Auteursarchief: Hans Custers

Klimaatmodellen zijn er in alle soorten en maten

Schematisch overzicht van een aardsysteemmodel. Bron: Mengis et al. (2020).

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.

Lees verder

De echte versnelling van de opwarming

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.

Lees verder

Polaire amplificatie op Antarctica

Temperatuurtrends sinds 1950 volgens NASA-GISS

Het noordpoolgebied warmt veel sneller op dan de rest van de aarde. Dat is geen nieuws. Vorig jaar constateerde een onderzoek dat het daar sinds 1979 vier keer zo hard is gegaan dan gemiddeld. Dat temperatuurveranderingen in poolgebieden een stuk groter zijn dan elders wordt polaire amplificatie genoemd. Er zijn grote verschillen tussen het noord- en zuidpoolgebied, waardoor er ook verschillen kunnen zijn in omvang of snelheid van de polaire amplificatie tussen de beide polen. Op Antarctica is het fenomeen tot nu toe minder duidelijk zichtbaar. Volgens een onlangs gepubliceerde analyse is er ook daar sprake van snellere opwarming. Minder snel dan in het noordpoolgebied, maar mogelijk wel sneller dan klimaatmodellen verwachten.

Polaire versterking

In zijn beroemde artikel uit 1896 voorspelde Arrhenius al dat de temperatuur in de poolgebieden meer zou veranderen dan elders, als de wereld zou opwarmen of afkoelen. Hij baseerde zich op een fenomeen dat enkele decennia eerder was beschreven door de Schotse wetenschapper James Croll: de ijs-albedo-feedback. Sneeuw en ijs weerkaatsen veel meer zonlicht dan land en water. Als het sneeuw- en ijsoppervlak afneemt omdat het warmer wordt, komt er meer van het donkere land en water bloot te liggen, dat meer zonlicht absorbeert. Dat versterkt de opwarming. En als het afkoelt gebeurt het omgekeerde.

Lees verder

Zijn de dagen van de ijskap op West-Antarctica geteld?

Een ijsberg in het zee-ijs in de Amundsenzee. Foto: NASA / Maria-Jose Vinas

Een artikel van onderzoekers van de British Antarctic Survey trok afgelopen week de nodige aandacht. De onderzoekers concluderen dat het niet meer te voorkomen is dat er in de Amundsenzee bij West-Antarctica in de loop van deze eeuw een kantelpunt wordt bereikt, met ingrijpende gevolgen voor de zeespiegelstijging. In dit gebied ligt genoeg ijs om de zeespiegel met 5,3 meter te laten stijgen. In Nederland zou dat nog meer zijn, door zwaartekracht-effecten. Het artikel zegt niet dat ál dit ijs zal verdwijnen. Maar wel dat enkele meters zeespiegelstijging in de komende eeuwen redelijkerwijs niet meer te voorkomen zijn en dat de ijskap van West-Antarctica in zijn huidige vorm niet te behouden is. De snelheid waarmee dit gebeurt hangt mede af van de onvoorspelbare interne variabiliteit van het klimaat in dit gebied. De auteurs van het artikel zeggen het zo:

The opportunity to preserve the WAIS [West Antarctic Ice Sheet – HC] in its present-day state has probably passed, and policymakers should be prepared for several metres of sea-level rise over the coming centuries. Internal climate variability, which we cannot predict or control, may be the deciding factor in the rate of ice loss during this time.

Anders dan je misschien zou verwachten is dit geen glaciologisch, maar een oceanografisch onderzoek. Met wel een belangrijk raakvlak met de glaciologie. De kwetsbaarheid van de ijskap in dit gebied is bekend. Het ijs rust grotendeels op een bodem die beneden de zeespiegel ligt. Aan de randen loopt dit ijs uit op dikke, op het zeewater drijvende ijsplaten. Het smelten van dat drijvende ijs heeft weliswaar geen directe invloed op de zeespiegel, maar er is wel een groot indirect effect. De ijsplaten remmen namelijk de stroming van het ijs in de achterliggende gletsjers af. Geheel of gedeeltelijk smelten van een ijsplaat leidt tot een snellere stroming van zo’n gletsjer. De grondlijn, waar de op de zeebodem liggende gletsjer overgaat in een drijvende ijsplaat, kan zich dan terugtrekken. Door specifieke omstandigheden bij West-Antarctica geeft dat een extra versnelling: de bodem heeft landinwaarts een neerwaartse helling; een terugtrekkende grondlijn komt dus dieper te liggen en hierdoor kan een gletsjer sneller stromen. In het ergste geval wordt de gletsjer instabiel en verdwijnt hij volledig.

Lees verder

Struisvogelgedrag over een scenario

Foto: Bibake Uppal / Unsplash

Het viel te verwachten: in reacties op de KNMI-klimaatscenario’s kwam er weer een hele hoop kritiek op het gebruik van het hoge emissie-scenario SSP5-8.5 (vergelijkbaar met het oudere RCP8.5). De argumenten van critici waren meestal nogal eenzijdig en soms zelfs ronduit misleidend.

Het eenzijdige zit ‘m erin dat de kritiek alleen is gericht op het pessimistische scenario. Het is zeker waar dat dit scenario het afgelopen decennium minder waarschijnlijk is geworden. Aan de andere kant zijn we ook nog wel een eind verwijderd van scenario SSP1-2.6, dat de KNMI-scenario’s aan de optimistische kant begrenst. Wetenschappelijk bewijs voor welke van die twee scenario’s het minst realistisch is bestaat er niet. Sinds het Akkoord van Parijs is er zeker veel in beweging gezet, maar dat betekent ook weer niet dat er alleen maar goed nieuws is. Als we iets niet kunnen voorspellen, dan is het wel de wereldpolitiek. Elke inschatting hierover is dus niks meer dan een subjectieve mening.

Het KNMI schetst dus een vrij ruime bandbreedte aan mogelijke toekomstige ontwikkelingen, en dat is natuurlijk heel redelijk. Het is een indicatie van wat er zou kunnen gebeuren, afhankelijk van welke kant de wereld de komende eeuw op gaat. Het simpele feit dat er meerdere scenario’s zijn uitgewerkt maakt voor de goede verstaander al duidelijk dat er niet één specifieke (pessimistische of optimistische) toekomst wordt voorspeld.

Critici lijken te vinden dat meevallers, zoals plannen om de toekomstige uitstoot te reduceren, onmiddellijk als zekerheid ingeboekt moeten worden in de scenario’s. En dat mogelijke tegenvallers, zoals beleid dat minder succesvol is dan werd verwacht, of dat onder invloed van een sterke lobby wordt teruggedraaid, direct uitgesloten moeten worden. Het komt uiteindelijk toch neer op je kop in het zand steken voor niet zo waarschijnlijke, maar potentieel wel extreme gevolgen. Dergelijk gedrag is weliswaar heel menselijk, zoals alle risicodeskundigen weten, maar niet zo verstandig. Natuurlijk kunnen we ervoor kiezen om het risico te nemen en ons niet voor te bereiden op het ergst denkbare scenario. Dat is een politiek besluit, dat best redelijk lijkt. Maar om dat besluit op een doordachte manier te kunnen nemen, moet wel bekend zijn wat dan precies het risico is dat we ermee nemen. Je moet het beest in de bek kijken om te besluiten of zo gevaarlijk is dat iets moet doen om je ertegen te beschermen.

Lees verder

Open discussie najaar 2023

Het zal onze klimaatgeïnteresseerde lezers niet zijn ontgaan, de afgelopen maanden werden er meerdere verontrustende klimaatrecords genoteerd. Het zee-ijs rond Arctica groeide veel trager dan in de afgelopen decennia, waardoor het jaarlijkse maximum veel lager uitviel dan eerder is gemeten. Het noordelijke deel van de Atlantische Oceaan was extreem warm. En datzelfde gold en geldt voor de gemiddelde wereldtemperatuur. Ook de (voorheen?) favoriete temperatuurreeks van pseudosceptici, samengesteld op basis van satellietmetingen door de Universiteit van Alabama in Huntsville, ontkomt niet aan die vaststelling. De temperatuur van afgelopen van september ligt nog net geen volle graad boven het gemiddelde over de periode 1990-2020.

De vraag is wat deze records zo verontrustend maakt? Gaat het allemaal veel sneller dan de wetenschap had verwacht, zoals op social media door nogal wat mensen wordt beweerd? De meeste door de wol geverfde klimaatwetenschappers denken van niet. Zij vinden het verontrustend omdat er precies gebeurt waar ze al decennia voor waarschuwen. Door de doorgaande opwarming krijgen we meer en meer uitschieters die we nooit eerder hebben gezien.

Klimaatvariabelen schommelen van jaar tot jaar, met zo nu en dan een uitschieter. Maar die uitschieters komen nu bovenop een opwarmende trend. Waardoor uitschieters aan de warme kant steeds extremer worden. Natuurlijke variabiliteit speelt zeker mee bij de huidige uitschieters. El Niño heeft invloed op de gemiddelde wereldtemperatuur en mogelijk ook op het Antarctische zee-ijs. Vermoedelijk is er ook een effect van de uitbarsting van de onderzeese vulkaan Hunga Tonga, die een grote hoeveelheid waterdamp in de stratosfeer bracht. Overigens reageert de door satellieten gemeten temperatuur trager, maar wel sterker op El Niño’s en La Niña’s dan oppervlaktemetingen. De piek ligt daar meestal in januari of februari. Dat is niet echt een geruststellende gedachte. Maar El Niño’s verlopen niet allemaal identiek, dus misschien heeft deze vroeg gepiekt. We zullen het af moeten wachten.

In deze Open Discussie kunnen zaken worden besproken die geen betrekking hebben op specifieke blogstukken, zolang ze maar iets te maken hebben met klimaatverandering.

Een (te) oppervlakkige klimaatanalyse van het CPB

Overstroming van de Geul in Valkenburg, 2021, Foto: Romaine, CC0, via Wikimedia Commons

Het CPB publiceerde afgelopen week een kort rapportje met de titel ‘Klimaatverandering en intergenerationele verdeling van financiële lasten’. Volgens de berekeningen van het rapport, gebaseerd op ruwe en onvolledige schattingen van klimaatschade en kosten voor adaptatie en mitigatie, komen de kosten van klimaatverandering vooral bij komende generaties terecht. Het omslag van het rapport vermeldt: ‘Op basis van eerste inschattingen zullen de extra kosten van klimaatverandering en -beleid voor het grootste deel bij toekomstige generaties terechtkomen’.

De klimaatschade is geschat voor 2050 en 2100. Die schatting werd op social media zo hier en daar aangegrepen voor een pleidooi tegen mitigatie, ofwel maatregelen om verdere opwarming van het klimaat te beperken. Het schadebedrag zou de transitie van de economie niet rechtvaardigen. Waarmee weer eens werd bewezen hoe opportunistisch de anti-mitigatiebeweging te werk gaat. Het rapport bevat namelijk maar bar weinig ondersteuning voor hun standpunt.

Dat is vooral zo omdat de schatting van de schade helemaal niet uitgaat van een situatie zonder mitigatie. Er is gerekend met een scenario met 2°C mondiale opwarming ten opzichte van de pre-industriële temperatuur in 2050 en 3°C in 2100. Dat is zo’n beetje het midden tussen het hoogste en het laagste scenario uit het laatste IPCC-rapport, iets boven de projectie volgens het middelste scenario SSP2-4.5. Het is ook ongeveer de koers die de wereld op dit moment vaart, rekening houdend met wat er door alle landen aan (beleids)maatregelen is getroffen. In dit scenario gebeurt er dus wel het een en ander om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, als is het lang niet genoeg om de doelstellingen van het Akkoord van Parijs te halen.

Lees verder

Adaptatie: noodzakelijk, maar ingewikkeld

Foto: Isaac Quick / Unsplash

Het Akkoord van Parijs is vooral bekend vanwege de afspraak om de mondiale opwarming te beperken tot ruim onder de twee graden. Mitigatie dus, in klimaatterminologie. Maar er zijn ook afspraken gemaakt over adaptatie: maatregelen om de schade, risico’s en kwetsbaarheid die het gevolg zijn van klimaatverandering te beperken. Dergelijke maatregelen zijn hoe dan ook nodig: het klimaaat verandert al en dat heeft gevolgen waar we op in zullen moeten spelen. Dat ‘Parijs’ ook de nodige afspraken bevat over adaptatie is minder bekend. Artikel 7 uit het akkoord gaat helemaal over dat onderwerp en het begint zo:

Parties hereby establish the global goal on adaptation of enhancing adaptive capacity, strengthening resilience and reducing vulnerability to climate change, with a view to contributing to sustainable development and ensuring an adequate adaptation response in the context of the temperature goal referred to in Article 2.

Lees verder

Slecht nieuws voor schaatsliefhebbers: de koudste types winterweer warmen het snelste op

Foto: Robert van Stuyvenberg

De zomer loopt alweer op zijn eind. Het weer is er nog niet naar om nu al handschoenen, sjaals en mutsen uit de kast te halen, maar met een maand of twee, drie zou dat anders kunnen zijn. Mocht het dan een paar dagen gaan vriezen, dan zal ongetwijfeld de vraag weer opduiken of er ooit nog een Elfstedentocht zal komen. Uitgesloten is dat niet, maar er is niet al te veel reden voor optimisme. Dat blijkt uit een artikel over de snelheid waarmee verschillende typen winterweer in Europa warmer worden, dat enkele maanden geleden verscheen.

Het resultaat is vrij eenduidig: de koudere weertypes zijn de afgelopen veertig jaar meer opgewarmd dan de minder koude. Dat is ook best logisch. Het wordt echt koud als er lucht vanuit het poolgebied naar Europa stroomt. En het noordpoolgebied warmt heel sterk op. Een stroming vanaf de Atlantische Oceaan zorgt voor mild winterweer, en die oceaan is juist minder opgewarmd dan het mondiaal gemiddelde. Hieronder is het temperatuurverschil afgebeeld tussen de gemiddelde temperatuur tijdens onze meteorologische winter (de maanden december, januari en februari) van de afgelopen twintig jaar en van de periode 1970 – 1990.

Lees verder

De oceaan wordt groener

Foto: Koketso Phiri / Unsplash

Dat de aarde vergroent door de toenemende CO2-concentratie is een halve waarheid die het goed doet in de pseudosceptische retoriek. Het gaat dan meestal over het feit dat CO2 plantengroei op land kan bevorderen. In de Westlandse kassen is dat zeker het geval, maar in de natuur is die zogenoemde CO2-fertilisatie slechts een onderdeel van een complex aan factoren dat invloed heeft op de gezondheid van ecosystemen.

Ecosystemen in de oceaan zijn niet minder complex. De satellieten die gebruikt worden voor onderzoek naar veranderingen in vegetatie op land kunnen in principe ook informatie opleveren over wat er in de oceaan gebeurt. Al blijkt dat in de praktijk nog niet zo eenvoudig. Een artikel in Nature presenteerde vorige maand de resultaten van een nieuwe methode om dergelijke satellietdata te interpreteren. De conclusie is dat het oceaanoppervlak de afgelopen twintig jaar groener is geworden, in de letterlijke betekenis van dat woord. Over oorzaken en gevolgen van die kleurverandering is nog niet zoveel te zeggen. Wel is het volgens de onderzoekers aannemelijk dat de veranderende lichthuishouding implicaties heeft voor het zeeleven.

De onderzoekers hebben gebruik gemaakt van een meevaller: een instrument aan boord van een satelliet doet al twintig jaar trouwe dienst, terwijl erop was gerekend dat het zo’n zes jaar mee zou gaan. Dat instrument, de Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, of MODIS, heeft al die tijd de kleur van het aardoppervlak gemeten. De meetresultaten bevatten geen discontinuïteiten die op kunnen treden als er verschillende typen meetinstrumenten worden gebruikt, of verschillende satellieten die nooit in exact dezelfde baan om de aarde draaien. Toch konden eerdere onderzoeken in die gegevens maar weinig aanwijzingen vinden voor veranderingen in de ‘groenheid’ van het oceaanoppervlak. Het nieuwe onderzoek vindt die aanwijzingen wel door naar een breder spectrum te kijken. Letterlijk, alweer.

Lees verder