Categorie archief: waterdamp

Nog een klimaatrecord: de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer

Dat er in een opwarmend klimaat regelmatig records sneuvelen ligt voor de hand. We zien ze regelmatig in het nieuws over bijvoorbeeld hoge temperaturen, lage waterstanden of een mogelijk recordbrekende El Niño. Er zijn ook records die minder aandacht krijgen. Over zo’n record schreef klimaatwetenschapper Andrew Dessler onlangs op zijn blog The Climate Brink: de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer was afgelopen augustus groter dan hij ooit was geweest, in elk geval sinds 1979. Omdat het heel onwaarschijnlijk is dat die hoeveelheid in de duizenden jaren daarvoor ooit groter is geweest, zal het ook een record zijn voor een veel langere periode. Het leek me een goede aanleiding voor een stuk over wat waterdamp in de atmosfeer allemaal doet in het klimaat. Dat is aardig wat.

Het verband tussen waterdamp en temperatuur

Eerst maar eens die duizenden jaren. De gemiddelde wereldtemperatuur is de afgelopen decennia zoveel gestegen, dat het vrijwel zeker is dat het nu warmer is dan ooit eerder het geval is geweest in het huidige interglaciaal, het Holoceen. Voor hogere temperaturen moeten we dus terug naar de periode voor de laatste ijstijd, meer dan 100.000 jaar geleden. En temperatuur en waterdamp in de atmosfeer hangen nauw met elkaar samen. Het is simpele, onbetwiste natuurkunde: warmere lucht kan meer waterdamp bevatten. Volgens de basale natuurkunde van de Clausius-Clapeyronvergelijking is dat ongeveer 7% meer met elke graad dat de temperatuur stijgt. Bedenk daarbij wel dat het gaat om hoeveel waterdamp lucht maximaal kan bevatten, het dus zeker geen wetmatigheid dat lucht altijd ook echt zo vochtig is. Maar het verband tussen temperatuur en waterdamp is toch duidelijk te zien in allerlei klimaatdata. Waterdamp volgt duidelijk de opwarming van het wereldklimaat, al lopen ze niet altijd exact synchroon. Er zijn nu eenmaal ook altijd andere variabelen die invloed hebben. De waterdamppiek in 1983 zou bijvoorbeeld wel eens te verklaren kunnen zijn door de combinatie van na-ijleffecten van een grote vulkaanuitbarsting (El Chichón in 1982) en een zeer sterke El Niño.

Verloop van gemiddelde mondiale temperatuur en atmosferisch waterdamp in de maand augustus sinds 1979. Bron: Andrew Dessler, The Climate Brink.
Lees verder →

Het klimaateffect van de uitbarsting van Hunga Tonga in 2022

Waarneming van de uitbarsting van Hunga Tonga – Hunga Ha’apai door de GOES-17 satelliet. Bron: NASA.

Op 15 januari 2022 barstte een grote, onderzeese vulkaan uit bij het archipel Tonga, de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (of korter: Hunga Tonga). De uitgestoten pluim reikte tot in de mesosfeer, op een hoogte van zo’n 55 kilometer boven het aardoppervlak. Op internet verschenen al snel wat speculatieve verhalen over een mogelijke invloed op het klimaat van die uitbarsting, maar de meeste deskundigen hielden zich wijselijk op de vlakte. Zij begrepen dat er in de recente geschiedenis geen vergelijkbare uitbarstingen zijn geweest, en dat er dus niet of nauwelijks informatie was waar ze voorspellingen op zouden kunnen baseren. Inmiddels zijn er aardig wat wetenschappelijke publicaties verschenen. Die lijken elkaar soms tegen te spreken, maar als je wat dieper graaft valt dat wel mee. De belangrijkste conclusie is steevast: het effect van de uitbarsting op de gemiddelde wereldtemperatuur was klein, maar op regionale schaal zijn grotere effecten mogelijk. De uitbarsting van Hunga Tonga heeft dus hoogstwaarschijnlijk geen bijdrage van betekenis geleverd aan de recordwarmte op wereldschaal van het afgelopen jaar.

Dat grote bovengrondse vulkaanuitbarstingen de aarde tijdelijk afkoelen, is al lang bekend. Dat komt vooral doordat er bij zo’n uitbarsting een flinke hoeveelheid zwaveldioxide in de stratosfeer kan belanden, dat daar kleine, zonlicht reflecterende aerosoldeeltjes vormt die daar enkele jaren kunnen blijven zweven. Klimaatmodellen konden het effect van zo’n uitbarsting, zoals de Pinatubo in 1991, in de jaren ’90 al behoorlijk adequaat simuleren, al was daarvoor natuurlijk wel een goede schatting nodig van de hoeveelheid zwaveldioxide die er was uitgestoten naar de stratosfeer.

Waterdamp

Een grote onderzeese uitbarsting brengt ook een grote hoeveelheid waterdamp in de stratosfeer. Dat maakt het een stuk ingewikkelder. Waterdamp is een broeikasgas en heeft dus juist een opwarmend effect. Al werkt dat in de stratosfeer net wat anders dan in de troposfeer. Broeikasgassen zenden in de stratosfeer meer warmtestraling uit dan ze absorberen. Zo koelen ze de stratosfeer juist af. Maar omdat een deel van die uitgezonden straling naar beneden gaat, warmt de troposfeer er (een beetje) door op. Verder kunnen er stratosferische wolken ontstaan. Dergelijk hoge wolken hebben ook een opwarmend effect. Om het nog wat ingewikkelder te maken, spelen aerosoldeeltjes ook een rol in de vorming van die wolken, als condensatiekernen.

Lees verder →