Shifting baselines: we wennen aan warmer weer

Dat het klimaat verandert, kunnen we zelf waarnemen. Bijvoorbeeld door de geleidelijk stijgende temperatuur, en door veranderende weerpatronen. Toch blijkt dit in de praktijk lastig, omdat ons geheugen niet goed is in het onderscheiden van dergelijke geleidelijke trends. Wat we ‘normaal’ of ‘abnormaal’ vinden, meten we vooral af aan relatief recente waarnemingen. Anders gezegd: de referentie voor wat ‘normaal’ is, schuift mee met het veranderende klimaat. Afwijkingen, records en extremen – in klimatologische zin – worden daardoor niet altijd als opmerkelijk geregistreerd. Dit kan betekenen dat de klimaatcrisis als minder urgent en ongekend wordt ervaren dan dat deze werkelijk is. Zit dat mogelijk klimaatactie in de weg?

Gezamenlijk geheugenverlies

Dit fenomeen wordt onderzocht in een studie in PNAS uit 2019, en wordt daar ‘declining remarkability of temperature anomalies’ genoemd. We kennen het ook wel als het ‘shifting baseline syndrome’. Het shifting baseline syndroom is vooral bekend in de context van veranderingen in ecologische systemen en biodiversiteitsverlies. Daar spreekt het misschien ook wat meer tot de verbeelding: waar we vroeger nog veel meer fluitende weidevogels hoorden, en we onze autoruiten vaker van insecten moesten ontdoen, zijn er nu simpelweg minder dieren en minder dier- en plantensoorten. Generaties die nu opgroeien, hebben de herinneringen van hoe de natuur ooit was helemaal niet. Dat wordt ook wel ‘generational amnesia’ genoemd.

In de context van het veranderende klimaat en weer is dit fenomeen wat abstracter. Het meest in het oog springende voorbeeld is misschien wel het feit dat de Elfstedentocht al decennia niet meer verreden is. De laatste keer was in januari 1997. Ik was toen 1 jaar oud, en ik heb daar geen herinnering aan. De landelijke gekte als er weer een keer een koude winter is, daar heb ik niet zoveel mee. De kans wordt steeds kleiner dat er ooit nog een Elfstedentocht gereden wordt, en daarmee zal over een aantal decennia ook de collectieve herinnering van de tocht der tochten langzaam uit de samenleving verdwijnen.

Vergane schaatsen: het beeld van de Nederlandse toekomst? Foto door Terry Matthews op Unsplash
Lees verder

Oppervlakkig optimisme

Het verzet tegen klimaatbeleid – en dus tegen de wereldwijde afspraken van het Akkoord van Parijs uit 2015 – kent vele vormen. Er zijn rabiate wetenschapsontkenners en wereldvreemde complotdenkers, maar anderen gaan veel subtieler te werk. Arnout Jaspers valt in die laatste categorie. Hij is een stuk minder onredelijk dan de meeste figuren die door Clintel op het schild worden gehesen. En, je moet het hem nageven, retorisch is hij heel behendig. Maar minder onredelijk is nog steeds niet redelijk. En van een wetenschapsjournalist zou je zorgvuldige duiding van een complex wetenschappelijk onderwerp mogen verwachten, in plaats van alleen maar behendige retoriek.

Jaspers mocht laatst bij het tv-programma Vandaag Inside wat vertellen over klimaatverandering, en zijn boek hierover promoten, en deed exact het tegenovergestelde van wat een serieuze wetenschapsjournalist zou doen. Hij negeerde alle wetenschappelijke complexiteit en nuances, maar beperkte zich tot oppervlakkige slogans.

Jaspers begon met het versimpelen van het maatschappelijk debat tot een discussie tussen twee partijen: doemdenkers die klimaatverandering als onvermijdelijke rampspoed zien en optimisten die denken dat het allemaal wel meevalt. Terwijl er ook veel stemmen in het debat zijn die zich verzetten tegen zowel het bagatelliseren van het probleem als tegen doemdenken. Nogal wat bekende klimaatwetenschappers horen bij die groep. Aan de hand van hun onderzoeksresultaten laten zij zien dat we rampzalige gevolgen kunnen voorkomen, maar dat we dan wel hard aan de slag moeten om de uitstoot van broeikasgassen in hoog tempo omlaag te brengen. Ze denken bovendien dat dat kan; dat het weliswaar een flinke inspanning vereist, maar dat die ook veel oplevert. Schone lucht, minder afhankelijkheid van oliestaten, goedkope lokaal opgewekte energie in arme delen van de wereld, om maar wat te noemen.

Lees verder

Nederland scoort belabberd op de Sustainable Development Index

Vergeet de Human Development Index (HDI); de Sustainable Development Index (SDI) is hier! De SDI is een index die zowel menselijke ontwikkeling als duurzaamheid in acht neemt. De index start bij de HDI, maar neemt de ecologische overschrijdingen (‘overshoot’) in termen van CO2-uitstoot en materiële voetafdruk ook mee. Landen met een relatief hoge ontwikkeling binnen de grenzen van de planeet staan bovenaan. Landen met een hoge ontwikkeling maar met te hoge uitstoot worden juist ‘gestraft’, omdat hun manier van leven niet duurzaam is. Bovenaan de SDI staat Costa Rica. Maar Nederland, op plek 10 van de HDI, staat vanwege haar grote uitstoot en materiële voetafdruk op een plek 145 van 163. Wij scoren dus slecht in termen van duurzame ontwikkeling. Er is best wat aan te merken op de SDI, maar een vooruitgang ten opzichte van de HDI is het zeker. Een wereldwijd streven naar hoge welvaart binnen de grenzen van de planeet is wenselijk, maar dat vereist waarschijnlijk wel een economische transformatie. Want veel landen die volgens de SDI op een hoog ontwikkelingsniveau zitten dat ook duurzaam is, zijn er nu niet.

Wat is er mis met de Human Development Index?

De HDI is een statistische score van welzijn (of: menselijke ontwikkeling) per land, bijgehouden door het VN-ontwikkelingsprogramma (UNDP). Het is een index die de gemiddelde volksgezondheid, kennisniveau en levensstandaard per land in kaart tracht te brengen. Alle VN-landen onderschrijven sinds 2015 echter de Sustainable Development Goals (SDGs), een 17-tal doelen die de wereld in 2030 naar “vrede en welvaart voor mens en planeet” moeten leiden. Maar een paar van deze doelen komen terug in de HDI, en eigenlijk alles dat met duurzaamheid en klimaatactie te maken heeft ontbreekt. Alle 17 SDGs in één index omvatten is misschien onmogelijk, of onwenselijk, maar een poging om zowel menselijke ontwikkeling als duurzaamheid tegelijk in kaart te brengen is natuurlijk wel nuttig.

Het probleem met de HDI is, aldus de makers van de SDI, tweeledig. Ten eerste looft de HDI juist die landen die nu het meest bijdragen aan verdere klimaatverandering en andere ecologische problemen. En ten tweede belemmert een hoge mate van ontwikkeling in de rijkste landen nu de ontwikkeling van andere landen, juist doordat de gevolgen van klimaatverandering en extractivisme (de uitbuiting en uitputting van grondstoffen) het welzijn in landen in ontwikkeling beperken.

Lees verder

De correlatie van temperatuur en sterftekans

In 2015 – zo lang geleden alweer – schreef ik een blogje naar aanleiding van een onderzoek dat voor allerlei plekken in de wereld het verband tussen temperatuur en sterftekans in beeld bracht. Het resultaat was opmerkelijk. Vrijwel overal in de wereld is de sterfte het laagst bij een zogenaamde optimale temperatuur, die iets boven het jaargemiddelde ligt. De overlijdenskans wordt groter naarmate de temperatuur meer afwijkt van die optimale waarde. Het patroon is nagenoeg overal hetzelfde, maar de optimale temperatuur is heel verschillend, afhankelijk van het lokale klimaat. In koude gebieden ligt die een stuk lager dan in warme klimaatzones. De afbeelding hieronder geeft het patroon schematisch weer.

Schematische weergave van het verband tussen overlijdenskans en temperatuur. Bron: Hannah Ritchie / Our World in Data

Bij extremen aan de koude en warme kant is de sterftekans flink hoger, maar die extremen komen niet vaak voor. De meeste mensen overlijden dus bij een meer ‘normale temperatuur’. Die ligt wat vaker onder dan boven de optimale temperatuur, want de optimale temperatuur is wat hoger dan het gemiddelde (of eigenlijk: de mediaan). Logisch dus dat de meeste sterfgevallen optreden bij een relatief koele temperatuur. Het resultaat van de studie uit 2015 is sindsdien bevestigd door andere onderzoeken, vooral van het internationale samenwerkingsverband MCC Collaborative Research Network.

De vraag is hoe je deze resultaten moet interpreteren. Het is statistisch, epidemiologisch onderzoek, dat een correlatie aantoont, maar daarmee nog niet direct iets zegt over een oorzakelijk verband. En daar gaat het nogal eens mis. Bij pseudosceptici natuurlijk, maar daar niet alleen. De afgelopen tijd waren bijvoorbeeld ook Hannah Ritchie op Our World in Data en Jesse Frederik op De Correspondent wat slordig, ook al benoemden ze verschillende belangrijke nuances wel. En ook de onderzoekers zelf gaan wel eens kort door de bocht. Hieronder ga ik in op enkele slordige interpretaties. Moraal van het verhaal: pas op met het trekken van stellige conclusies op basis van statistische verbanden alleen.

Lees verder

CO2-verwijdering uit de atmosfeer – tijdelijk of permanent?

De Onlanden is een nieuw natuurgebied ten zuidwesten van de stad Groningen. Het is moerasnatuur, aangelegd op voormalige landbouwgrond. Behalve voor natuur is het ook waterberging, om de stad te behoeden voor overstroming. In het natuurgebied wordt ook veel CO2 uit de lucht opgenomen door de moerasplanten. Een mooi voorbeeld van bescherming tegen klimaatverandering, op twee manieren: bescherming tegen de gevolgen van extreme regenval en bestrijden van klimaatverandering. Zou je denken.

De Wetenschappelijke Klimaatraad (WKR) heeft een advies aan de regering uitgebracht over CO2-verwijdering uit de atmosfeer. CO2-verwijdering uit de atmosfeer is belangrijk om de uitstoot van broeikasgassen naar netto 0 terug te brengen, om catastrofale opwarming van onze planeet te voorkomen. Het is ook nodig omdat we ook in de toekomst niet alle uitstoot van broeikasgassen zullen kunnen voorkomen. Na 2050 zou de uitstoot wereldwijd ook negatief moeten worden, door meer verwijdering van CO2 uit de atmosfeer dan er wordt uitgestoten. De WKR maakt ook duidelijk dat (eventuele toekomstige) CO2-verwijdering geen excuus mag zijn om de CO2-uitstoot niet te verminderen. Toch wordt een project als De Onlanden niet als een veelbelovend voorbeeld voor Nederland gezien in het advies van de WKR. Waarom niet?

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

Rijke westerse landen zijn aanjagers van nieuwe olie- en gasprojecten, maar inwoners willen klimaatactie

Een nieuwe analyse laat zien dat de werelds rijkste landen wereldwijd de exploitatie van nieuw olie- en gasvelden leiden. Het zijn niet de ‘klassieke’ petrostaten zoals Rusland en Saudi-Arabië, maar het VK, de VS, Canada, Noorwegen en Australië die samen meer dan twee derde van alle olie- en gaslicenties vanaf 2020 hebben uitgedeeld. Het zijn dus juist de landen die historisch gezien het meeste hebben uitgestoten en nu goed geplaatst zijn om de energietransitie snel uit te voeren, die nóg meer broeikasgasuitstoot ontketenen. Draagvlak voor actie blijkt er wel te zijn. Wereldwijd, maar ook specifiek in deze ‘nieuwe petrostaten’, steunt een meerderheid van de inwoners meer en snellere klimaatactie, volgens een recente peiling. Maar waar het draagvlak voor actie groot is, blijken internationale beloftes vooral grootspraak, en houden ‘s werelds rijkste landen ons in een fossiele houdgreep.

Recordaantal olie- en gaslicenties

Terwijl landen op het wereldtoneel ambitieuze afspraken maken over de transitie naar een duurzame wereld, wordt de productie van fossiele energie maar niet afgeschaald. Integendeel: nieuwe data die exclusief met The Guardian zijn gedeeld, laten zien dat er een recordaantal licenties voor nieuwe olie- en gasprojecten zijn uitgedeeld in 2023. In 2024 wordt er daarom een piek in de uitstoot van olie- en gasprojecten verwacht, nadat die uitstoot in het afgelopen decennium eigenlijk vooral is afgenomen.

Eerder schreef ik al dat de vraag naar fossiele energie eigenlijk vooral stagneert en er verwacht wordt dat deze in de aankomende jaren flink afneemt, vooral doordat duurzame energie steeds goedkoper wordt. Dat is een goed teken voor de energietransitie en voor het beperken van klimaatverandering. Maar overheden voeren de concessies die ze verlenen voor productie dus juist op. De nieuwe data laten zien dat het niet de ‘klassieke’ petrostaten (zoals Rusland en Saudi-Arabië) zijn die de fossiele productie opvoeren, maar dat vooral rijke westerse landen zoals het VK en de VS verantwoordelijk zijn voor de toename in fossiele licenties.

Totale hoeveelheid licenties voor olie- en gasprojecten die sinds 2000 zijn uitgedeeld. In grijs het wereldwijde totaal, in blauw de vijf landen: het VK, de VS, Canada, Noorwegen en Australië. Figuur van The Guardian
Lees verder

Het fundament onder de moderne klimaatwetenschap is 200 jaar oud

Portret van Fourier door Julien Leopold Boilly

Sommige inzichten in het weer en het klimaat zijn oeroud. Ze gaan terug tot Meteorologica van Aristoteles, of nog  veel verder. Maar kennis van veranderingen van het klimaat is veel recenter, zeker als het over veranderingen op wereldschaal gaat. Het fundament onder die kennis werd precies 200 jaar geleden gelegd, door Jean Baptiste Joseph Fourier (1768 – 1830). Die publiceerde in 1824 zijn artikel ‘Remarques générales sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires’ (Annales de Chimie et de Physique, 27 (1824) 136–67; in 1837 in het Engels vertaald door Ebeneser Burgess. Merkwaardig genoeg bleef een nieuwe versie van het artikel uit 1827 met enkele kleine correcties en uitwerkingen ruim een eeuw lang onvertaald, maar wordt tegenwoordig juist dat latere artikel vaak genoemd als eerste beschrijving van het broeikaseffect). Fourier was op zoek naar kennis over warmte en had daarbij in de loop van de tijd al het een en ander geschreven over de temperatuur van het aardoppervlak, en de factoren die daarop van invloed zijn. In 1824 zette hij zijn ideeën hierover (min of meer) overzichtelijk bij elkaar. Twee van die inzichten zijn van groot belang voor de hedendaagse natuurwetenschappelijke kennis van de werking van het klimaat op planetaire schaal.

Fourier was van eenvoudige afkomst en werd op jonge leeftijd wees. Hij werd opgeleid bij de Benedictijnen en wilde intreden in die kloosterorde. Daar is het nooit van gekomen. In het roerige politieke klimaat van het Frankrijk van zijn tijd kwam hij in allerlei andere functies terecht, vaak tegen wil en dank: leraar, diplomaat, geheim agent en politicus. Hij was twee keer in zijn leven politiek gevangene, was bevriend met Napoleon, kreeg de titel van baron en raakte die een paar jaar later weer kwijt. Een saai leven kun je het niet noemen.

Lees verder

Tijdelijke en blijvende veranderingen in de stralingsbalans, als gevolg van het versterkte broeikaseffect

De meeste lezers van ons blog zullen in grote lijnen bekend zijn met de werking van het broeikaseffect. Het aardoppervlak absorbeert ongeveer 70% van het zonlicht dat erop valt, zendt die energie weer uit als warmtestraling, die voor een aanzienlijk deel door broeikasgassen wordt geabsorbeerd. Daardoor is het aardoppervlak warmer dan het zonder broeikasaffect zou zijn. Of, zoals klimaatwetenschappers het zeggen: het broeikaseffect beïnvloedt het radiatief-convectieve evenwicht aan het aardoppervlak en daarmee de temperatuur. Meer broeikasgassen betekent meer absorptie van warmtestraling en dus een hogere temperatuur aan het oppervlak. Simpel, zou je zeggen. Toch zitten er nog best wat adders onder het gras. Één zo’n adder is de permanente verschuiving in de stralingsbalans die het gevolg is zogenaamde albedo-terugkoppelingen: een afname van de ijsbedekking en bewolking die het gevolg zijn van de initiële opwarming door een versterkt broeikaseffect. Het reflecterend vermogen van de aarde wordt daardoor minder, en er wordt dus meer zonlicht geabsorbeerd. Dit versterkt de opwarming.

Het gevolg van die albedo-terugkoppelingen is verrassend: door een sterker broeikaseffect absorbeert de atmosfeer meer warmtestraling, maar toch zendt de aarde na verloop van tijd niet minder, maar juist meer van die straling uit. Dit komt doordat er, door de albedo-terugkoppelingen, uiteindelijk meer zonlicht wordt geabsorbeerd, wat weer doorwerkt in de uitgezonden warmtestraling. Het is tegenintuïtief, maar wel helemaal logisch volgens de natuurkunde van het klimaatsysteem. Wat gedachtenexperimenten, ondersteund door enkele afbeeldingen uit een artikel hierover van 10 jaar geleden, helpen om dat te begrijpen.

Lees verder

Waarom onze CO2-uitstoot naar nul moet om de temperatuurstijging te stoppen

Gastblog van Prof. dr. Guido van der Werf

In het Parijs-akkoord is afgesproken om de opwarming te beperken tot 2°C en te streven naar 1,5°C. Om de opwarming te stoppen, moet de netto uitstoot van broeikasgassen naar nul. Vooral onze CO2-uitstoot moet dus fors dalen en de uitstoot die niet vermeden kan worden moet gecompenseerd worden door zogenaamde negatieve emissies (CO2-verwijdering). Hoewel het netto-nul idee niet heel oud is, is het wel de basis voor het mondiale klimaatbeleid en daarmee een belangrijk concept met verstrekkende maatschappelijke gevolgen. Hier kijken we waar het netto-nul idee op gebaseerd is.

Het aardsysteem is complex en fascinerend, maar ondanks alle complexiteit in het aardsysteem is er een simpele relatie tussen de mate van opwarming en onze cumulatieve (opgetelde) uitstoot. In onderstaande figuur staat die recht evenredige relatie, op basis van historische gemeten data. De rechte lijn is ook geldig voor de toekomst en wordt daarmee bijvoorbeeld gebruikt om het koolstofbudget te bepalen om onder een bepaalde temperatuurstijging te blijven.

Figuur 1. Verband tussen cumulatieve (opgetelde) CO2-uitstoot en temperatuurstijging voor ieder jaar tussen 1850 en 2023. Door natuurlijke variatie en de invloed van andere factoren dan CO2 is er ruis rondom de relatie. Op basis van deze relatie kan het koolstofbudget om onder een bepaalde temperatuur te blijven uitgerekend worden, dit zijn de pijlen onderin (om onder de 1,5 dan wel 2,0 graden te blijven). Met huidig toegezegd beleid zouden we volgens deze relatie rond de 2,5 graden opwarming verwachten.

Volgens de huidige inzichten blijft die een-op-een relatie dus ook bestaan in de toekomst, ook als onze uitstoot gaat dalen. Dat is een belangrijk gegeven en de basis van onze doelstellingen om aan het Parijs-akkoord te voldoen. Waar voorheen de nadruk nog wel eens lag om de CO2-concentratie onder een bepaalde waarde te houden, is het doel nu om de temperatuur onder een bepaalde waarde te houden. In dit overzichtsartikel van een van de grondleggers van het netto-nul concept, Myles Allen, staat dit verder uitgewerkt inclusief een wiskundige afleiding. Hier kijken we naar de onderliggende redenen achter het netto-nul concept. Om die te begrijpen moeten we twee vragen beantwoorden:

  1. Wat gebeurt er met onze uitgestoten CO2?
  2. Hoe reageert het aardsysteem op een verstoring zoals extra CO2?

We beginnen met de tweede vraag.

Wat doet CO2 met de temperatuur?

In het verleden werd er vaak een standaardsimulatie gedaan met klimaatmodellen: 70 jaar lang werd de CO2-concentratie in het model met 1% per jaar verhoogd tot die een verdubbeling bereikte en van 280 deeltjes per miljoen (ppm) pre-industrieel naar 2 × 280 = 560 ppm was verhoogd. Daarna werd deze concentratie constant gehouden in het model, zie Figuur 2a.

Figuur 2. Geschematiseerde computersimulatie waarin de CO2-concentratie verdubbelde in 70 jaar tijd waarna de concentratie constant gehouden werd (boven, blauwe lijn) en de daardoor veroorzaakte temperatuurstijging volgens de simulatie (onder, rode lijn). De belangrijkste les voor hier is dat de temperatuur nog blijft stijgen, ook als de CO2-concentratie constant blijft.

In die 70 jaar warmt het klimaat in het model op, en die opwarming gaat recht evenredig met de cumulatieve uitstoot (Figuur 2b). Maar, en dit is belangrijk voor de rest van het verhaal, na 70 jaar stopt die temperatuurstijging niet maar gaat hij door, ondanks dat de CO2-concentratie gelijk blijft! Die opwarming gaat wel langzamer dan voorheen, en met het verstrijken van de jaren wordt de opwarming steeds trager.

Lees verder