Categorie archief: Klimaatwetenschap

Energie, afvalwarmte en exponentiële groei

Historisch mondiaal energieverbruik. De rode lijn geeft het verbruik aan bij een groei van 2,3% per jaar. Bron: Murphy 2022

Begin dit jaar schreef ik hier dat oneindige exponentiële groei niet bestaat. En dat dat dus ook voor de economie een illusie is. Dat volgt uit basale rekenkundige logica. Vroeg of laat botst een exponentieel groeiend systeem op zijn grenzen. Een artikel van de Amerikaanse natuurkundige Thomas W. Murphy jr in Nature Physics bevat enkele mooi uitgewerkte rekenvoorbeelden die dat illustreren. Dat artikel is afgelopen zomer al gepubliceerd, maar trok pas recent de aandacht. De eerste gedachten van Murphy hierover gaan nog verder terug. Hij beschreef ze in 2011 al op zijn eigen blog. Omdat het meest in het oog springende rekenvoorbeeld over klimaat en energie gaat, leek het me de moeite waard om er hier aandacht aan te besteden.

Op dit moment bedraagt ons wereldwijde energieverbruik maar een fractie van wat we van de zon ontvangen. Ongeveer een honderdste van een procent. In theorie zou onze hele economie dus best op duurzame energie kunnen draaien, die (direct of indirect, via bijvoorbeeld wind of biomassa) door de zon wordt geleverd. Maar als ons energieverbruik blijft stijgen in het tempo van de afgelopen eeuw, met zo’n 2 tot 3 procent per jaar, lukt dat niet zo heel erg lang. Voor het gemak rekent Murphy met een groeipercentage van 2,3; dat komt neer op een vertienvoudiging per eeuw. Met dat groeitempo zouden we over 400 jaar evenveel energie gebruiken als de zon levert. Het zal duidelijk zijn dat de grens van wat we aan zonne-energie kunnen oogsten veel eerder wordt bereikt.

Lees verder

Koude ijsplaten bij Antarctica zijn mogelijk kwetsbaarder dan gedacht

Poolonderzoeker bij de Ross-ijsplaat. Foto: Michael van Woert / NOAA Photo Library

We hebben hier in de afgelopen jaren regelmatig geschreven over ijsplaten, de drijvende uitlopers van mariene gletsjers. (Dat zijn gletsjers die in direct contact staan met zeewater, omdat ze op een bodem rusten die beneden zeeniveau ligt). Het smelten van dat drijvende ijs heeft geen directe invloed op de zeespiegel, volgens de wet van Archimedes. Indirecte invloed is er wel, omdat ijsplaten de stroming van de achterliggende gletsjer (of gletsjers) tegenhouden. Als een ijsplaat kleiner wordt of helemaal verdwijnt gaat de gletsjer sneller stromen, of kan hij zelfs instabiel worden en helemaal verdwijnen.

De meeste aandacht gaat uit naar ijsplaten bij West-Antarctica en dan met name die in de Amundsenzee. Eind 2021 voorspelde een groep wetenschappers dat die ijsplaat vermoedelijk binnen vijf tot tien jaar helemaal op zal breken in ijsbergen. Deze ijsplaat wordt vooral van onderaf verzwakt, door opwarmend zeewater. Maar de verzwakking kan ook van boven komen. Dat gebeurde bijvoorbeeld bij de Larsen B ijsplaat bij het Antarctisch Schiereiland. Door opwarming van het oppervlak ontstonden daar smeltwatermeren. Kloven en scheuren in het ijs groeiden door de druk die dat water uitoefende tot ze de onderkant van het ijs bereikten. En uiteindelijk brak de ijsplaat in stukken. Hydrofracturing heet dit, in glaciologen-jargon. Een gemiddelde jaartemperatuur van -5 °C blijkt daar een kritische grens te zijn. Wordt het warmer, dan kan een ijsplaat op deze plek niet overleven.

Melchior van Wessem van het Institute for Marine and Atmospheric Research Utrecht heeft met enkele collega’s onderzocht of die kritische grens hetzelfde is voor andere ijsplaten bij Antarctica. Het resultaat van dat onderzoek is gepubliceerd in Nature Climate Change. Het onderzoek heeft gekeken naar de omstandigheden waarbij smeltwatermeren kunnen ontstaan. Natuurlijk speelt de temperatuur een belangrijke rol, maar die is niet allesbepalend. Ook de hoeveelheid water die opgenomen kan worden in de sneeuwlaag op het ijs is van belang. En die hangt af van hoeveel sneeuw er valt. Verse sneeuw bevat veel open ruimte, die als een spons water op kan nemen. En ook in firn (wat oudere sneeuw, die wat is samengedrukt of al wat smeltwater heeft opgenomen) zitten nog open ruimtes. Pas als al die ruimte is opgevuld kan er bovenop het ijs een laag water ontstaan. Sneeuw biedt dus een zekere mate van bescherming van ijsplaten tegen opbreken. Het Antarctisch Schiereiland is relatief warm, maar er valt ook veel sneeuw, eenvoudigweg omdat er uit warmere lucht meer neerslag kan vallen. IJsplaten in koudere gebieden zouden minder bescherming kunnen krijgen van sneeuw.

Lees verder

Een fonds voor klimaatschade: veel woorden, weinig daden

Door Arthur Oldeman en Stanzen Jelsma

De COP27 – de 27e VN Klimaattop in Sharm El-Sheikh – werd eind november afgesloten met een akkoord over een klimaatschadefonds. Het schadefonds zal ervoor moeten zorgen dat er voor landen die nu schade of verlies ondervinden door de gevolgen van klimaatverandering geld beschikbaar is voor herstel en wederopbouw. Al meer dan dertig jaar geleden pleitte Vanuatu, een van de meest kwetsbare landen voor die gevolgen, voor een zogenoemd “loss and damage fund”. Zij eisten toen al dat rijke en vervuilende landen, zoals de Verenigde Staten, maar ook Nederland en Duitsland, hun verantwoordelijkheid dienden te nemen voor de door hen veroorzaakte uitstoot. In plaats van hier zorg voor te dragen en de uitstoot daadwerkelijk omlaag te brengen, is bijvoorbeeld de CO2-uitstoot van Nederland sinds 1990 echter met 12 procent toegenomen, volgens het CBS.

Het is illustratief voor decennia klimaatonderhandelingen. Ondanks vele beloftes en toezeggingen blijft urgente actie vaak uit. Dit jaar tijdens de COP27 had het Egyptisch presidentschap een Sharm El-Sheikh “implementatie plan” beloofd, waarin toezeggingen van afgelopen jaren om klimaatopwarming tot 1,5C te beperken concreter zouden worden uitgewerkt. Daar kwam echter weinig van terecht. Bepaalde toezeggingen om emissies te reduceren werden zelfs verzwakt, en het 1,5C doel zelf lag zelfs op tafel. VN-secretaris generaal Antonio Guterres waarschuwt in zijn woorden dat onze planeet “zich nog steeds op de eerste hulp bevindt”. De reactie van voormalig klimaatgezant van Ierland Mary Robinson is ook niet mals en stelt dat de wereld “nog steeds aan de vooravond staat van een klimaatcatastrofe”.

Activisten vragen aandacht voor het “loss and damage” fonds tijdens COP27 (foto credit Kiara Worth/UNFCCC)

Op het gebied van klimaatverandering tegengaan kan de COP dus niet als groot succes worden gezien. Maar na decennia overleg over financiering voor klimaatschade en adaptatie, kan het akkoord over het schadefonds wel als lichtpuntje worden beschouwd. Leiders van eilandstaten in de Stille Oceaan en klimaatrechtvaardigheidsactivisten vieren het akkoord dan ook als een historische overwinning. Over het schadefonds en de inhoud van het akkoord is in de Nederlandse media (zoals RTLnieuws en NU.nl+) al het een en ander gezegd. Zoals journalist Rolf Schuttenhelm van NU.nl treffend stelt: het akkoord over het fonds roept eigenlijk vooral veel vragen op.

Lees verder

Wetenschap en Beleid in onzekere tijden

Vooraf

In mijn lange loopbaan als toegepast wetenschapper in het veld van milieu-, klimaat- en duurzaamheids-onderzoek (1979-2013, zie hier) heb ik de interactie tussen wetenschappers enerzijds en beleidsvormers, politici en belangenbehartigers anderzijds kunnen waarnemen. Die interactie lijkt voor veel mensen vaak op zijn zachtst gezegd nogal verwarrend. Hieronder reflecteer ik op de mogelijke misverstanden die ontstaan doordat deze verschillende actoren ook heel verschillend tegen de beschikbare wetenschappelijke kennis kunnen aankijken, afhankelijk van de rol en positie die zij ten opzichte van het probleem innemen.

Er zijn drie duidelijk verschillende perspectieven te onderscheiden:

  • de wetenschapper op zoek naar waarheid,
  • de beleidsmaker op zoek naar overeenstemming en
  • de belangenbehartiger op zoek naar overtuiging.
Drie perspectieven op kwaliteit van wetenschappelijke kennis
Lees verder

De ongewisse toekomst van de Thwaitesgletsjer

Front van de Thwaitesgletsjer in 2020. Foto: David Vaughan/thwaitesglacier.org.

Eind vorig jaar trok de Thwaitesgletsjer op West-Antarctica de aandacht toen een groep onderzoekers een online persconferentie hield. Daar maakten ze bekend dat de ijsplaat die de snelstromende gletsjer in bedwang houdt, dreigt op te breken. De verwachting is dat dat binnen vijf tot tien jaar al gebeurt. Thwaites en de naburige Pine Islandgletsjer zijn de delen van de Antarctische ijskap die het meest kwetsbaar zijn voor klimaatverandering. En dus wordt er veel wetenschappelijk onderzoek gedaan in dit gebied. Dat levert regelmatig interessant nieuws op, dat helaas zelden geruststellend is over de toekomst van die gletsjers en de stijging van de zeespiegel in de komende eeuwen.

Ligging van de Thwaitesgletsjer. Bron: thwaitesglacier.org.
Lees verder

Versleten mythes van een zelfverklaard deskundige

Iemand die zichzelf het predikaat ‘klimaatdeskundige’ liet aanmeten kreeg laatst de ruimte om zijn praatjes te verkopen bij Ongehoord Nederland. Ferdinand Meeus heet hij, een Vlaamse ‘doctor in de wetenschappen.’ Meeus heeft geen enkele aantoonbare deskundigheid op dit onderwerp. Hij heeft nooit onderzoek naar het klimaat gedaan en dus ook geen enkele wetenschappelijke publicatie daarover op zijn naam staan. Hij noemt zichzelf ‘IPCC expert reviewer’, maar ook dat zegt niets over zijn inhoudelijke kennis en veel over de trucjes die hij gebruikt om de schijn van deskundigheid te wekken.

We kregen het verzoek om te reageren op de serie claims die voorbijkomen in een clipje van de uitzending van een paar minuten dat op sociale media is geplaatst. Heel moeilijk is dat niet, omdat het allemaal oeroude, tot op de draad versleten pseudosceptische mythes zijn. De weerleggingen hebben we allang geschreven, meestal al jaren geleden. Hieronder een kort overzicht.

Lees verder

Wind warmt Nederland op, maar de meeste opwarming komt ook hier door CO₂

Wereldwijd wordt het warmer, en CO2 is daarvan de onomstotelijke oorzaak (IPCC, 2021). Tot zover niets nieuws. Maar in een recent artikel in het International Journal of Climatology (Hoogeveen & Hoogeveen, 2022) komen zoon Jippe en vader Han Hoogeveen met een statistische analyse tot de opmerkelijke conclusie dat (1) de opwarming in ons eigen land volledig wordt veroorzaakt door veranderingen in de overheersende windrichting . Bovendien stellen ze expliciet dat (2) CO2 “dus” niet de oorzaak van de opwarming is. Dat laatste ondersteunen zij met de observatie dat de CO2 concentratie de door hen gevonden correlatie niet versterkt.

Het valt nooit uit te sluiten dat de klimaatwetenschap de rol van CO2 in het klimaat niet correct beschrijft, maar om die rol te falsifiëren (Pulles, 2020)  is meer nodig dan een waargenomen correlatie tussen windrichtingen en opwarming, gegeven de overweldigende hoeveelheid evidentie dat deze rol van CO2 wél goed wordt begrepen.

Beide beweringen zijn problematisch en niet omdat die beweringen haaks staan op wat de klimaatwetenschap heeft vastgesteld, maar vooral omdat zij twee fundamentele fouten maken:

  • zij zien over het hoofd dat de wind uit álle windrichtingen opwarmt
  • zij verwarren het weer met het klimaat

Alle windrichtingen zijn opgewarmd

Nederland is, net als grote delen van Europa, in de afgelopen tientallen jaren sterker opgewarmd dan het mondiale gemiddelde. Is de temperatuur wereldwijd met ruim 1 graad gestegen sinds het begin van de industriële revolutie, in Nederland is dat ruim 2 graden. Daar zijn meerdere oorzaken voor te bedenken. Allereerst warmt het land sneller op dan de oceanen. En in de tweede plaats zien we dat, in de loop van tientallen jaren, de voorkeurslocaties van hoge- en lagedrukgebieden verschuiven, waardoor bepaalde windrichtingen in een bepaald gebied vaker voorkomen, en andere windrichtingen juist minder. We noemen dit veranderingen in de atmosferische circulatie. Het is aannemelijk dat de veranderingen in de atmosferische circulatie worden veróórzaakt door de opwarming van de Aarde (Poitou et al.), maar laten we hier een strikte scheiding aanhouden tussen opwarming rechtstreeks door CO2, en opwarming door veranderingen in de circulatie.

Lees verder

Tropische cyclonen in een klimaat dat twee graden Celsius warmer is dan eind negentiende eeuw

Door: Halbe Hibma, met medewerking van Nadia Bloemendaal

Klimaatverandering is een ongemakkelijk feit, dat leert de klimaatwetenschap ons. Veel wetenschappers hebben dit ongemakkelijk feit al jarenlang uitgesproken, maar overheden kiezen liever voor economische impact, want dat is de korte-termijn visie waar voornamelijk visieloze politici zich aan schuldig maken. Wetenschappers zijn daarentegen mensen die juist hun zicht gericht hebben op de toekomst. In het kader van het ongemakkelijke feit dat wij afstevenen op een wereld die 2 graden Celsius (of wellicht meer) warmer is dan eind 19e eeuw zie hoofdstuk 4 uit het technische rapport van AR6 van het IPCC, vinden wetenschappers het belangrijk om een idee te krijgen in hoeverre het aantal en de intensiteit van tropische cyclonen (TC, de formele aanduiding voor wat lokaal ook wel een orkaan of tyfoon wordt genoemd) zal toenemen. Het antwoord is echter heel erg ontnuchterend: de wetenschap heeft nog geen volledig beeld. De wetenschap is erover eens dat de intensiteit van TC’s zullen toenemen in een warmer klimaat, maar of er daadwerkelijk meer of minder TC’s in een warmer klimaat zullen ontstaan is de wetenschap nog niet volledig uit. Impact van een TC is echter van groot maatschappelijk belang, omdat het gepaard gaat met grootschalige neerslag en stormvloed met veel schade en slachtoffers. Voor meer informatie verwijs ik mijn lezer graag naar een ander stuk op klimaatveranda. Waarom niet? Dát ga ik dus hieronder uitleggen.

In dit onderzoeksartikel (Sobel et al 2021) is heel mooi visueel in beeld gebracht hoe het aantal tropische cyclonen (ca. 70 tot 90 TC’s op jaarbasis) op een bijna ritmische wijze door de seizoenen heen bewegen over onze prachtige planeet.

Figuur 1 – aantal TC’s (number of tropical cyclones, NTC) per oceaan, gedurende het jaar (januari t/m december).

Lees verder

Zijn worst-case scenario’s van belang voor de maatschappelijke discussie over het klimaat?


Cascade-scenario’ van gevolgen van klimaatverandering. Bron: Kemp et al.

Een artikel in PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) vroeg onlangs om aandacht voor extreme gevolgen van klimaatverandering die niet heel waarschijnlijk zijn, maar ook niet ondenkbaar. Die gevolgen zouden bijvoorbeeld op kunnen treden als er een kantelpunt in het klimaat wordt bereikt, maar het artikel wijst ook op mogelijke ‘kantelcascades’. In zekere zin zijn dat ook kantelpunten, maar dan van een complexere aard: naast klimatologische kunnen er bijvoorbeeld ook politieke en sociaaleconomische factoren in meespelen. De auteurs van dat artikel pleiten voor meer onderzoek naar dergelijke gevolgen. Dat lijkt me zeker nuttig. Wie weet levert het enigszins geruststellende resultaten op, of helpt het ooit juist om een enorm rampscenario af te wenden. En ook als geen van beide het geval is, dan zit het er nog dik in dat het interessante nieuwe kennis oplevert. Inzichten die behulpzaam kunnen zijn bij de aanpassingen aan de veranderingen die eraan zitten te komen, bijvoorbeeld.

Het artikel trok nogal wat aandacht en ik vraag me af of we daar iets aan hebben in het huidige maatschappelijke en politieke debat. Dat zou misschien zo zijn als dat debat enkel en alleen gevoerd zou worden op rationele argumenten. Ik denk dat iedereen, hoe die ook denkt over klimaatverandering, het met me eens is dat dat niet zo is. En het lijkt me onwaarschijnlijk dat het debat rationeler wordt als dit type scenario’s erin mee gaat spelen. Juist bij onderwerpen met (vermeende) grote gevolgen in combinatie met grote onzekerheid spelen de emoties hoog op, of het nu gaat over het klimaat, zoönosen, vaccins, kernenergie of wat al niet meer. Noem een extreem rampscenario en vrijwel iedereen graaft zich onmiddellijk in in de al ingenomen positie.

De nuchtere realiteit is dat er wereldwijd is afgesproken om de opwarming ruim onder de twee graden te houden, en dat het er alle schijn van heeft dat dat nog een hele klus wordt. Laten we ons als wereldbevolking daar nu maar op concentreren. Extra complicaties helpen het publieke en politieke debat op dit moment niet verder. Maar dat mag geen reden zijn om het wetenschappelijke onderzoek hiernaar taboe te verklaren.

De stand van zaken rond attributie van extreem weer

Waargenomen temperaturen op 29 april 2022 tijdens hittegolf in India en Pakistan. Bron: ESA.

Attributie van extreme weersomstandigheden is een relatief nieuwe discipline in de klimaatwetenschap. De eerste attributiestudie dateert uit 2004, en pas vanaf ongeveer 2010 is dit type onderzoek echt op gang gekomen. Een overzichtsartikel dat vorige maand uitkwam laat zien dat er sindsdien aardig wat vorderingen zijn gemaakt, maar dat er ook de nodige problemen overblijven die niet eenvoudig op te lossen zijn.

Een aanzienlijk deel van die problemen is eenvoudig samen te vatten als: afwezigheid van bewijs is geen bewijs van afwezigheid. Om iets te kunnen zeggen over factoren die invloed hebben gehad op specifieke weersomstandigheden op een bepaald moment en een bepaalde plaats, is er veel informatie nodig. Meteorologische metingen natuurlijk, maar ook gegevens over de gevolgen van weersextremen. In welvarende of politiek stabiele landen – overbodig te zeggen dat daar een flinke overlap in zit – is er meestal aardig wat voorhanden. In andere landen is dat vaak niet zo. Terwijl daar natuurlijk ook extreme omstandigheden voorkomen, en het is al zeker niet zo dat de gevolgen er minder ernstig zijn.

Het grote verschil tussen diverse delen van de wereld wordt in het artikel duidelijk gemaakt aan de hand over gegevens over hittegolven in de internationale rampen-database EM-DAT. Die vermeldt in totaal 147 voorvallen van hitte voor de periode van 2000 tot 2020, waarvan maar 58 uit Azië, Afrika, Zuid- en Midden-Amerika en de Caraïben bij elkaar. En van de in totaal 157.000 geregistreerde hittedoden zijn er maar 10.000 uit die gebieden. Terwijl er 85% van de wereldbevolking woont en de warmste en meest vochtige regio’s ter wereld daar liggen. Het werkelijke aantal hittegolven en slachtoffers daarvan zal dus veel hoger zijn.

Lees verder