Categorie archief: Oceanen

Hoe klimaatverandering de hittegolf in de Atlantische Oceaan van 2023 versterkte

Dat de afgelopen jaren op wereldschaal extreem warm waren, zal geen nieuws zijn voor de bezoekers van ons blog. Dat El Niño daar veel te maken had, evenmin. Maar El Niño was niet de enige oorzaak. Een opvallende mariene hittegolf die zich in het voorjaar van 2023 ontwikkelde in de Noordelijke Atlantische Oceaan speelde ook mee, evenals een sterke afname van het zee-ijs rond Antarctica. En natuurlijk de doorgaande uitstoot van broeikasgassen en afname van de uitstoot van aerosolen. Een artikel dat onlangs verscheen in Nature Communications gaat dieper in op de warmte in de Atlantische Oceaan. Het onderzoek concludeert dat de hittegolf het gevolg is van een patroon van interne variabiliteit in de oceaan, maar dat de opwarming van de aarde de hoge temperatuur versterkt. Zonder de menselijke invloed op het klimaat waren de temperaturen van het zeeoppervlak die zich voordeden in de zomer van 2023 zo goed als onmogelijk geweest.

Maandgemiddelde temperatuurafwijking (t.o.v. 1991-2020) in de noordelijke Atlantische Oceaan voor de periode januari 1982 – oktober 2024. Bron: Climate Reanalyzer.

Het ligt voor de hand dat hittegolven warmer worden als de aarde in zijn geheel opwarmt. Maar niet alleen de stijging van de gemiddelde mondiale of regionale temperatuur heeft invloed. Terugkoppelingen aan het aardoppervlak of in de atmosfeer kunnen hittegolven nog intenser maken. Dat geldt voor hittegolven boven land, en ook voor die in de oceaan.

In de oceaan speelt stratificatie een belangrijke rol: het feit dat warm water aan het oceaanoppervlak lichter is dan het koudere, diepere water. De warme laag aan het oppervlak blijft daardoor boven drijven en er sijpelt maar weinig warmte door naar de diepte. Hoe groter het temperatuurverschil tussen het zeeoppervlak en de laag daaronder, hoe sterker dat effect. Heb je eenmaal een warme bovenlaag, dan houdt die zichzelf in stand. Zo kan een mariene hittegolf ontstaan. Opwarming van het klimaat leidt tot meer stratificatie, omdat het oceaanoppervlak sneller opwarmt dan diepere lagen. Volgens het onderzoek in Nature Communications heeft dit de mariene hittegolf van 2023 ongeveer 20% intenser gemaakt. Klimaatverandering maakte het extreem dus extremer, maar de warmte ontstond vanuit interne variabiliteit.

Lees verder

De Westenwinddrift, de sterkste oceaancirculatie op aarde

Het gaat hier nogal eens over de circulatie in de Atlantische Oceaan, de AMOC. Begrijpelijk, want die is belangrijk voor het klimaat in de, vaak dichtbevolkte, gebieden rond die oceaan. En, ook dat, voor het klimaat van enkele van de rijkste delen van de wereld, waaronder ons eigen continent. Dat maakt een mogelijke verandering in de AMOC veel mediagenieker dan eventuele effecten van klimaatverandering elders. Maar ook op andere plekken op aarde zijn er wel degelijk zulke effecten. En sommige veranderingen aan de andere kant van de wereld kunnen ook weer doorwerken bij ons. Dat geldt zeker voor oceaanstromingen. In de wereldoceaan, die 70% van het aardoppervlak beslaat, staat immers alles met elkaar in verbinding. De oceaan vormt een groot, samenhangend geheel, niet wezenlijk anders dan bijvoorbeeld de atmosfeer. Oceanografen spreken dan ook liever van ‘de oceaan’ dan van ‘de oceanen’.

Lees verder

Spraakverwarring over de AMOC

Schematische weergave van de AMOC. Rode pijlen geven warme stromingen aan het oceaanoppervlak aan, blauwe pijlen koudere, diepere stromingen en de gele stippen locaties waar water van het oppervlak naar de diepte zakt. De subpolaire gyre (SPG) en subtropische gyre (STG) zijn circulaire stromingen aan het oppervlak. Bron: RACE Synthesis.

Nature publiceerde afgelopen week een nieuw artikel over de AMOC. Zoals de meeste van onze lezers inmiddels wel zullen weten, is dat een grootschalig circulatiepatroon in de Atlantische Oceaan. Het leidde tot wat onrust onder klimaatwetenschappers, zoals onder meer blijkt uit een stuk van Stefan Rahmstorf op RealClimate. Stefan Rahmstorf is niet de eerste de beste, als het over de AMOC gaat. Hij houdt zich er al 30 jaar mee bezig. Hij was ook een van de wetenschappers die zo’n 10 jaar geleden al aan de bel trokken. Zijn onderzoek bevestigde de zorgen uit een eerdere publicatie van onderzoekers van het KNMI, dat het ‘opwarmingsgat’ in de oceaan te zuiden van Groenland er op zou kunnen wijzen dat de vertraging van de circulatie al aan de gang was.

Het probleem zit ‘m niet in de inhoud van het nieuwe onderzoek, maar in de woordkeus. Het gaat over de vraag wanneer je wel of niet zou kunnen spreken van een instorting van de AMOC. Een kwestie die je op zou kunnen splitsen in twee vragen. Wat is een instorting? En wat is de AMOC?

Lees verder

Hoe snel het opwarmt heeft mogelijk invloed op het vertragen van de Golfstroom

Zorgen over het vertragen of mogelijk helemaal stilvallen van de AMOC, de thermohaliene circulatie (dat wil zeggen: stromingen aangedreven door verschillen in temperatuur en zoutgehalte) in de Atlantische Oceaan, zijn de afgelopen jaren in de wetenschap aanzienlijk toegenomen. Afgelopen zomer kreeg het onderwerp de nodige media-aandacht, na een onderzoek van de Universiteit Utrecht. Het gastblog van Rolf Schuttenhelm dat we plaatsten werd bijzonder veel gelezen. De AMOC blijft onderwerp van veel wetenschappelijk onderzoek én van discussie. In een artikel in Nature Communications werden vorige week vraagtekens geplaatst bij conclusies over de vertraging. Deze studie gebruikt andere gegevens dan eerdere studies om veranderingen in de AMOC te bepalen, namelijk de warmte-uitwisseling tussen oceaan en atmosfeer. Via deze methode wordt geen aanwijzing gevonden voor een vertraging in de afgelopen decennia. Menselijke invloed is daarmee niet uitgesloten, maar volgens dit onderzoek ook (nog?) niet aantoonbaar. Een ander, eind vorig jaar gepubliceerd onderzoek suggereert dat de vertraging niet alleen wordt beïnvloed door hoeveel het klimaat opwarmt, maar dat de snelheid van opwarming ook een factor van betekenis kan zijn.

Gaat het over de gevolgen van klimaatverandering, dan worden die vrijwel altijd gerelateerd aan hoeveel het opwarmt. Er is minder aandacht voor het feit dat de snelheid van opwarming ook van belang kan zijn. Terwijl dat toch best logisch is. Hoe sneller veranderingen gaan, hoe problematischer het kan zijn om daarmee om te gaan. Als veranderingen te snel gaan om bij te houden, kan dat grote gevolgen hebben voor mens en natuur. Die gevolgen kunnen veel minder ingrijpend zijn naarmate er meer tijd is voor mensen, maatschappijen of ecosystemen om zich aan te passen.

Lees verder

Wereld nadert blessuretijd om reusachtige klimaatramp in Atlantische Oceaan te voorkomen

Gastblog door Rolf Schuttenhelm

Een alarmbel in de Volkskrant: instorting van de warme Golfstroom zou al over enkele decennia kunnen plaatsvinden, met verstrekkende gevolgen, zoals een radicale afkoeling van Europa, inclusief een de facto einde aan de akkerbouw. Klopt die tijdlijn? Kloppen de gevolgen? En valt er nog iets aan te doen? Het zijn prangende vragen, gezien de enorme gevolgen voor onze eigen samenleving en de volledige mensheid – áls dit verhaal klopt.

Hier vast het korte antwoord: de studies rammelen nog wat, maar de metingen zijn zorgwekkend. De gevolgen liggen waarschijnlijk anders, maar zijn daarmee – ook voor Nederland – helaas niks minder ernstig. En ja, er is handelingsperspectief – maar de tijd dringt.

Even de basis: dankzij de warme Golfstroom heeft Europa sinds mensenheugenis een mild klimaat, met volop akkerbouw en grote aantallen mensen. Door diezelfde oceaanstroming zijn ook elders op de planeet de kaarten geschud zoals we ze kennen: de ligging van de Sahara, tropische regenwouden, kustzeeën vol plankton en vis.

Die realiteit kan volledig op z’n kop worden gezet als de Golfstroom stilvalt. En dat is precies waar wetenschappers al vele jaren voor waarschuwen, als een van de meest paradoxale gevolgen van de huidige klimaatverandering

Maar volgens oude modelstudies was die toekomst ‘geruststellend’ ver weg. Ineenstorting van de Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), zoals de stroming officieel heet, zou pas over eeuwen zover zijn, als de Groenlandse ijskap ver genoeg was afgesmolten om met een grote hoeveelheid zoet smeltwater het aandrijfmechanisme van de stroming om zeep te helpen. Andere gevolgen van klimaatverandering, zoals toename van weersextremen, leken veel urgenter – die zien we nu al.

Oceaanstromingen in het Noorden van de Atlantische Oceaan. Bron: R. Curry, Woods Hole Oceanographic Institution/Science/USGCRP

80 procent minder landbouw

Dat beeld begon te schuiven nadat wetenschappers tien jaar geleden begonnen met structurele metingen van een belangrijke aftakking van de stroming bij Groenland – en die metingen naast hun modellen legden. Voorzichtige conclusie: de werkelijkheid zou wel eens een stuk sneller kunnen gaan dan de projecties. Sindsdien rommelt het in de academische wereld.

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

De mariene hittegolf in de Atlantische Oceaan

Temperatuurafwijking in de noordelijke Atlantische Oceaan op 4 juli. Screenshot van earth.nullschool.net.

Wie het klimaatnieuws een beetje volgt kan het onmogelijk zijn ontgaan: de noordelijke Atlantische Oceaan is al enkele maanden extreem warm. Eigenlijk kun je er als klimaatblogger niet omheen om hier iets over te schrijven. Maar wat? Het is een extreem dat door klimaatverandering extremer is gemaakt, zoveel is duidelijk. Heel veel meer valt er vanuit wetenschappelijke invalshoek niet over te zeggen. Nog niet. Je kunt eventueel nog een overzicht geven van factoren die naast de opwarming door stijgende broeikasgasconcentraties mee kunnen spelen. Dat overzicht is enkele weken geleden al geschreven door Erwin Lambert en Sybren Drijfhout voor het KNMI. Er wordt ongetwijfeld hard gezocht naar aanwijzingen die meer kunnen zeggen over de mate waarin die factoren bijdragen. Maar de eerste wetenschappelijke publicaties daarover zullen nog wel de nodige maanden op zich laten wachten. Goed onderzoek kost tijd. En het proces van peer review ook.

Temperatuurafwijking van de noordelijke Atlantische Oceaan op 3 juli, Bron: Climate Reanalyzer.
Lees verder

Ook bij Antarctica vertraagt de circulatie van de oceaan

‘Watervallen’ van koud en zout water vanaf de continentale plaat van Antarctica naar de diepzee. Bron: Matthew England

Er is de afgelopen jaren, ook bij ons, regelmatig aandacht geweest voor een vertraging in de circulatie van het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan, als gevolg van het smelten van het ijs op Groenland. Inmiddels wordt in de wetenschappelijke literatuur ook het nodige geschreven over een vergelijkbaar verschijnsel bij Antarctica. Vergelijkbaar, maar niet identiek. De situatie is bij Antarctica namelijk behoorlijk anders dan bij Groenland. Zo vormt de oceaan bij Groenland het eindpunt van het deel van de oceanische transportband dat warmte vanuit de tropen noordwaarts vervoert. Het heeft onder meer invloed op ons klimaat in West-Europa. Bij Antarctica cirkelt de hoofdstroom aan het oppervlak rond het continent, waardoor dat wordt afgeschermd van water uit warmere streken. Natuurlijk is er nog wel wat uitwisseling – er staat geen enorme dam rond de Zuidelijke Oceaan – maar die is vrij beperkt.

Schematische weergave van de mondiale circulatie in de oceanen. Bron: Wikipedia.
Lees verder

Open discussie voorjaar/zomer 2023

Het mooie weer vraagt om aandacht, dat geldt ook voor veel nieuw klimaatonderzoek én voor een naderende El Niño.

De afgelopen jaren stonden in het teken van een ‘triple dip’ La Niña: een periode waarin de passaatwinden versterkt van oost naar west waaien over de Stille Oceaan. De wind drijft het, door de zon opgewarmde, oppervlaktewater voor zich uit waarna het (zouter en dichter geworden door verdamping) afzinkt voor de kust van Azië. Tijdens een La Niña gaat er relatief méér van de zonnewarmte naar het ‘compartiment’ oceaan en minder naar de atmosfeer. De mondiaal gemiddelde oppervlaktetemperatuur blijft dan ook wat achter tijdens La Niña jaren: het is koeler dan de trend zou doen verwachten.

Inmiddels dienen de eerste signalen van een El Niño zich aan. De passaatwinden nemen af of de windrichting keert zelfs om: de ‘westerlies’.

Warm oppervlaktewater gaat zich dan ophopen voor de kust van Midden-Amerika. Nog een aspect van El Niño is, dat daar het opwellen van koud water uit de diepe oceaan vervangen wordt door het warme zeewater dat, vanuit de westelijke Stille Oceaan, terugstroomt onder het oceaanoppervlak. Een dwarsdoorsnede langs de evenaar, met de zeewatertemperaturen van 27 februari t/m 28 april dit jaar, toont deze ‘Kelvin waves’:

Tijdens El Niño jaren komt een deel van de warmte die eerder in het oceaanwater is geaccumuleerd weer aan de oppervlakte en warmt alsnog de atmosfeer op. Met aanzienlijke gevolgen: soms sterke neerslag in Mexico en in delen van de VS terwijl er langdurige droogte in het Amazonegebied kan heersen. Dit laatste heeft ook gevolgen voor de koolstofcyclus. Tijdens El Niño jaren blijft er dan relatief méér van onze emissies in de dampkring: een grotere ‘airborne fraction’, zoals beschreven in dit blogstuk door prof. Guido van der Werf.

Een spannende vraag is: gaan we een nieuw mondiaal jaarrecord zien, qua oppervlaktetemperatuur? Bij de vorige El Niño van 2016 was dit wel zo. Toch werd 2020 al bijna even warm zónder El Niño. De stijgende trend en de 0,05 á 0,2 graden extra die een El Niño met zich brengt, laten een nieuw record wel vermoeden. En… gaan we misschien zelfs al over de +1,5 °C heen? Over deze vraag schreven klimaatwetenschappers Zeke Hausfather en Andrew Dessler een interessant verhaal met deze grafiek:

De groene t/m rode bolletjes geven een geprojecteerde temperatuur-anomalie aan voor het jaar 2024, bij een matige of juist heel sterke El Niño. En… er is een kleine kans dat het jaar 2024 al de +1,5 °C van het Klimaatakkoord van Parijs gaat overschrijden. Zou dit betekenen dat de doelstelling van het Akkoord dan niet gehaald is? Nee, want de ene anderhalve graad is de andere niet.

Overigens zijn er goede redenen waarom een nieuw jaarrecord niet in 2023 maar pas in 2024 verwacht wordt. Uit een eerdere studie door Foster & Rahmstorf (2011) blijkt dat de mondiaal gemiddelde oppervlaktetemperatuur zo’n 3 tot 6 maanden na-ijlt op ENSO, en het ziet ernaar uit dat we pas vanaf augustus of september van een volledige El Niño kunnen spreken. Deze studie is al eens eerder besproken door Bart Verheggen.

Hoe dan ook, een komende El Niño is interessante gespreksstof! In deze Open Discussie kunnen zaken die geen betrekking hebben op specifieke blogstukken aan de orde worden gebracht, indien het verband houdt met klimaatverandering.

Een nieuwe analyse van de warmte-opname door de oceanen

Warmte-opname in de verschillende componenten van het klimaatsysteem sinds 1958. Bron: Cheng et al.

Journal of Climate publiceerde vorige maand een nieuwe analyse van de hoeveelheid warmte die de oceanen hebben opgenomen in de afgelopen periode van ruim zestig jaar. In het verleden werd wel eens gezegd dat zo’n onderzoek over de warmte-inhoud van de oceaan ging, maar eigenlijk is dat niet zo handig. Het gaat over de verandering van de warmte-inhoud, en dat is hetzelfde als de warmte-opname. Het artikel draait vooral om een verbeterde statistische analyse van de beschikbare informatie. Aan een beschrijving daarvan waag ik me niet. Ik houd het bij enkele opmerkelijke punten.

Oceanograaf en klimaatwetenschapper Lijing Cheng van de Chinese Academie van Wetenschappen is eerste auteur van het nieuwe artikel. Hij is een van de specialisten op dit onderwerp in de wereld. Zijn instituut onderhoudt een webpagina met de actuele gegevens over warmte-opname door de oceanen. De overige vier auteurs zijn Amerikanen en eveneens bekende namen in de klimaatwetenschap. Ze zijn allemaal al wel eens in de een of andere hoedanigheid voorbijgekomen op dit blog, vanwege hun bijdrage aan interessant onderzoek: Grant Foster (ook bekend als blogger Tamino), Zeke Hausfather, Kevin Trenberth en John Abraham.

In zekere zin is de warmte-opname door de oceanen veruit het grootste gevolg van de toename van de hoeveelheid broeikasgassen. Simpelweg omdat het water in de oceanen veel meer warmte op kan nemen dan het land of de atmosfeer. Zoals bekend zorgt het versterkte broeikaseffect ervoor dat de aarde minder warmte uitstraalt dan er aan zonlicht binnenkomt. Omdat de energiebalans niet in evenwicht is, vindt er een accumulatie van energie plaats in het klimaatsysteem. Van die extra warmte belandt zo’n 90% in de oceanen. Dat wij klimaatverandering niet zozeer als accumulatie van energie zien, maar als opwarming van het aardoppervlak en de atmosfeer, komt omdat dat de veranderingen zijn die wij direct ervaren en die we relatief eenvoudig kunnen meten. Overigens stijgt de temperatuur van het landoppervlak wel sneller dan die van de oceanen, ook al nemen die het overgrote deel van de warmte op. Dat komt doordat de warmte veel dieper doordringt in water dan in land.

Lees verder