Categorie archief: kantelpunten

Minder ijs in wolken kan bijdragen aan hoge klimaatgevoeligheid

Geplaatst op 26 november 2020door | 1 reactie

Begin dit jaar schreven we over de hogere klimaatgevoeligheid die zou volgen uit simulaties met de nieuwste versies van veel klimaatmodellen. Veel klimaatwetenschappers hadden hun twijfels over die resultaten. Eerst maar eens uitzoeken welke nieuwtjes in de modellen dat verschil met de vorige versies veroorzaken, zo vonden ze. Dat onderzoek is in volle gang.

Hoofdverdachte is, zo schreven we in februari, de manier waarop bewolking in die modellen wordt meegenomen. Veranderingen in bewolking kunnen de opwarming van het klimaat versterken of verzwakken. Dergelijke veranderingen zijn dus een terugkoppeling in het klimaatsysteem. Of eigenlijk zijn er verschillende terugkoppelingen van bewolking.

Een versterkende terugkoppeling is de toenemende hoogte van hoge bewolking bij een stijging van de temperatuur. Hoge bewolking is dun en houdt maar weinig zonlicht tegen. Het water in de wolk kan wel uitgaande warmtestraling absorberen. Hoge wolken houden de luchtlaag eronder warm; ze versterken het broeikaseffect. Stijgen die hoge wolken, dan wordt die luchtlaag eronder dus dikker. De temperatuur van de wolken zelf verandert niet. De verticale temperatuurgradiënt in de luchtlaag eronder blijft ook nagenoeg constant, waardoor de temperatuur aan het oppervlak stijgt. Dit levert dus extra opwarming op. De afbeelding hieronder illustreert het principe.

Illustratie van het effect van een toenemende hoogte van hoge bewolking

Een tweede versterkende terugkoppeling is de afname van de hoeveelheid lage bewolking. Lage bewolking is vaak dikker en daardoor een betere reflector voor zonlicht. Lage bewolking koelt het aardoppervlak af. (Kanttekening: dit is het netto-effect. Bewolkte dagen zijn koeler, bewolkte nachten juist warmer door het broeikaseffect van het water in de wolk, maar het effect op de dagtemperatuur is het grootst.) Neemt de lage bewolking af bij een hogere temperatuur, dan valt er meer zonlicht op het aardoppervlak, wat de opwarming versterkt.

Lees verder →

1 reactie

Geplaatst in kantelpunten, Klimaatgevoeligheid, Klimaatmodellen, Klimaatwetenschap, Wolken

Getagged

Hectiek over het hothouse

Geplaatst op 14 augustus 2018door | 11 reacties

Er was vorige week veel aandacht in de pers en op social media voor een artikel dat verscheen in Proceedings of the National Academy of Science (PNAS). Het artikel, met als hoofdauteur Will Steffen, heeft in totaal 16 auteurs, die verbonden zijn aan 13 wetenschappelijke instellingen in 8 landen en heeft als titel: Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. De interpretaties liepen zo ongeveer uiteen van “een belangrijke waarschuwing” tot “zinloze bangmakerij van wetenschappers die een wereldregering willen vestigen”. Waarmee alles wat ik dit voorjaar schreef over risicoperceptie maar weer eens werd bevestigd. Want het artikel identificeert een risico, en het doet voorstellen voor hoe dat risico te beperken zou zijn.

Als het de bedoeling van de auteurs was om een knuppel in het hoenderhok te gooien, dan is dat met alle aandacht en controverse zeker gelukt. En misschien was dat wel de bedoeling. Het artikel is geschreven als “perspective”. Dat betekent dat het geen resultaten van nieuw onderzoek presenteert, maar dat het bestaande wetenschappelijke kennis in een – jawel – perspectief plaatst. In dit geval is dat nadrukkelijk een maatschappelijk risico-perspectief. En dus was het ongetwijfeld de bedoeling dat de maatschappij er ook kennis van zou nemen.

Het artikel draait grotendeels om de stabiliteit van het klimaat en om de vraag of elke toestand van het klimaat wel even stabiel is. Klimaatprojecties gaan hier vaak impliciet van uit: als we de menselijke broeikasgasemissies zodanig terugbrengen dat de concentratie stabiliseert, zal het klimaat naar een evenwichtstoestand gaan die bij die stabiele concentratie hoort. Dat klinkt logisch, maar volgens de auteurs van het PNAS-artikel is het toch minder vanzelfsprekend dan het lijkt. Kijkend naar het verleden zit daar wel wat in. Het klimaat in de afgelopen twee en een half miljoen jaar (het Kwartair) kenmerkte zich door een afwisseling van ijstijden en interglacialen. Kwam de aarde uit een ijstijd dan ging het klimaat relatief snel, naar geologische maatstaven, naar een interglaciaal en omgekeerd. Het lijkt er op dat de koude toestand van een ijstijd en de warme toestand van een interglaciaal stabieler waren dan de toestand daar tussenin. Als een externe forcering het klimaat uit zo’n stabiele toestand haalt gebeurt er mogelijk iets in het aardsysteem waardoor het vanzelf, al kan dat de nodige millennia in beslag nemen, weer in een van beide stabiele toestanden terechtkomt. Lees verder →

11 reacties

Geplaatst in kantelpunten, Risico's

Getagged , , ,

AHP

Geplaatst op 4 december 2016door | 2 reacties

In de klimaatwetenschap stikt het van de afkortingen en acroniemen. LIA – Little Ice Age, LGM – Last Glacial Maximum, OHC – Ocean Heat Content of ENSO – El Niño-Southern Oscillation, zijn enkele voorbeelden van wat je zoal tegen kunt komen. Het IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change heeft er zelfs een aparte appendix voor in het leven geroepen: IV Acronyms. Ik kwam onlangs een afkorting tegen waar ik nog nooit van had gehoord en die niet in het IPCC-lijstje voorkwam:
AHP

Tijd dus voor een AHP-speurtocht. AHP staat voor African Humid Period en betreft een periode die loopt van circa 14,800 tot 5,500 jaar BP (circa 11,000 tot 5,000 BP wordt ook wel eens genoemd). Waarmee alweer de zevende afkorting in dit blogstuk is geïntroduceerd: BP staat voor Before Present in de wereld van de paleoklimatologie en om de verwarring een beetje te vergroten staat “Present” niet voor het heden maar voor het jaar 1950. De African Humid Period is een tijdperk in de geschiedenis van het klimaat op aarde waarin er in het noorden van Afrika meer regen viel dan nu het geval is en de Sahara veel groener was. Er leefden toen meer mensen in het gebied dat wij nu als een dorre woestijn bezaaid met zandduinen kennen (zie figuur 1). Er zijn zelfs aanwijzingen dat mensen daar circa 7000 jaar geleden melkvee (koeien, schapen en geiten) hielden. Onderzoek aan sedimenten levert aanwijzingen over de historie van het waterniveau in meren of de hoeveelheid neerslag (zie figuur 2), beide laten zien dat Noord-Afrika tijdens het AHP natter was dan nu het geval is.

Figuur 1. Een indicatie van de bevolkingsdichtheid in Noord-Afrika tot 10,000 jaar BP.
Bron: De Menocal 2015 figure 1b.

Lees verder →

2 reacties

Geplaatst in Afrika, kantelpunten, Klimaatwetenschap

Getagged , , ,

Onzekerheid over Afrika: ’t kan natten of ’t kan drogen in het enorme continent

Geplaatst op 7 oktober 2013door | 22 reacties

Origineel verschenen op Noorderlicht/Wetenschap24. Achtergrondartikel bij de vijfde aflevering van “Klimaatjagers“, zondagavond 6 oktober 20:20 op Nederland 2, VPRO.

Door: Jan Paul van Soest

Terwijl wetenschappers de afgelopen maanden de laatste hand legden aan het vijfde IPCC-rapport, kampen delen van Afrika, zoals het toch al kurkdroge Namibië, met de ergste droogte sinds 30 jaar. Maar of de huidige droogte mede veroorzaakt wordt door klimaatverandering die, zoveel is wel duidelijk, nagenoeg zeker door de uitstoot van broeikasgassen wordt veroorzaakt is niet met voldoende zekerheid te zeggen. Het klimaat, zeker ook in Afrika, verandert ook van nature, zonder invloed van de mens. Het is niet altijd gemakkelijk het ‘signaal’ (de menselijke invloed) van de ‘ruis’ (de natuurlijke variaties) te onderscheiden.

© NASA

© NASA

Een markant voorbeeld van een wel heel drastische natuurlijke klimaatverandering is in Afrika te vinden. De enorme woestijn de Sahara was zo’n 9.000 tot 6.000 jaar geleden weelderig en waterrijk, met een grote rijkdom aan wild als olifanten, giraffes en nijlpaarden. Een relatief kleine verandering in de energiebalans van de aarde, in dit geval vermoedelijk een verandering in de instraling van de zon, kan een complex ecosysteem van de ene stabiele toestand (droog en kaal) naar de andere (met overvloedige flora en fauna) laten omslaan. En terug, zoals later weer gebeurde. De geschiedenis van de Sahara laat zien dat complexe ecosystemen ook bij een geleidelijke verandering in externe factoren tamelijk snel van gedaante kunnen verwisselen, oftewel kunnen ‘kantelen’.

Lees verder →

22 reacties

Geplaatst in Afrika, kantelpunten, Klimaatjagers

Russisch roulette met het regenwoud

Geplaatst op 22 september 2013door | 2 reacties

Origineel verschenen op Noorderlicht/Wetenschap24. Achtergrondartikel bij de derde aflevering van “Klimaatjagers“, zondagavond 22 sept 20:20 op Nederland 2, VPRO.

Door: Heleen van Soest en Jan Paul van Soest

Klimaatjagers in de Amazone – het klinkt een beetje als de titel van een spannend boek. Misschien is het dat ook wel, maar het is in elk geval een spannende aflevering van de documentaireserie Klimaatjagers, waarin avonturier Bernice Notenboom op zoek gaat naar zogeheten kantelpunten (tipping points) in het klimaatsysteem. Het Amazonebekken zou een van die kantelpunten kunnen zijn.

Zou kunnen – we schrijven het maar enigszins prudent, omdat de veerkracht van het Amazonesysteem nog maar beperkt wetenschappelijk begrepen wordt. Een toenemend aantal factoren die bepalend zijn voor de toekomst van het Amazonebekken wordt nu in kaart gebracht, via tal van onderzoeken. In deze aflevering van Klimaatjagers laat prof. Yadvinder Malhi de droogte-experimenten zien die de hoogleraren Patrick Meir en Antônio Carlos Lola da Costa hebben opgezet. Klimaatmodellenbouwers als professor Peter Cox van de Universiteit van Exeter proberen de complexiteit in wiskundige vergelijkingen te vangen, om zo te becijferen hoe het Amazonesysteem zich onder druk van klimaatverandering kan ontwikkelen. En omgekeerd om te bestuderen hoe veranderingen van het Amazone-regenwoud op hun beurt weer tot verdere klimaatverandering kunnen leiden. Snel verlies aan grote delen van het regenwoud zou er immers toe kunnen leiden dat de koolstof die in het bos is opgeslagen zou kunnen vrijkomen, waardoor de mondiale opwarming verder wordt versterkt. Lokaal verlies aan regenwoud door ontbossing en droogtes kan ook de regionale waterhuishouding beïnvloeden en zo over een groter gebied effecten hebben dan alleen op de plek waar de ontbossing plaatsvindt.

Lees verder →

2 reacties

Geplaatst in Amazone, kantelpunten, Klimaatjagers

Getagged , , , , , , ,

Oceanië – een zee van verandering

Geplaatst op 15 september 2013door | 21 reacties

In licht gewijzigde vorm verschenen op Noorderlicht/Wetenschap24. Achtergrondartikel bij de tweede aflevering van “Klimaatjagers“, zondag 15 september 20:20 op Nederland 2, VPRO.

Het water dempt de opwarming, maar niet zonder problemen

Aflevering twee van Klimaatjagers gaat vooral over de zee. Hoe reageert die op de menselijke CO2-uitstoot? Jos Hagelaars en Bob Brand beschrijven hoe de zee pijnlijke klappen voor ons opvangt, maar ook terug kan slaan.

Wij mensen zijn in hoog tempo fossiele brandstoffen aan het verbranden, waardoor het gehalte aan kooldioxide (koolzuurgas of CO2) in de atmosfeer sterk is toegenomen. Niet al het CO2 dat wij jaarlijks uitstoten blijft echter in de atmosfeer. Een gedeelte ervan wordt opgenomen door het land via een toename van de groei van planten en bomen, en tegenwoordig nemen de oceanen circa 25-30 procent van het uitgestoten CO2 op.

Hiermee helpt de natuur om een nog sterkere opwarming te voorkomen, maar dat heeft aan de andere kant wel consequenties voor het leven in de oceanen. Het grootste oppervlak aan water op onze planeet is de Grote Oceaan, daarin ligt ook het ‘continent’ Oceanië. In dit gebied uit de klimaatverandering zich via onder meer de negatieve invloed op de kleurrijke koraalriffen en de bedreiging van laaggelegen eilanden, zoals Tuvalu, door de zeespiegelstijging. Het is geen wonder dat juist in dit gebied diverse ‘klimaatjagers’ actief zijn, wetenschappers die hun verhaal vertellen in de aflevering Oceanië en die op zoek zijn naar het hoe en waarom van die bruisende cocktail van CO2, hogere temperaturen, het zeeleven, de zeespiegel en al dat oceaanwater.  Lees verder →

21 reacties

Geplaatst in kantelpunten, Klimaatjagers, oceaanverzuring, Zeespiegelstijging

Permafrost: niet zo permanent

Geplaatst op 8 september 2013door | 48 reacties

Origineel verschenen op Noorderlicht/Wetenschap24. Achtergrondartikel bij de eerste aflevering van “Klimaatjagers“, zondagavond 8 sept 20:20 op Nederland 2, VPRO.

De ingrijpende gevolgen van ontdooiende grond

Door: Jan Wuite

In de eerste aflevering van Klimaatjagers bezoekt Bernice Notenboom Alaska. Een logische keuze voor het begin van de serie: de klimaatverandering in het Noordpoolgebied is de spreekwoordelijke kanarie in de kolenmijn. Juist het Noordpoolgebied wordt sterk geraakt door de wereldwijde opwarming. Dit uit zich onder meer in een sterke afname van het zomer zee-ijs in de Noordelijke IJszee en de afname van het landijs op Groenland (waarover meer in een latere uitzending).

In de laatste decennia vinden er ook drastische veranderingen plaats in de omvang en dikte van de permafrostlaag op het Noordelijk Halfrond. Wetenschappers onderzoeken deze veranderingen en houden zich bezig met de potentiële gevolgen. Met name de grote hoeveelheden broeikasgassen die bij het ontdooien van permafrost vrij kunnen komen, leiden tot bezorgdheid. Wat is permafrost, en kunnen eventuele veranderingen in de permafrostbedekking klimaatverandering versnellen?

Lees verder →

48 reacties

Geplaatst in Arctische gebieden, Jan Wuite, kantelpunten, Klimaatjagers

Getagged , , , , , , , ,

Klimaatjagers: op zoek naar kantelpunten (‘tipping points’) in het klimaatsysteem

Geplaatst op 6 september 2013door | 20 reacties

Vanaf komende zondag brengt de VPRO de serie ‘klimaatjagers’ uit (Nederland 2, 20:20). Hierin “reist klimaatjournaliste Bernice Notenboom met wetenschappers de wereld rond langs plekken waar klimaatveranderingen hele ecosystemen ingrijpend beïnvloeden.”

Centraal in de serie staan zogenaamde kantelpunten (‘tipping points’) in het klimaatsysteem. Bij een kantelpunt zorgt een relatief kleine verandering voor een relatief groot gevolg, en kan het klimaat in een andere evenwichtssituatie terecht komen, met alle problemen van dien. (Vergelijk het met het begrip ‘metastabiel’ uit de natuurkunde, met het klassieke voorbeeld van een bal die op een heuvel ligt en slechts een klein zetje nodig heeft om in het dal –de nieuwe evenwichtssituatie– te komen.)

Deze kantelpunten kunnen een versnelde klimaatverandering in gang zetten die we niet meer in de hand hebben en in principe onomkeerbaar is. Een voorbeeld van een kantelpunt is het afsmelten van de Noordpool. IJs reflecteert een veel groter deel van het inkomend zonlicht (het heeft een hogere albedo) dan land of water. Als ijs smelt en het daaronder liggende land of water aan het zonlicht komt bloot te staan, wordt dus meer zonlicht geabsorbeerd dan daarvoor het geval was. Dit zorgt voor extra opwarming, wat leidt tot het smelten van nog meer ijs, en de cirkel is rond.

Tim Lenton, die in de televisieserie ook een belangrijke rol speelt, identificeerde in een artikel in 2008 de meest relevante kantelpunten. Er is een groot verschil in de tijdsschaal waarop deze kantelpunten zich zouden kunnen manifesteren: Het ene kantelpunt kan binnen tien jaar ‘kantelen’, bij het andere kantelpunt kan dit tientallen tot honderden jaren duren. Volgens de gangbare inzichten duren de mondiaal meest ingrijpende kantelpunten (zoals het versneld afsmelten van de grote ijskappen op Antarctica en Groenland, of het vrijkomen van grote hoeveelheden methaan) het langst om daadwerkelijk te ‘kantelen’. Over de kans op het vrijkomen van grote hoeveelheden methaan is recent veel gesteggeld n.a.v. een publicatie van Whiteman et al.

Lees verder →

20 reacties

Geplaatst in kantelpunten, Klimaatjagers, Klimaatwetenschap

Getagged , , , , , , , ,