meer broeikasgassen betekent meer absorptie van warmtestraling en dus een hogere temperatuur aan het oppervlak. Simpel, zou je zeggen. Toch zitten er nog best wat adders onder het gras. Één zo’n adder is de permanente verschuiving in de stralingsbalans die het gevolg is zogenaamde albedo-terugkoppelingen: een afname van de ijsbedekking en bewolking die het gevolg zijn van de initiële opwarming door een versterkt broeikaseffect. Het reflecterend vermogen van de aarde wordt daardoor minder, en er wordt dus meer zonlicht geabsorbeerd. Dit versterkt de opwarming.
Het gevolg van die albedo-terugkoppelingen is verrassend: door een sterker broeikaseffect absorbeert de atmosfeer meer warmtestraling, maar toch zendt de aarde na verloop van tijd niet minder, maar juist meer van die straling uit. Dit komt doordat er, door de albedo-terugkoppelingen, uiteindelijk meer zonlicht wordt geabsorbeerd, wat weer doorwerkt in de uitgezonden warmtestraling. Het is tegenintuïtief, maar wel helemaal logisch volgens de natuurkunde van het klimaatsysteem. Wat gedachtenexperimenten, ondersteund door enkele afbeeldingen uit een artikel hierover van 10 jaar geleden, helpen om dat te begrijpen.
Schetsmatige impressie van de voorgestelde scenario’s. Bron: Meinshausen et al.
Onlangs verscheen een artikel met voorstellen voor nieuwe scenario’s ten behoeve van het volgende IPCC Assessment Report (AR7). Het is in feite een verslag van een workshop die plaatsvond in april 2023 met als onderwerp: ‘Use of Scenarios in AR6 and Subsequent Assessments’. Er staan interessante voorstellen in het artikel, maar er zijn ook wel wat punten die in mijn ogen ontbreken, terwijl die ook aandacht hadden verdiend.
Met het oog op de kritiek dat eerdere scenario’s onvoldoende rekening hielden met rechtvaardigheid, waar Arthur afgelopen april over schreef, heb ik eerst maar eens naar de auteurslijst van nieuwe voorstel gekeken. Het goede nieuws is dat alle continenten (behalve Antarctica, natuurlijk) vertegenwoordigd zijn. Maar heel evenwichtig is de verdeling van auteurs over de wereld allerminst. Het lijkt erop dat scenario-ontwikkeling vooral een West-Europese aangelegenheid is. Een behoorlijke meerderheid van de 41 auteurs is daar werkzaam. Verder doen er ook aardig wat Australiërs mee. Ook best opvallend dat de VS maar matig vertegenwoordigd is met 2 auteurs, hoewel dat land zo’n belangrijke speler is in de wereld van de klimaatwetenschap. China, een andere belangrijke speler, ontbreekt helemaal.
Hoewel ongelijkheid meermaals als aandachtspunt wordt genoemd in het artikel, is er weinig concreets over terug te vinden in de voorstellen. Het zou kunnen zijn dat het abstractieniveau van die voorstellen te hoog is, en dat aandacht voor ongelijkheid dus vooral relevant is bij de verdere uitwerking ervan. Toch had dat dan wel wat explicieter benoemd mogen worden, lijkt me.
Sinds vorig jaar presenteert een groep wetenschappers jaarlijks een overzicht van een aantal belangrijke indicatoren van klimaatverandering: het Indicators of Global Climate Change initiative of IGCC. Ze volgen daarbij de methodes van het laatste IPCC-rapport. Afgelopen week publiceerde deze groep voor de tweede keer hun uitgebreide rapportage. Ook lanceerden ze de Climate Change Tracker, die een overzicht geeft van de belangrijkste data. Een mooie aanvulling op de al langer bestaande Climate Action Tracker, waar wordt bijgehouden hoe het ervoor staat met wereldwijde plannen en ambities voor de vermindering van de uitstoot.
Een heel andere wetenschappelijke update verscheen wat langer geleden. Het is een nieuwe schatting van de klimaatgevoeligheid, op basis van een methode waarover we in 2020 hebben geschreven. Het goede nieuws is dat de schatting naar beneden is bijgesteld, maar jammer genoeg wel maar een beetje. Het zal de kans dat we onder de 1,5 °C opwarming blijven er niet noemenswaardig groter op maken, is mijn inschatting.
Dit, en allerlei andere klimaatgerelateerde zaken kunnen besproken worden in deze open draad.
Ooit, lang geleden, kon je op zondag, ik meen na de voetbalsamenvattingen van Studio Sport, naar de Lotto-trekking kijken. Die verliep via een vaste procedure. Eenenveertig genummerde balletjes zaten keurig op volgorde in een houder waaruit ze allemaal tegelijk werden losgelaten. Ze vielen in een grote, bol van plexiglas die even ronddraaide. Na een aantal rotaties keerde de draairichting om, waardoor enkele balletjes in een gootje terechtkwamen. Het eerste balletje in het gootje kwam naar buiten. Het hele procedé herhaalde zich nog zes keer, en daarmee had je de uitslag van zes winnende getallen plus een reservegetal.
Wat mij fascineerde, was dat dat helemaal identieke proces elke keer een andere uitkomst opleverde. Blijkbaar was ik als kind al geneigd tot deterministisch denken. En dat bracht me bij de voor de hand liggende verklaring. Natuurlijk zijn die balletjes niet helemaal perfect rond, is het materiaal waar ze van gemaakt zijn niet overal exact even dik of zwaar, of kunnen kleine verschillen in temperatuur of luchtdruk ervoor zorgen dat de balletjes net iets anders over elkaar rollen. Zo konden hele kleine, op het oog onwaarneembare verschillen de trekking perfect onvoorspelbaar maken. Het is, leerde ik pas veel later, een voorbeeld van gevoelige afhankelijkheid (sensitive dependence). En dat begrip is waar het in de chaostheorie om draait: deterministische processen die toch een onvoorspelbaar verloop hebben.
De paradox van deterministische chaos
Er zit een paradox in een chaotisch systeem, zoals de lottoballetjesmachine. Alles wat er gebeurt, verloopt volgens vrij eenvoudige natuurwetten van oorzaak en gevolg. En toch is de uitkomst in onze beleving puur toeval. Maar omdat die wetten van oorzaak en gevolg van toepassing zijn, zit er altijd wel een grens aan dat toeval. Er kwam nooit meer dan één balletje tegelijk uit de machine. Het getal op dat balletje was nooit groter dan 41. En dat er in plaats van een lottoballetje ineens een kaasblokje naar buiten kwam was uitgesloten. Voor een lottoballetjesmachine heb je natuurlijk geen complexe theorie nodig om dergelijke grenzen van het toeval in te zien. Voor andere chaotische (of, in jargon: non-lineaire dynamische) systemen liggen die grenzen nog wel eens minder voor de hand. En daar kan de kennis van de chaostheorie behulpzaam zijn.
Hoe de opwarming van het klimaat stromingspatronen in de atmosfeer beïnvloedt, is al jarenlang onderwerp van wetenschappelijk onderzoek. We hebben al vaker (zoals hier, hier en hier) aandacht gehad voor dat onderzoek en de wetenschappelijke discussies die dat opleverde. Verschillende studies vonden de afgelopen jaren aanwijzingen voor veranderende stromingspatronen in de zomer op gematigde breedtegraden van het noordelijk halfrond. Het gaat daarbij niet zozeer om de wind zoals we die als bewoners van het aardoppervlak voelen, maar om grootschalige stromingspatronen die invloed hebben op het ontstaan en de ontwikkeling van weersystemen, en die weersystemen als geheel met zich meevoeren. De stroming wordt aangedreven door het temperatuurverschil tussen de tropen en de polen. Dat temperatuurverschil is kleiner geworden door de sterke opwarming van het noordpoolgebied en het is dus best aannemelijk dat de stroming daardoor is verzwakt. Maar ja, dat het aannemelijk is, betekent natuurlijk nog niet dat het ook is aangetoond. Het laatste IPCC-rapport hield dan ook nog flink wat slagen om de arm.
Schematische weergave van mogelijke veranderingen in atmosferische stroming door de sterke opwarming van het noordpoolgebied. Bron: IPCC AR6, WGI, Cross-Chapter Box 10.1.
Wetenschappelijke slagen om de arm verdwijnen niet van de ene op de andere dag, maar het onderzoek staat niet stil. Een recent artikel van Rei Chemke en Dim Coumou presenteert niet alleen meer bewijs voor deze veranderingen, maar voor het eerst ook aanwijzingen voor een menselijke vingerafdruk. De terminologie is wat verwarrend: het artikel spreekt van ‘storm tracks’ of ‘weakening storms’, maar daarmee worden stromingspatronen bedoeld op een schaal van honderden tot enkele duizenden kilometers. Het gaat dus niet (of in elk geval niet alleen) over het gedrag van zomerstormen.
Naast de zoekfunctie is er ook deze lijst met blogposts, gerangschikt naar onderwerp. Wij schrijven voornamelijk over klimaatwetenschap en het publieke klimaatdebat.
De theorie van warmte: Een geschiedenis van de wetenschap achter klimaatverandering
Uitgegeven door Athenaeum.
Wat iedereen zou moeten weten over klimaatverandering
Uitgegeven door Prometheus
Klimaatverandering 