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.
Verloop van menselijk en natuurlijke invloedsfactoren (forceringen) op de gemiddelde temperatuur van het aardoppervlak sinds 1750. Bron: IPCC AR6.
Met alle klimaatrecords die er in het afgelopen jaar werden verbroken, was er plotseling ook de nodige aandacht voor het afkoelende effect van aerosolen. Een afname van de uitstoot van aerosolen heeft mogelijk bijgedragen aan de hoge temperaturen. Wie niet zo thuis is in de klimaatwetenschap zou kunnen denken dat dat een helemaal nieuw inzicht was. Dat is zeker niet het geval. Je zou kunnen zeggen dat de gemiddelde nieuwsconsument die invloed van aerosolen mogelijk heeft onderschat. Maar voor wetenschappers geldt dat zeker niet.
Aerosolen werden in 1971 al besproken, toen een internationale groep van zo’n dertig wetenschappers bij elkaar kwam om een mogelijke toekomstige onbedoelde verandering van het klimaat door toedoen van de mens te bespreken. Sommige deelnemers verwachtten toen dat afkoeling door aerosolen de opwarming door een toenemende concentratie van broeikasgassen zou overvleugelen. Dat is anders gelopen, onder meer doordat de uitstoot van broeikasgassen sindsdien is blijven toenemen, terwijl er maatregelen zijn genomen om de uitstoot van aerosolen te beperken. Dat is natuurlijk de reden waarom aerosolen niet zo veel in het nieuws zijn en broeikasgassen vaker: de broeikasgassen zijn het grote probleem.
Massaverlies van ijskap van Antarctica sinds 2002. Bron: Hanna et al.
‘A single Antarctic heatwave or storm can noticeably raise the sea level’, is de kop boven een artikel op The Conversation van alweer een tijdje geleden. Het bleek geen resultaat te zijn van nieuw wetenschappelijk onderzoek, maar een opvallende constatering uit een overzichtsartikel dat op een rijtje zet wat er bekend is over het smelten van ijskappen op verschillende tijdschalen. Het blijkt dat een korte periode van bijvoorbeeld extreme warmte of regenval een grote invloed kan hebben op de massabalans van de ijskappen van Groenland en Antarctica over een heel jaar. Zo’n periode duurt soms maar een week, of nog minder. Een extreem hoeft overigens niet altijd tot massaverlies te leiden. Het kan ook de andere kant op gaan, als er in korte tijd heel veel sneeuw valt.
Massaverlies van de Groenlandse ijskap sinds 2002. Bron: Hanna et al.
Het mag dan geen helemaal nieuw onderzoeksresultaat zijn, maar dat maakt het niet minder belangrijk. Want het is een flinke complicatie bij het voorspellen van de hoeveelheid en, vooral, de snelheid van de toekomstige zeespiegelstijging. Veranderingen in extremen kunnen een aanzienlijke invloed hebben, en wat er precies met extremen zal gebeuren is een stuk lastiger te voorspellen dan wat er kan veranderen in bijvoorbeeld de gemiddelde temperatuur of hoeveelheid neerslag. En daar zit natuurlijk ook al de nodige onzekerheid in; al is het maar omdat we niet weten hoeveel broeikasgassen we in de komende decennia nog in de atmosfeer gaan brengen.
Boorkernen uit de bodem van Crawford Lake in Canada, die voorgesteld zijn als ‘golden spike’ die het begin van het Antropoceen markeert. Bron: McCarthy et al. 2023.
De Internationale Unie van Geologische Wetenschappen (IUGS) meldde vorige week in een nieuwsbericht dat het voorstel om het Antropoceen te formaliseren als geologisch tijdperk is afgewezen. De uitslag van de stemming in de Stratigrafische Subcommissie voor het Kwartair was duidelijk: er waren 4 stemmen vóór het voorstel, 12 tegen en 3 onthoudingen. Dit besluit geldt in elk geval voor 10 jaar. Volgens de strakke regels van de IUGS kan dan een nieuw voorstel worden ingediend over het Antropoceen. Dat lijkt lang, maar op de geologische tijdschaal is het natuurlijk maar een oogwenk.
Als je kijkt naar de voorgeschiedenis van het afgewezen voorstel is 10 jaar ook niet zo heel lang. De Antropoceen Werkgroep van de IUGS werkte al sinds 2009 aan het voorstel en als het aan hen had gelegen waren ze daar nog steeds mee bezig. De IUGS maakt er in hun nieuwsbericht geen geheim van dat er pittige discussies zijn gevoerd en dat er flink wat druk op de werkgroep is uitgeoefend om met een voorstel te komen waarover gestemd kon worden.
Negatieve emissies maken deel uit van zo goed als alle economische scenario’s en beleidsplannen waarmee redelijkerwijs de doelen van het klimaatakkoord van Parijs nog te halen zijn: beperken van de opwarming tot ruim onder de 2 °C. Met negatieve emissies worden maatregelen bedoeld die CO2 (of andere broeikasgassen, zoals methaan) aan de atmosfeer kunnen onttrekken, zoals:
herbebossing en aanleg van nieuwe bossen;
bevorderen van vastlegging van koolstof in de bodem;
versnellen van verwering van gesteentes;
bevorderen van opname door de oceanen;
afvangen en opslaan van de uitstoot van energiecentrales of fabrieken;
via nieuwe technologie direct CO2 verwijderen uit de atmosfeer om die op te slaan of te gebruiken als industriële grondstof, bijvoorbeeld voor de productie van brandstof.
Het verwijderen van CO2 uit de atmosfeer om de opwarming te beperken is in feite een vorm van geo-engineering. Minder controversieel dan bijvoorbeeld het afkoelen van de aarde door aerosolen te injecteren in de stratosfeer, maar daarmee is het nog geen wonderoplossing voor het klimaatprobleem. Wetenschappers maken zich zorgen dat beleidsmakers en scenariobouwers te hoge verwachtingen hebben van deze manier van ingrijpen, zo blijkt uit verschillende artikelen die de afgelopen tijd zijn gepubliceerd.
Carbon Brief maakt elk jaar een overzicht van wetenschappelijke artikelen over het klimaat die de meeste aandacht hebben gekregen in de media. Zowel aandacht van nieuwsmedia als op sociale media telt mee. De nummer 1 van afgelopen jaar was een opvallende: een technische studie naar het groeien en afkalven van ijsplaten rond Antarctica over een periode van tien jaar. Zo’n periode van tien jaar is natuurlijk veel te kort om conclusies te trekken voor de lange termijn, zeker als het over de enorme en dus traag reagerende ijsmassa’s bij Antarctica gaat. En dat was precies waarom het onderzoek zoveel aandacht kreeg: massa’s twitterende pseudosceptici doken er bovenop om er hun eigen conclusies aan te verbinden. Die natuurlijk niks te maken hadden met wat de onderzoekers zelf concludeerden. De volledige lijst is hier te vinden: Analysis: The climate papers most featured in the media in 2023.
In deze Open Discussie kunnen zaken worden besproken die geen betrekking hebben op specifieke blogstukken, zolang ze maar iets te maken hebben met klimaatverandering.
Kritiek op klimaatmodellen is een terugkerend thema op klimaatblogs en in andere media. Soms snijdt die kritiek inhoudelijk hout en soms niet. Maar simpelweg ‘de klimaatmodellen’ aanwijzen als probleem is altijd onzorgvuldig. Ten eerste omdat ‘de klimaatmodellen’ niet bestaan. Er is een enorme verscheidenheid aan modellen die op een of andere manier in het klimaatonderzoek worden gebruikt. Die modellen kun je niet zomaar allemaal op een hoop gooien. En ten tweede zijn de modellen zelf vaak niet het probleem. Als er iets niet goed gaat, dan heeft dat meestal te maken met hoe die modellen worden gebruikt, of met hoe de resultaten worden gepresenteerd.
Wat is een model eigenlijk? Je zou kunnen zeggen dat de hele wetenschap uit modellen bestaat: stukjes werkelijkheid die uit de complexiteit van het universum worden gehaald, om ze als geïsoleerde fenomenen te beschrijven. De wetten van Newton vormen een model, net als de relativiteitstheorie. Maar tegenwoordig staat het woord ‘model’ meestal voor een computermodel. Ofwel, een computerprogramma dat een stukje van de werkelijkheid simuleert. De opkomst van die modellen begint halverwege de twintigste eeuw, toen ze werden gebruikt in het roemruchte Manhattan project. De eerste weer- en klimaatmodellen kwamen snel daarna. Tegenwoordig worden computermodellen vrijwel overal in de wetenschap gebruikt.
Modellen hebben nuttige toepassingen, maar ook beperkingen. Het kan misgaan als gebruikers van een model de beperkingen ervan niet kennen, omdat ze niet goed weten wat er ‘onder de motorkap’ gebeurt. Terwijl er bij het interpreteren van modelresultaten altijd rekening moet worden gehouden met die beperkingen. Kennis die ook al belangrijk kan zijn bij het bedenken van een modelexperiment. Want de uitkomst van een modelberekening hangt natuurlijk altijd af van de opdrachten die het model aan het begin van een simulatie krijgt. Modellen zijn dus geen machines die de toekomst kunnen voorspellen, hoe geavanceerd en veelomvattend ze ook zijn. Ze zijn gemaakt om ‘wat-als’ voorspellingen te doen binnen zekere grenzen.
Verloop van de gemiddelde wereldtemperatuur sinds 1880 volgens NASA-GISS
Bij een opwarmend klimaat horen warmterecords. Dat spreekt voor zich. Maar omdat het klimaat ook zijn natuurlijke variaties kent, is niet elk jaar net weer iets warmer dan het vorige. Soms vallen de records bij bosjes, en soms blijven ze een tijdje uit. Zouden we daar teveel op afgaan, dan zouden we soms in paniek raken over zo’n recordperiode, om later weer te denken dat het best meevalt met de verandering van het klimaat. Aan de andere kant roepen uitschieters in de temperatuur altijd wel de vraag op of er misschien iets aan de hand was dat niet was voorzien. Zowel bij klimaatwetenschappers als bij geïnteresseerde volgers. De goede balans vinden tussen enerzijds alertheid op verrassingen en anderzijds zinloze speculaties, blijkt nog niet zo makkelijk te zijn.
Vermoedens en speculaties
Afgelopen maand werd het zoveelste klimaatrecord van dit jaar gebroken: de warmste oktober sinds het begin van de metingen. En die recordreeks zou nog wel enkele maanden door kunnen gaan, vanwege de El Niño die zich heeft ontwikkeld in de Stille Oceaan. De temperatuurpiek van een El Niño ligt meestal ergens in de periode december tot maart. Maar het is nog niet zo’n overtuigende Niño. De oceaan vertoont weliswaar duidelijk het bijbehorende patroon, maar de respons van de atmosfeer is tot nu toe vrij zwak. De index waarin atmosferische variabelen zijn opgenomen is zelfs weer onder de drempel voor een El Niño gezakt. De komende maanden zullen leren hoe het verder gaat. De ene Niño is nou eenmaal de andere niet: ze hebben allemaal hun eigen verloop. Er zijn in het verleden Niño’s geweest die behoorlijk afweken van het gemiddelde patroon.
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 