Ander klimaatnieuws kwam van de EU, waar de Green Deal steeds meer vorm begint te krijgen. De aangescherpte doelstelling – 55% minder uitstoot van broeikasgassen in 2030 vergeleken met 1990 – wordt vergezeld van een uitgebreid pakket aan maatregelen. Dit behelst zowel financiële prikkels als geboden en verboden. Het weglekken van emissiereductie naar het buitenland wordt vermeden door een importheffing. Het emissiehandelssysteem (ETS) wordt uitgebreid naar de verschillende transportsectoren (te land, ter zee en in de lucht) en aangescherpt door een sneller dalend plafond aan emissierechten.
De Telegraaf trekt al vrij voorspelbaar ten strijde tegen deze klimaatplannen, maar de ironie van onderstaande combinatie van berichten is hun wellicht ontgaan. Vooralsnog geldt volgens de meeste analyses dat voorkomen beter – en goedkoper – is dan genezen.
In deze Open Discussie kunnen klimaatzaken die geen betrekking hebben op recente blogs aan de orde worden gebracht.
Bij de zware regenbuien van vorige week viel meer dan een gemiddelde maandsom aan regen in een paar dagen. Door al het regenwater aangezwollen traden op veel plaatsen de Maas, de Rijn en ettelijke zijrivieren buiten hun oevers, met veel schade en mensenleed tot gevolg. In België en Duitsland vielen daarbij veel doden, wat Nederland gespaard is gebleven. Zonder grootschalige waterveiligheidsprojecten zoals Ruimte voor de Rivier en de Maaswerken zouden veel meer mensen in Nederland natte voeten en woonkamers hebben gekregen, hebben diverse experts opgemerkt.
Aangezien warme lucht meer waterdamp kan bevatten (7% meer per graad Celsius) is een bijdrage van klimaatverandering aan de zware regenbuien zeer aannemelijk. Voor extreme buien kan dit zelfs oplopen tot het dubbele (14% per graad Celsius, de zogenaamde Super-Clausius–Clapeyron Scaling), omdat de convectie ook toeneemt bij hogere temperaturen. Het is juist deze opstijgende luchtstroom waardoor de lucht verzadigd raakt met waterdamp en wolkendruppels zich vormen. Hoe sterker de opwaartse luchtstroom, hoe meer vloeibaar water (in de vorm van wolkendruppels) zal ontstaan.
De oorzaak van de extreme regen die de wateroverlast veroorzaakte is een bel koude lucht. Klimaatverandering speelt daarbij een rol. Weerman en klimaatwetenschapper @PKuipersMunneke legt uit hoe het zit. #Nieuwsuurpic.twitter.com/BBy7sCdCh2
Het lagedrukgebied waar de regenwolken zich vormden, lag ingeklemd tussen hogedrukgebieden en kon daardoor niet van plaats veranderen. Dit had tot gevolg dat de regenbuien stationair bleven draaien boven een bepaalde regio en de schade daar zo kon oplopen. Het patroon van zwakkere westenwinden in de zomer als gevolg van klimaatverandering kan hieraan hebben bijgedragen. Dergelijke persistente weersystemen worden mede beïnvloed door de zwakker wordende straalstroom, al zijn de ins en outs daarvan nog onderwerp van een levendige wetenschappelijke discussie.
Using 2.2 km climate simulations, we show that a future increase in precipitation extremes across Europe occurs, not only because of higher moisture and updraft velocities, but also due to slower storm movement, increasing local duration.
De grond was hier nog niet droog en toen kwam het nieuws uit Zhengzhou in China, waar in een etmaal meer dan 600 mm regen viel. Ter vergelijking, in Nederland valt gemiddeld zo’n 850 mm per jaar.
Berichten over extreem weer zijn de laatste tijd geen zeldzaamheid. Als voorbeeld een klein bloemlezing wat ik de afgelopen paar weken zoal aan nieuwskoppen ben tegengekomen op de NOS-site:
Dat we met enige regelmaat geconfronteerd worden met extreem weer, zoals ondergelopen straten of uitzonderlijke temperaturen, mag geen verrassing heten. Extreem weer kan extremer worden, vaker voorkomen, of langer aanhouden door klimaatverandering. Het IPCC schreef al in 1990 over een mogelijke toename van intense regenbuien en een toename van dagen met hoge temperaturen (blz. XXIII van de Policymakers Summary). Goed te begrijpen ook, het woord “opwarming” spreekt voor zich en in een warmere wereld kan de atmosfeer meer vocht bevatten en kan er meer water naar beneden komen bij een bui. Niet alle extreme weersgebeurtenissen worden versterkt door klimaatverandering en het is sowieso lastig om te bepalen of in welke mate de door ons mensen veroorzaakte klimaatverandering van invloed is geweest op een weersgebeurtenis. Wetenschappers zijn hier druk mee bezig en ze proberen tegenwoordig om bij bijzondere gebeurtenissen dit soort attributiestudies heel snel uit te voeren. Hiertoe is World Weather Attribution opgericht, een internationaal samenwerkingsverband van wetenschappers van verschillende instituten. Een eerder voorbeeld van een van hun studies is het onderzoek naar de Europese hittegolf van 2019. En nu al ligt er een attributiestudie (Philip et al.) naar de bizarre hittegolf in Noordwest-Amerika, iets meer dan een week na het bericht over de recordtemperatuur van 49,5 graden in Lytton, Canada. Het is een bijzonder knappe prestatie om in een zo’n korte tijd een goed doorwrocht wetenschappelijk rapport te schrijven met maar liefst 27 onderzoekers (en zonder funding). De conclusie van het artikel vat ik heel kort maar even samen als: Climate Change in Action! Lees verder →
Over het klimaat van de afgelopen 66 miljoen jaar, het Cenozoïcum, worden steeds meer geheimen ontsluierd. Via boringen in de zeebodem kan men afzettingen naar boven halen die heel lang geleden gevormd zijn en uit de samenstelling van die afzettingen kan men vervolgens allerlei zaken afleiden over het klimaat van de tijden die ver achter ons liggen. Hoe dieper de boring hoe verder terug in de tijd. Iets minder dan een miljoen jaar geleden, een half jaartje, hebben we hier een stuk gepubliceerd over Westerhold et al. 2020 dat een temperatuurreconstructie betrof over het Cenozoïcum. In mei van dit jaar is een review-artikel gepubliceerd, Rae et al., over het CO2-gehalte in de atmosfeer over dezelfde periode. In het review-artikel passeert veel de revue; de chemie van CO2 in zeewater, de methodiek achter de diverse CO2-reconstructies en pH-reconstructies, het klimaatbeeld over het gehele Cenozoïcum, de koppeling tussen CO2 en het klimaat in die periode en een kleine blik in de toekomst. Dit alles voorzien van veel referenties waarmee een geïnteresseerde lezer geruime tijd zoet zou kunnen zijn. Het meest in het oog springende gedeelte van het artikel is een weergave van de temperatuur, het zeeniveau en het CO2-gehalte over de afgelopen 66 miljoen jaar. Deze fraaie grafiek is hieronder weergegeven in figuur 1.
In Nature stonden vorige week twee artikelen met nieuwe projecties van de zeespiegelstijging. Of, om precies te zijn: de te verwachten bijdrage van het smelten van landijs daaraan. Voor de totale stijging moet daar nog de bijdrage van thermische expansie van zeewater bij worden opgeteld. Volgens het IPCC Speciale Rapport over de oceanen en de cryosfeer is dat, afhankelijk van hoeveel het opwarmt, zo’n 15 tot 30 centimeter aan het eind van deze eeuw. En, om helemaal compleet te zijn, er wordt ook nog enkele centimeters stijging verwacht als gevolg van grondwateronttrekking en veranderingen in opslag van zoet water op land.
De grootste onzekerheden zitten in de bijdrage van het landijs en dan vooral in die van de ijskappen van Groenland en Antarctica. De reden daarvoor is eenvoudig: er hoeft maar een fractie van al dat ijs te smelten om de zeespiegel een halve of een hele meter te laten stijgen. Hoe groot de fractie die smelt precies zal zijn en hoe snel dat smelten gaat is niet zo eenvoudig te voorspellen.
Er zijn nogal wat variabelen die invloed kunnen hebben op het smeltproces: de temperatuur, de hoeveelheid neerslag, de eigenschappen van het ijs en van de bodem waar het op ligt, enzovoort. Bij ijs dat op de zeebodem rust komen daar dan nog oceaanstromingen, de temperatuur van het zeewater en de eigenschappen van de zeebodem bij. Modellen die de bepalende processen gedetailleerd simuleren zijn behoorlijk complex. De rekentijd op supercomputers die nodig zijn voor dergelijke simulaties is duur en dus zit er een grens aan het aantal simulaties dat ijsonderzoekers uit kunnen voeren.
Tamsin Edwards heeft een statistische methode toegepast om uit bestaande simulaties extra informatie te peuteren. Het artikel met haar resultaten telt maar liefst 84 auteurs. Dat het er zoveel zijn komt vooral omdat Edwards een groot aantal ijskap- en gletsjermodellen heeft geanalyseerd (de modellen die meedoen in het Ice Sheet Model Intercomparison Project ISMIP6 en in het Glacier Model Intercomparison Project GlacierMIP) en de onderzoeksgroepen die die modellen hebben ontwikkeld allemaal mee hebben gewerkt. Met haar methode kan Tamsin Edwards eerdere berekeningen van die modellen “vertalen” naar de SSP-scenario’s die in het komende IPCC-rapport worden gebruikt.
De berekeningen laten een aanzienlijk verschil zien tussen de hoeveelheid ijs die smelt bij 1,5°C en bij 2°C opwarming. Bij 1,5°C zorgt smeltend landijs naar verwachting voor zo’n 13 centimeter zeespiegelstijging in 2100, bij 3°C (de te verwachten opwarming op basis van het totaal aan nu ingediende plannen in het kader van het Akkoord van Parijs) is dat bijna het dubbele: 25 centimeter. Vooral voor de hoeveelheid ijssmelt op Groenland maakt die anderhalve graad een groot verschil, ongeveer een factor 3. Voor berggletsjers is dat een factor twee. Voor Antarctica maakt een anderhalve graad weinig uit, volgens de modellen. Maar daar zit wel een adder onder het gras: asymmetrische onzekerheid.
De ijstijden van de afgelopen 800.000 jaar hebben een zaagtandvorm: het koelt langzaam af om vervolgens zeer snel weer op te warmen, waar een opwarming van een graad of vijf over 10.000 jaar “zeer snel” wordt genoemd vanuit geologisch perspectief (zie fig). Deze vorm wekt de indruk dat er niet-lineaire processen een rol spelen. Niet-lineaire processen zijn de afgelopen 50 jaar uitvoerig beschreven door ‘dynamisch systeem denkers’, maar de toepassing hiervan op systemen uit de echte wereld blijkt niet zo makkelijk. In ons artikel ‘A potential feedback loop underlying glacial interglacial cycles’ hebben wij toch een poging gewaagd. Wij vonden d.m.v. het toepassen van een relatief nieuwe statistische methode een belangrijk verband tussen temperatuur, biologische productiviteit in de oceaan, en oceaancirculatie, waarmee we deze zaagtandvorm goed zouden kunnen verklaren. Ik zal in deze blogpost toelichten hoe dit onderzoek tot stand is gekomen, wat we precies hebben gevonden en hoe dit werk geïnterpreteerd kan worden.
In 2013 schreven Anne-Willem Omta en collega’s een artikel voor het tijdschrift ‘Global Biogeochemical Cycles’, waarin ze een hypothese formuleerden. Deze hypothese stelde dat ecologische processen de sinus-vormige Milankovitch-cycli (de intensiteit en de verdeling van het zonlicht op aarde) konden omvormen tot de zaagtandvormige ijstijd-cycli die de afgelopen 800.000 jaar hebben plaatsgevonden.
In 2015 schreven Egbert van Nes en collega’s een artikel voor ‘Nature Climate Change’ waarin een relatief nieuwe methode om causale verbanden te bepalen (Convergent Cross Mapping of ‘CCM’) werd toegepast op paleoklimaat data van temperatuur, koolstofdioxide (CO2), methaan (CH4), en de Milankovitch cycli. Dit artikel was spannend, omdat er puur vanuit de data kon worden beredeneerd dat interne feedbacks een dominante rol leken te spelen in de glaciaal-interglaciaal cycli. Ook liet dit artikel zien dat de op dit moment beschikbare klimaatdata kwalitatief goed genoeg is voor de CCM-methode. Het artikel is op dit blog al eens besproken.
Het elektrificeren van vervoer is een van de manieren om onze CO2-uitstoot te verlagen. Maar zoals bij zoveel onderwerpen die met CO2-mitigatie te maken hebben staan niet altijd alle neuzen dezelfde kant op. En zoals wel vaker lees je in o.a. De Telegraaf dan een compleet ander verhaal dan in veel andere media. Goed om nuchter naar de data te kijken dus en te begrijpen waarom er ruimte is (nou ja, was) om verschillend over dit onderwerp te denken. De belangrijkste conclusies van het verhaal hieronder zijn:
De CO2-uitstoot van elektrische auto’s is in de loop van de jaren afgenomen met name doordat onze energiemix is veranderd; waar je vijf jaar geleden nog kon claimen dat het verschil in CO2 uitstoot tussen een elektrische en een reguliere auto niet zo groot was, is dat nu niet meer het geval. De komende jaren wordt het verschil steeds groter in het voordeel van de elektrische auto.
Voor dagelijks gebruik zijn elektrische auto’s superieur geworden en ook op de lange afstand hoef je steeds minder concessies te doen. Met als belangrijke kanttekening dat dit laatste vooral geldt als de auto aerodynamisch vormgegeven is. Op lange afstand zijn grote en niet-aerodynamische elektrische auto’s zoals SUV’s duidelijk minder geschikt, tenzij je geen haast hebt.
Energiemix
Om de CO2-uitstoot van een elektrische auto te bepalen is kennis van de energiemix cruciaal. Wek je alle stroom op met wind, zon, of kernenergie dan leidt het opladen van de accu van een elektrische auto tot geen of lage uitstoot van CO2 en het rijden dus ook niet. Aan de andere kant van het spectrum zit stroom opgewekt in kolencentrales met de hoogste uitstoot van CO2 per opgewekte hoeveelheid energie. De energiemix geeft aan wat de relatieve bijdrage van deze bronnen is en die staat weergegeven in Figuur 1.
Figuur 1. Bijdrage van verschillende manieren om stroom op te wekken aan de totale stroomproductie in Nederland. Tot en met 2019 gerapporteerde waardes en vanaf 2021 geprojecteerde waardes. Bron: CBS en PBL.
Metingen verricht via satellieten zijn niet meer weg te denken in de klimaatwetenschap. Zo brengt men bijvoorbeeld de temperatuur van hogere luchtlagen, de zeespiegel of bosbranden in kaart. Er zijn ook satellieten waarmee zeer gedetailleerd veranderingen in het zwaartekrachtveld van de aarde bepaald kunnen worden. Hiermee kunnen vervolgens weer de veranderingen in de ijsmassa van de grote ijskappen van Antarctica en Groenland vastgesteld worden. De satellietmissie waarmee dat nu gebeurt is GRACE-FO (vanaf 2018), de opvolger van GRACE (2002-2017). NASA heeft onlangs hun video’s geüpdatet waarmee het massaverlies van de ijskappen op fraaie wijze in beeld wordt gebracht.
Droge klimaten vormen een aparte hoofdgroep in het classificatiesysteem van Köppen. In deze klimaattypes is beschikbaarheid van water een limiterende factor voor plantengroei. De vegetatie is dan ook beperkt, met niet of nauwelijks bomen: woestijnen, steppes of savannes, bijvoorbeeld. Ongeveer 40% van het landoppervlak op aarde bestaat uit droge gebieden en er woont ongeveer 35% van de wereldbevolking. De afbeelding hieronder geeft aan waar die droge gebieden liggen, op basis van gegevens over de periode 1971-2000. De kleuren geven de zogenaamde Leaf Area Index (LAI) weer, een maat voor de hoeveelheid vegetatie. Een lage LAI, lichtgroen weergegeven, staat voor weinig plantengroei, een hoge LAI, in donkerblauw, voor veel.
Ligging van droge gebieden (rode lijnen) en gemiddelde plantengroei volgens de Leaf Area Index, volgens gegevens over 1971-2000. Bron: Berg & McColl 2021.Lees verder →
Interne variabiliteit in het klimaat kan kleine schommelingen in de gemiddelde wereldtemperatuur veroorzaken. Het bekendste voorbeeld zijn de El Niño’s en La Niña’s, ofwel de El Niño – Southern Oscillation (ENSO), die de aarde gedurende een aantal maanden enkele tienden van een graad warmer of kouder kunnen maken. Het mechanisme is goed bekend: interactie tussen de temperatuur van het oceaanoppervlak, wind en oceaanstromingen heeft invloed op de warmte-uitwisseling tussen oceaan en atmosfeer. Bij een El Niño geeft de oceaan meer warmte af dan gemiddeld en bij een La Niña neemt die juist meer warmte op. Veranderingen in bewolking versterken het effect waarschijnlijk.
Interne variabiliteit kan voorkomen in allerlei complexe systemen. Op basis van de theoretische kennis over dergelijke systemen is het niet onaannemelijk dat er in het klimaat, met zijn trage componenten zoals de oceanen en de ijskappen, ook interne variabiliteit voorkomt op langere tijdschalen. Op die langere tijdschalen is interne variabiliteit een stuk lastiger op te sporen, omdat er ook invloed is van geforceerde variatie, zoals dat in klimaatjargon heeft: temperatuurverandering door wisselingen in activiteit van de zon, door vulkaanuitbarstingen en door de Milanković-cycli. En door de mens, via ontbossing en de uitstoot van broeikasgassen en aerosolen, bijvoorbeeld. Het precieze effect van al die factoren ontrafelen is niet eenvoudig. Zeker als het over langere periodes gaat; het wordt immers allemaal nog niet zo lang nauwkeurig gemeten. Terwijl er om iets te kunnen zeggen over oscillaties met een periodiciteit van een halve tot een hele eeuw toch op zijn minst een jaar of vijfhonderd aan observaties nodig is.
Halverwege de jaren ‘90 zochten klimaatwetenschappers naar aanwijzingen van interne variabiliteit over langer periodes in klimaatreconstructies. Min of meer regelmatige schommelingen van de wereldtemperatuur zouden zo’n aanwijzing kunnen zijn, maar terugkerende ruimtelijke patronen zouden nog sterker bewijs zijn. ENSO heeft bijvoorbeeld zo’n ruimtelijk patroon: bij een El Niño is de tropische Stille Oceaan in het oosten warmer dan normaal en in het westen minder warm en bij een La Niña is het andersom. Omdat oceanen hoogstwaarschijnlijk een grote rol spelen bij interne variabiliteit, onder meer vanwege hun grote warmte-inhoud waardoor ze langere tijd warmte op kunnen nemen of af kunnen geven zonder dat de temperatuur veel verandert, lag het voor de hand dat die patronen vooral daar te vinden zouden zijn.
Naast de zoekfunctie is er ook deze lijst met blogposts, gerangschikt naar onderwerp. Wij schrijven voornamelijk over klimaatwetenschap en het publieke klimaatdebat.
De theorie van warmte: Een geschiedenis van de wetenschap achter klimaatverandering
Uitgegeven door Athenaeum.
Wat iedereen zou moeten weten over klimaatverandering
Uitgegeven door Prometheus
Klimaatverandering 