Geen aantoonbare versnelling van de zeespiegelstijging

Op de vraag "wat is het grootste risico van klimaatopwarming" luidt het antwoord veelal: de zeespiegelstijging. Dat die stijgt, staat inderdaad buiten kijf: een kleine 20 cm stijging in de afgelopen eeuw. Echter, in sommige kringen en media wordt beweerd dat er sprake is van een versnelling van de stijging, dit als gevolg van de opwarming sinds medio vorige eeuw. Maar dat is een ongefundeerde conclusie. Enkele feiten op een rij...

Fig 1: Grote regionale verschillen in snelheid
van de zeespiegelstijging

Dat - in een opwarmend klimaat - de zeespiegel stijgt, komt door twee factoren: thermische uitzetting van de oceaan en het smelten van gletsjers en ijskappen. Peilschalen geven aan dat - gedurende de 20e eeuw - de wereldwijde zeespiegel met ongeveer 18 cm is gestegen. Dat komt overeen met 1,8 mm/jaar. Sinds 1993 wordt er met satellieten gemeten. Die laten een aanzienlijk snellere stijging zien: 3,4 mm/jaar. De conclusie is dan snel getrokken: 3,4 is méér dan 1,8 en dus is er sprake van een versnelling in de 20e eeuw. Maar dat is een voorbarige conclusie.

Want klopt die 3,4 mm/jaar wel? In 2015 kwam een team van deskundigen tot de conclusie dat de satellietregistratie een forse correctie behoeft als gevolg van 'instrumentele drift'. Zij stellen dat de zeespiegelstijging sinds 1993 hooguit 2,6 tot 2,9 mm/jaar bedraagt. Deze conclusie is evenwel (nog) niet doorgevoerd in de reguliere rapportage van de betrokken instanties.

Fig 2: Mondiale zeespiegel stijgt vanaf circa 
1850 (einde Kleine IJstijd) zonder 
waarneembare versnelling

Een ander punt is in hoeverre deze stijging gerelateerd is aan de klimaatopwarming. In  2010 concludeerde een groep onderzoekers dat - sinds de jaren '90 - een aanzienlijk deel (circa 0,8 mm/jr) van deze stijging veroorzaakt wordt door de uitputting van grondwatervoorraden, o.a. ten behoeve van irrigatie.

Dat zou betekenen dat het klimaatgerelateerde deel van de stijging slechts 1,8 tot 2,1 mm/jaar bedraagt. En dat komt aardig overeen met die 1,8 mm/jaar van de peilschalen. Ergo: geen versnelling!

Ook kunnen de metingen aan peilschalen niet zomaar vergeleken worden met de satellietmetingen. Want peilschalen meten uitsluitend langs de kust.  Bovendien betreffen de metingen over de eerste helft van de 20e eeuw vooral het noordelijk halfrond. Satellieten daarentegen meten over de gehele oceaan (m.u.v. de Noordelijke IJszee) en laten grote regionale verschillen zien. De relatief grootste stijging (Fig 1: 'rood') vindt plaats midden op de oceaan, en valt derhalve buiten het bereik van de peilschalen. Geografisch gezien hebben peilschalen en satellieten dus een verschillende dekking en kunnen dus niet zonder meer worden vergeleken. Appels en peren dus. 

Fig 3: Gedurende 1920-1950 steeg de zeespiegel
even snel als nu.

Dan de peilschalen: laten die een versnelling zien gedurende de 20e eeuw? Nee. Uit fig 2 (bron: PSMSL) blijkt dat de versnelling veel eerder plaatsvond, omstreeks het jaar 1850, na afloop van de Kleine IJstijd. Vanaf dat moment  is er sprake van een vrijwel lineaire stijging van gemiddeld 1,8 mm/jaar. Zie ook hier. Deze stijgsnelheid  was overigens niet altijd hetzelfde. Opmerkelijk is ( Fig 3; bron: IPCC) dat tussen 1920 en 1950 - vóór de 'grote opwarming' dus - het zeeniveau even snel steeg als nu. Ook de zeespiegel bij de Nederlandse kust laat geen versnelling zien: sinds 1890 stijgt die gestaag met 1,9 mm/jaar  

Het ligt evenwel voor de hand dat - bij doorgaande klimaatopwarming - er in de loop van deze eeuw wel een versnelling gaat optreden. Maar tot nu is dat dus niet aan de orde. Komende decennia zal het overstromingsrisico van veel 'coastal megacities' vooral bepaald worden door een factor die niks met klimaatopwarming te maken heeft: bodemdaling, die in kustgebieden vaak vele malen sneller verloopt dan de stijging van de zeespiegel.

Klimaatverandering en het conflict in Syrië

In hoeverre is het waterprobleem in Syrië veroorzaakt door klimaatverandering? Daarover gaan de wildste geruchten de ronde. Er wordt zelfs gesproken over een 'klimaatoorlog', dit als voorbode van wat ons nog te wachten staat. Terechte zorg of toch weer een 'broodjeaapverhaal'?

Een veel geciteerde studie is die van Kelley et al (PNAS, 2015) waarin een relatie gelegd wordt tussen klimaatverandering en het conflict in Syrië. Onder de kop 'significance' wordt de toon gezet:

"There is evidence that the 2007−2010 drought contributed to the conflict in Syria. It was the worst drought in the instrumental record, causing widespread crop failure and a mass migration of farming families to urban centers. We conclude that human influences on the climate system are implicated in the current Syrian conflict"

Waarschijnlijk is die kop verzonnen door de uitgever om de verkoop te stimuleren, want de publicatie zelf is aanzienlijk genuanceerder. Maar dan nog: is hun conclusie terecht?

Neerslagtrends in landbouwgebieden geven een ander beeld

Figuur 1

Om te beginnen heeft de studie niet specifiek betrekking op Syrië; men onderzocht de neerslagtrends in een veel groter gebied met inbegrip van onder andere Turkije, Irak, Iran, Jordanië, Libanon en Israël. 

Bovendien, als je een relatie wil leggen tussen droogte en landbouwproductie, moet je specifiek kijken naar die gebieden waar 'rain fed agriculture' plaatsvindt. Ofwel in zones waar normaal gesproken meer dan 300-500 mm per jaar neerslag valt. In Syrië is dat het hoger gelegen grensgebied met Libanon en Turkije, en in de kustzone langs de Middellandse Zee. Zie figuur 1. Het betreft dus een klein deel van Syrië. 

Is het daar de afgelopen decennia dan zoveel droger geworden? Nauwelijks of niet, zo blijkt uit de neerslagstatistieken van - bijvoorbeeld - Damascus, Aleppo en Kamishli. Zie figuur 2. Weliswaar is het neerslagpatroon grillig, maar er is over de afgelopen 30 tot 40 jaar geen neerwaartse trend te bespeuren. De zogenaamde 'Syrische droogte' beperkte zich tot vooral het uiterste noordoosten (zie station Kamishli) gedurende 2007-2010, maar het herstel daarna is opmerkelijk.

Figuur 2. Bron: KNMI Climate Explorer

De rest van Syrië is woestijngebied. Als Kelley et al constateren dat het daar droger is geworden, is dat klimatologisch wellicht relevant. Maar voor de landbouw heeft dat geen consequenties, simpelweg omdat die daar nauwelijks bestaat. Met uitzondering dan van geïrrigeerde akkers langs de - door ISIS gecontroleerde - Eufraat en zijrivieren Khabour en Balikh.

Bevolkingsgroei leidt tot waterschaarste

Syrië is - net als de meeste andere landen in de regio - van nature een 'water stressed' land. Daarvan is sprake indien per hoofd van de bevolking slechts 1000 tot 1700 m3 water per jaar beschikbaar is. Bij 500 - 1000 m3 per jaar is er sprake van schaarste. De bulk van de waterbehoefte - 80 tot 90% - is ten behoeve van de agrarische sector, een klein deel is voor industrie en huishoudens. Met 'beschikbaar' wordt bedoeld de hoeveelheid water welke op duurzame wijze kan worden ingezet. Daarom wordt de 'water stress indicator' (WSI) ook wel gedefinieerd als de verhouding tussen watergebruik en natuurlijke aanvulling. Zie figuur 3.

Figuur 3

Het was de bevolkingstoename - in dertig jaar meer dan verdubbeld -  die in grote delen van Syrië geleid heeft tot ernstige waterschaarste c.q. watertekorten. De belangrijkste oorzaak was overexploitatie van de beperkt aanwezige grondwatervoorraden. Zo nam het aantal 'deepwells' (diepe geboorde putten met onderwaterpomp) tussen 1990 en 2010 spectaculair toe van 50.000 tot ruim 230.000 stuks en verdrievoudigde het met grondwater geïrrigeerde landbouwareaal tot 800.000 hectare. Bovendien ging men over tot meerdere oogsten per jaar hetgeen gepaard ging met grote verdampingsverliezen.

De aanjager van deze expansie was het Sovjet-achtige systeem van vijfjarenplannen van het regime Assad om de landbouwproductie op te voeren. Met daarin een belangrijke plek voor export (o.a. water slurpend katoen). De gevolgen waren desastreus. Het watergebruik oversteeg ruimschoots de natuurlijke aanvulling met een enorme daling (> 100 meter) van de grondwaterstand als gevolg. Niet alleen de traditionele ondiepe waterputten vielen droog, maar ook een deel van de moderne deepwells moesten er aan geloven. Tot overmaat van ramp schafte het regime Assad in 2008 ook nog eens de subsidies op diesel en kunstmest af, hetgeen een enorme kostenstijging betekende voor de boeren. 

Speelt de droogte dan geen rol?

Met 'droogte' wordt bedoeld een periode - van enkele aaneengesloten jaren - waarin het wat minder regent dan gemiddeld. Dat heet 'natuurlijke variabiliteit'. Die is ook terug te vinden in de neerslagcijfers van figuur 2. Maar die leverden voorheen voor de landbouwers geen al te grote problemen op: men kon zulke periodes altijd betrekkelijk eenvoudig overbruggen met tijdelijke aanvullende irrigatie vanuit riviertjes, meertjes en ondiepe traditionele waterputten. Tijdens de daarop volgende droogte, die van 2007-2010 in het noordoosten, was die weg afgesneden vanwege de structurele overexploitatie van de schaarse grondwatervoorraden sinds de jaren '90 én de overexploitatie van oppervlaktewater in het Turkse deel van het stroomgebied.

Conclusie

Droogteperiodes van enkele jaren zijn geen uitzondering en konden doorgaans overbrugd worden door aanvullende irrigatie vanuit riviertjes, meertjes en ondiepe waterputten. Deze weg werd afgesneden toen die bronnen droog vielen als gevolg van de - door het regime Assad aangestuurde - expansie van grondwaterirrigatie met behulp van deepwells sinds de jaren '90. Dat leidde tot overexploitatie van de beperkte grondwatervoorraden met een sterke daling (> 100 meter) van de grondwaterstanden als gevolg waardoor putten, riviertjes en (stuw)meertjes droog vielen. 

Weliswaar kan toekomstige klimaatopwarming resulteren in toename van droogteperiodes, maar de recente waterschaarste is vooral veroorzaakt door andere factoren: sterke bevolkingsgroei, slecht landbouwbeleid en inadequaat watermanagement. 

Update november 2017

Zie ook de recente (september 2017) publicatie van Selby et al waarin nadrukkelijk afstand wordt genomen van het werk van o.a. Kelley et al. 

Zijn de recente overstromingen in het Verenigd Koninkrijk het gevolg van de klimaatopwarming?

In december 2015 werden delen van Engeland getroffen door zware overstromingen. Uiteraard wordt er volop gespeculeerd of de overstromingen het gevolg zijn van de - door de mens veroorzaakte - klimaatverandering. Wat zegt de wetenschap?

Om de vraag te beantwoorden, moet onderscheid gemaakt worden in twee afzonderlijke vraagstukken:

-        Is de extreem natte december het gevolg van klimaatopwarming?

-        In hoeverre zijn de overstromingen toe te rekenen aan die extreme neerslag?

De eerste vraag is klimatologisch/meteorologisch van aard; de tweede ligt op het terrein van waterbeheer/hydrologie en ruimtelijke ordening. Helaas worden die twee vragen in de media en politiek veelvuldig op één hoop gegooid.

Extreme neerslag

Fig 1
Decemberneerslag in het VK. Die van 1929 doet nauwelijks
onder voor het record van 2015
Bron: UK Met Office via Carbon Brief

Fig 2
'Atmosferische rivier' ten tijde van extratropische storm Desmond, begin
december 2015. Merk op dat het noorden van het VK net in zijn baan ligt.
Bron: NWSOPC/NOAA

December 2015 was inderdaad extreem nat: over de gehele UK genomen viel er tweemaal zoveel neerslag als normaal. Zie figuur 1. Maar opmerkelijk is dat begin vorige eeuw eveneens natte decembermaanden kende. De uitschieter in december 1929 doet nauwelijks onder voor die van december 2015. Een opmerkelijk verschil met 2015 is dat in 1929 de extreme neerslag betrekkelijk gelijkmatig verdeeld was over de gehele UK, terwijl die van 2015 geconcentreerd was op het noorden, de getroffen gebieden. Hoe kon dat zo gebeuren? Welnu, een groep wetenschappers zocht naar een verklarende oorzaak van de tien zwaarste 'winter floods' in de UK sinds 1970. Zij concludeerden dat de extreme en vaak langdurige winterneerslag veroorzaakt wordt door zogenaamde 'atmospheric rivers' die warme en vochtige oceaanlucht aanvoeren vanuit het subtropische deel van de Atlantische Oceaan. In december 2015 was dit eveneens het geval (zie figuur 2): Ierland en het noorden van het VK lagen 'toevallig' in de baan van zo'n atmosferische rivier. In hoeverre dit soort extreme circulatiepatronen beïnvloed worden door de klimaatopwarming, is onderwerp van onderzoek. Ook de krachtige El Niño van 2015/2016 heeft zijn invloed laten gelden. Het verschijnsel is overigens niet 'nieuw': het heeft er alle schijn van dat de 'Great Flood', die in de winter van 1862 het westelijke deel van de USA teisterde, eveneens door dit fenomeen veroorzaakt werd.

Water management

Of een extreme neerslag vervolgens leidt tot overstroming(schade), is weer een ander verhaal. Dat heeft primair te maken met de - continu aan verandering onderhevige - karakteristieken van het stroomgebied. Zoals toename verhard oppervlak, gewijzigd landgebruik waardoor de infiltratie/berging terugloopt, bebouwing van de natuurlijke floodplains, inklinking van de bodem, onderhoud waterkeringen, beschikbaarheid van noodvoorzieningen, op diepte houden van watergangen, early warning systems, etc. Helaas heeft het VK - na de overstroming van de Somerset Levels (winter 2013/2014) - weinig bijgeleerd...

Conclusie

Dat er in december 2015 sprake was van een extreme neerslag, staat niet ter discussie. Ook de oorzaak er van lijkt duidelijk: een bijzonder en langdurig circulatiepatroon ('atmosferische rivier'). Of dit soort blokkades beïnvloed worden door klimaatopwarming, is onduidelijk en onderwerp van onderzoek. Dat de extreme neerslag geleid heeft tot overstroming en schade is in hoge mate het gevolg van suboptimaal waterbeheer. 

De door IPCC 'vergeten' global warming

De twintigste eeuw kende twee - vrijwel identiek verlopende - opwarmingsperiodes: 1910-1945 en 1975-2000. Met één belangrijk verschil: tijdens de eerste periode speelden broeikasgassen nauwelijks een rol. Het IPCC erkent dat ze voor deze 'early 20th century global warming' geen sluitende verklaring heeft. Wat ziet IPCC over het hoofd? In hoeverre heeft dat gevolgen voor IPCC's conclusies inzake de tweede opwarmingsperiode?

Fig 1: Verloop van de mondiale temperatuur vanaf 1850. 

Bron: IPCC. De snelle opwarming 1975-2000 is vrijwel 

identiek aan die van 1910-1945. Voor laatstgenoemde 

periode heeft IPCC geen sluitende verklaring.

In het onderzoek naar de oorzaken (attributie) van de opwarming onderscheidt IPCC twee soorten 'forceringen': menselijke (AGW) en natuurlijke. De categorie 'natuurlijk' kent op zijn beurt slechts twee smaken: zon en vulkanische activiteit. De overblijvende 'ruis' wordt gezien als 'interne variabiliteit' die over langere periodes uitmiddelt (en dus geen invloed heeft op de energie-inhoud van het klimaatsysteem).

De, door IPCC niet te verklaren, vroege opwarming

Maar ten aanzien van de eerste opwarmingsgolf (grofweg 1910-1945) gaat die gedachtegang mank. Want gelet op de sterke stijging (circa 0,5 ᵒC) en de lange periode (> 30 jaar) was hier sprake van een heuse klimaatverandering, vrijwel identiek aan de periode 1975-2000 (figuur 1).

Fig 2: Tijdens de snelle opwarming begin vorige eeuw 

steeg de zeespiegel even snel als tegenwoordig. Bron: IPCC

Opmerkelijk is ook dat die periode getuige was van een versnelde zeespiegelstijging tot ongeveer 3 mm/jaar, vergelijkbaar met

die van de afgelopen twintig jaar (figuur 2).

Een dergelijke klimaatverandering kan niet zomaar worden afgedaan als 'ruis'. IPCC erkent dan ook geen sluitende verklaring te hebben voor deze periode (zie AR5-WG1, Chapter 10). De klimaatmodellen verklaren slechts iets meer dan de helft van de totale temperatuurstijging ad circa 0,5 ᵒC. Voor de attributie verlegt IPCC vervolgens het accent  - gemakshalve? - op de periode ná 1950. Tja.

De duizelingwekkende 'great ocean conveyor belt'

Wat was er dan wél aan de hand in de periode 1910-1945 (en mogelijk 1975-2000)? Antwoord: verandering in de intensiteit van de wereldomvattende oceaancirculatie. Die staat bekend als de thermohaline circulation (THC), de Atlantische tak van de THC wordt Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) genoemd (figuur 3). Die vervoert het tropische warmteoverschot naar de koude noordelijke poolstreek. De waterverplaatsing van de AMOC wordt geschat op 15 tot 20 miljoen m3/s en heeft een energetisch vermogen van één miljard megawatt. Onderweg naar het noorden staat de AMOC deze warmte af aan de atmosfeer, de waterstroom koelt onderweg af en wordt zouter. Nabij Groenland duikt - door het dichtheidsverschil - de afgekoelde stroom naar beneden om vervolgens via de diepe oceaan zijn weg

Fig 3: De 'oceanische transportband' die draagt zorg voor de

 herverdeling van warmte over de aardbol. Rood: warm en ondiep. 

Blauw: koud en diep. Zie tekst.

in zuidelijke richting te vervolgen. De totale omlooptijd van deze 'oceanische transportband' bedraagt duizend jaar. De warme ondiepe tak van de AMOC staat bekend als de fameuze 'Warme Golfstroom' die NW Europa aangenaam warm houdt. Ter indicatie: in de Noord-Atlantic is het gemiddeld vijf graden warmer dan op vergelijkbare hoogte in de Pacific.

Gevarieerd warmtetransport naar de koude poolstreken

Variaties in de intensiteit van de AMOC veroorzaken dus heftige temperatuurschommelingen in het Noord-Atlantische en Arctische gebied. De versnelde aanvoer van warmte heeft bovendien invloed op de sneeuw- en ijsbedekking (o.a. Arctisch zee-ijs, permafrost). Daardoor verandert het terugkaatsend vermogen van de aarde (albedo), met als gevolg dat het opwarmingssignaal wordt versterkt. Met als resultaat: opwarming van het noordelijk halfrond, reductie zee-ijs, extra warmteopname door de oceaan, versnelde stijging van de zeespiegel, etc.

Fig 4: De AMO-index als indicator voor de intensiteit 

van de AMOC. De omslagjaren (1910 en 1975) zijn duidelijk 

zichtbaar. Vanaf begin deze eeuw maakt hij pas op de plaats.

De vraag is dan of dergelijke variaties in de intensiteit van de AMOC zich daadwerkelijk hebben voorgedaan tijdens die twee opwarmingsperiodes. IPCC zegt - simpel geredeneerd - dat daarvoor geen bewijs bestaat. Probleem is echter dat er pas 10 jaar serieus gemeten wordt aan het volume- en warmtetransport van de AMOC. Gelukkig bestaat er een andere - afgeleide - indicator: de Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) waarvoor zelfs een index voor is ontwikkeld: de AMO-index. Deze AMO - een maat voor de oppervlaktetemperaturen van de noordelijke Atlantische Oceaan - is vanaf eind 19e eeuw redelijk bekend (figuur  4). Uit de grafiek blijkt dat de AMO in 1910 en 1975 omslaat in de richting van 'warm'. Dit - uiteraard - als gevolg van een toename in het warmtetransport van de AMOC: het ontbrekende puzzelstukje bij de opwarming van 1910-1945. En mogelijk - voor een deel - de verklaring voor de snelle opwarming tussen 1975 en 2000.

Uit figuur 4 blijkt dat de AMO-index sinds begin deze eeuw pas op de plaats lijkt te maken. Dat wordt bevestigd door de metingen aan de AMOC (sinds 2004): er lijkt sprake van een lichte afname. De afname van de AMOC is dus één van de verklaringen voor de hedendaagse 'hiatus' in de opwarming van het klimaat.

Blijvend effect

De natuurlijke 'multi decadal' variaties van de AMO en AMOC vertonen een quasiperiodiek karakter met een periode van circa 60 tot 70 jaar. Dan zou je kunnen redeneren dat het effect over langere termijn uitmiddelt. Maar dat is niet het geval. De AMOC  - met inbegrip van alle terugkoppelingen met de atmosfeer, zee-ijs, snow cover, permafrost - is namelijk geen lineair systeem. Er zit zogenaamde 'hysterese' in. De effecten van een toename van de AMOC , zoals in 1910-1945, worden derhalve niet volledig tenietgedaan als het systeem weer omslaat naar 'koud'. Ook verdwijnt de eerder opgeslagen extra energie in het klimaatsysteem niet zomaar de ruimte in. Ergo: het effect van de global warming van 1910-1945 is tot op de dag van vandaag aanwezig in het wereldklimaat.

Conclusies

Variaties in het warmtetransport van de AMOC hebben significant bijgedragen aan de snelle en langdurige opwarming gedurende 1910-1945 en 1975-2000. Dergelijke variaties hebben een grote invloed op de energie-inhoud van het klimaatsysteem en dienen derhalve beschouwd  te worden als een 'natuurlijke forcering' en niet als 'interne variabiliteit of ruis'. Omdat er sprake is van een niet-lineair systeem, blijft een deel van de opgenomen energie langdurig aanwezig in het klimaatsysteem. Geconcludeerd mag worden dat over de gehele vorige eeuw - ook ná 1950 - de natuurlijke bijdrage aan de klimaatopwarming groter is dan IPCC veronderstelt. En dus is de menselijke bijdrage (en de klimaatgevoeligheid voor CO2) geringer dan IPCC concludeert.

Onbegrijpelijk

De werking van de THC/AMOC, de relatie tussen AMO en AMOC, de koppeling tussen AMOC, atmosfeer en Arctisch zee-ijs, het albedo-effect van Arctisch zee-ijs, etc  is in vele tientallen peer-reviewed wetenschappelijke publicaties beschreven. Het is dan ook onbegrijpelijk dat IPCC daar geen rekening mee houdt in hun attributiestatement.

Ter afsluiting een passage uit een van de (vele) wetenschappelijke publicaties:

"The simulated temperature changes associated with THC variability cannot fully explain the 0.6 C of 20th century warming seen in both global and Northern Hemisphere mean temperature, but are large enough to modify estimates of the rate of anthropogenic climate change"

Waarvan akte.

----------------------------------

Voor meer informatie: zie mijn boek 'Aan de knoppen van het klimaat' Zie ook de recensies van o.a. De Volkskrant en NBD|Biblion. 

Klimaatvluchtelingen?

De Volkskrant van 14 augustus 2014 pakt flink uit: "Eerste klimaatvluchtelingen erkend". Dit vanwege de sterk stijgende zeespiegel bij de eilandstaatjes Tuvalu en Nauru in het westelijke deel van de Stille Oceaan. Maar is die stijging écht zo fors?

De Permanent Service for Mean Sea Level (PSMSL) is sinds 1933 verantwoordelijk voor de verzameling, publicatie, analyse en interpretatie van zeespiegelstanden via een wereldwijd netwerk van peilstations. Inclusief Tuvalu en Nauru. Zie grafiekjes hieronder (klik voor vergroting).

Zeeniveau bij Tuvalu - PSMSL station 1839

Zeeniveau bij Naura - PSMSL station 1844

In de grafiekjes is te zien dat het zeeniveau schommelingen vertoont. Die worden veroorzaakt door natuurlijke fenomenen, waaronder de ENSO ('El Nino'). De enorme dip (40 cm!) in 1998 is veroorzaakt door de super El Niño die toen plaatsvond. Als je die dip als beginpunt neemt, is er inderdaad sprake van een forse stijging. Maar als je die tijdelijke dip buiten beschouwing laat - zoals het hoort - is er niet zoveel aan de hand.

Naschrift (20 augustus 2014)

Recentelijk meldden de media een bericht over nóg een eiland namelijk Taro Island , onderdeel van de Solomon Islands. Ook dit (lage) eiland zou te kampen hebben met een snelle stijging van de zeespiegel. Hier de PSMSL-data: 

Zeeniveau bij Solomon Islands - PSMSL station 1861

Ook hier weer de sterke natuurlijke variaties, mede als gevolg van de El Niño Southern Oscillation (ENSO). Het verschil met Tuvalu en Nauro is dat er in de Solomon Sea wél sprake is van een relatief snelle stijging, sneller dan het wereldgemiddelde. Terecht denkt men daar nu na over geleidelijk aan verkassen van de 500 - 1000 inwoners naar een hoger deel van het eiland.

Hieronder een kaartje, op basis van satellietmetingen, van de zeespiegelstijging van de afgelopen 20 jaar. Met daarop ingetekend de drie eilanden. 

Nauru en Tuvalu liggen in de gele zone waar de zeespiegelstijging ongeveer overeenkomt met het wereldgemiddelde. Ten oosten daarvan is de zeespiegel gedaald (blauwe zone). Terwijl in het westelijk deel (rode zone) de stijging bovengemiddeld is. 

----------------------------------

Voor meer informatie: zie mijn boek 'Aan de knoppen van het klimaat' Zie ook de recensies van o.a. De Volkskrant en NBD|Biblion. 

Land subsidence - not sea level rise - threatens coastal megacities

According to the IPCC, climate change will contribute to coastal flooding. This may be so, but it's certainly not the main cause. In many of the world's coastal megacities, flooding is the result of the still ongoing land subsidence, not the sea level rise. Why didn't IPCC mention this in their latest report on impacts?

The most important factors that contribute to land subsidence are:

·         groundwater abstraction from aquifers, leading to compaction of overlying soft sediments;

·         surface drainage for urban development, leading to oxidation of peat and compaction of top soils.

Other factors are the winning of oil, natural gas and coal, and postglacial effects.

Sea level rise (top red line) compared to land subsidence
in various cities/area's (source: Deltares) 

Subsidence occurs in most of world's coastal megacities that usually are situated on thick clayey delta deposits. Examples of such 'sinking cities' are:  Jakarta, Shanghai, Bangkok, Tianjin, New Orleans, Tokyo, Taipei, Manila, Dhaka, Semarang, etc. In some cases, cities have sunk by more than five meters during the last century. But that's not all: the process is still going on, at rates up to 100-200 mm/year. Compare that to the present sea level rise of only 3 mm/year!

Jakarta land subsidence in the period 1974-2010. The northern part of the
city sinks at a rate of 150-250 mm/year.

Moreover, the risk of  urban flooding is amplified by the effects of other human interventions in the upstream catchment. 

The economic damage and other risks - e.g. loss of lives - from land subsidence will increase rapidly due to population growth, urbanisation and economic development. It's evident that these problems call for local strategies and measures. 


Without such actions, mitigation efforts to curb the sea level rise is like mopping the floor with the tap wide open. 


-------------------------------------------------
Voor meer informatie: zie mijn boek 'Aan de knoppen van het klimaat' Zie ook de recensies van o.a. De Volkskrant en NBD|Biblion. 

IPCC onderschat natuurlijke variabiliteit oceaan

In hun rapport uit 2007 onderschat IPCC de natuurlijke variabiliteit van de oceaan, zo stel ik in mijn boek. Dat leidt tot een overschatting van een cruciale parameter: de klimaatgevoeligheid voor CO₂. Ik kom dan ook tot een aanzienlijk lagere waarde dan IPCC. Begin 2014 verschijnt hun volgende rapport. Een belangrijk deelrapport – het 2200 pagina’s dikke The Physical Science Basis – kwam oktober jl. reeds in concept beschikbaar. Nog steeds heb ik kritiek. Maar positief is dat IPCC, wat de klimaatgevoeligheid betreft, toch een beetje ‘mijn’ kant is opgeschoven. Een veelbelovend begin.

De hoofdmoot van mijn boek betreft overigens een feitelijke beschrijving – met talrijke illustraties – van de vele natuurlijke en menselijke processen die het wereldklimaat beïnvloeden. Positieve recensies waren er van o.a. De Volkskrant en NDB|Biblion. In één hoofdstuk waag ik me aan een persoonlijke weging van al die processen. Hetgeen resulteert in een – van IPCC – afwijkende verklaring van de opwarming. Hier een korte toelichting.

Opmerking vooraf

‘Wie ben jij dat je het beter denkt te weten dan die duizenden klimaatwetenschappers bij elkaar?’ wordt mij wel eens gevraagd. Welnu: dat pretendeer ik niet. Als kleine organisatie verricht IPCC zelf geen onderzoek; men beoordeelt slechts de stand van de wetenschap. Evenals IPCC baseer ik me op de wetenschappelijke bouwstenen, zij het dat ik ze op een andere wijze rangschik. Bovendien focust IPCC – conform hun opdracht – op human induced climate change. Oftewel de invloed van de mens. En probeert dan – op basis van consensus – tot conclusies te komen. Het bereiken van consensus is echter geen wetenschappelijke methode; het proces biedt ruimte voor tunnelvisie en politieke inkleuring.

De aarde als ‘waterplaneet’

Opwarming van het klimaat betekent een toename van de temperatuur in de onderste kilometers van de atmosfeer: de troposfeer. De bulk van die opwarming vindt plaats langs een omweg: via de oceaan. Die wordt opgewarmd door de (kortgolvige) straling van de zon. Vervolgens staat de oceaan die warmte af aan de troposfeer middels (langgolvige) infraroodstraling. Die warmte wordt vervolgens  vastgehouden door de broeikasgassen in de atmosfeer. En als die toenemen, stijgt de temperatuur. De mate waarmee dat gebeurt wordt bepaald door de klimaatgevoeligheid voor (verdubbeling van) CO₂. En juist daarover bestaat nog steeds veel discussie.

Warmtebuffer en transportsysteem van energie

De troposfeer wordt dus verwarmd vanuit de oceaan. Twee eigenschappen van de oceaan zijn daarbij van cruciaal belang:

·         Warmtecapaciteit van de oceaan. Die is ruim duizend maal groter dan die van de atmosfeer. Dat betekent dat een opwarming van de troposfeer gepaard gaat met een minuscule – nauwelijks meetbare – verlaging  van de gemiddelde temperatuur van de oceaan. En vice versa;

·         Oceaan als transportsysteem van energie. Via een wereldomvattende circulatitie draagt de oceaan zorg voor de herverdeling van warmte over onze planeet, van de warme tropen naar de koude poolstreken. In mijn boek een uitgebreide omschrijving van dit complexe klimaatsysteem dat bekend staat als de thermohaline circulation (THC) of de meridional overturning circulation (MOC).

Het energietransport van de oceaan is vergelijkbaar met het vermogen van enkele miljoenen moderne kerncentrales. Wat gebeurt er met ons klimaat als die machine even hapert of versnelt? Dat de warmte-uitwisseling tussen oceaan en atmosfeer grote natuurlijke variaties vertoont blijkt bijvoorbeeld uit de El Niño Southern Oscillation (ENSO), de Pacific Decadal Oscillation (PDO) en de Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO). In mijn boek dan ook ruime aandacht voor deze natuurlijke cyclische klimaatfenomenen.

Hieronder een korte beschouwing over de Noord Atlantische tak van de MOC, de zogenaamde AMOC.

De oceaan als natuurlijke klimaatvariabele

Variaties van de intensiteit van de oceaancirculatie hebben gevolgen voor het klimaat. Ook IPCC erkent dat. Op dit punt dus geen verschil van inzicht. Een relevante vraag is dan of er de afgelopen eeuw zulke variaties van de intensiteit zich daadwerkelijk hebben voorgedaan. In mijn boek benoem ik er twee:

·         Tijdens de zogenaamde Kleine IJstijd was de oceaancirculatie sterk vertraagd. Vervolgens is vanaf begin 19^e eeuw de diepe oceaancirculatie geleidelijk aan weer op gang gekomen. Een dergelijk herstel duurt eeuwen. Dus is een deel van de opwarming gedurende de 20^e eeuw nog terug te voeren op dit trage herstel;

·         De 60/70-jarige periodieke klimaatvariabiliteit. Diverse wetenschappers wijzen op het bestaan van een dergelijke natuurlijke variatie en leggen daarbij een relatie met variaties in de sterkte van de oceaancirculatie.

En wat zegt IPCC hierover? Die stelt simpelweg dat er ‘geen gemeten bewijs’ is voor dergelijke langdurige variaties van de oceaancirculatie. Op zich klopt die redenering. Maar je moet daarbij dan wél aantekenen dat het meetprogramma in de diepe oceaan pas in 2005 werd opgestart! Logisch dus dat je geen bewijs vindt.Maar in de wetenschap luidt het credo: ‘afwezigheid van bewijs’ is niet hetzelfde als ‘bewijs van afwezigheid’. Gelukkig bestaat er een andere indicator voor de sterkte van de oceaancirculatie: de zogenaamde AMO (indicator voor oppervlaktetemperaturen op de noordelijke helft van de Atlantische Oceaan). En die vertoont afgelopen eeuwen een duidelijke natuurlijke oscillatie die aardig in de pas loopt met het temperatuurverloop in de atmosfeer. Zie grafiekjes (klik voor vergroting).

Mondiale temperatuur vanaf 1860

Wat betekent dit voor de klimaatgevoeligheid?

IPCC onderschat deze natuurlijke variabiliteit van de oceaan en de invloed daarvan op het temperatuurverloop vanaf eind 19^e eeuw. De keerzijde daarvan is dat men het effect van CO₂ dan overschat. In mijn boek beredeneerde ik dat de klimaatgevoeligheid in de buurt van 1,0 °C ligt. Dat is een factor drie lager dan de ‘best estimate’ van IPCC (2007) die toen werd vastgesteld op 3,0 °C.

AMO-index als maat voor sterkte
van de oceaancirculatie (AMOC)

We zijn nu bijna zeven jaar verder. Wat zegt IPCC nu in het nieuwe rapport dat in 2014 verschijnt?  Ten eerste stelt men dat de zaak dermate complex is dat men nu geen ‘best estimate’ meer durft af te geven. Bovendien heeft men de onderkant van het onzekerheidsinterval verlaagd tot 1,5 °C. Hetgeen – zeg ik met enige trots – aardig in de richting begint te komen van de door mij benaderde waarde.

Toekomst

Ligt er een nóg verdere verlaging van de klimaatgevoeligheid in het verschiet? Ik denk het wel. Want IPCC ziet nog steeds dingen over het hoofd. Zo wordt, door IPCC, de huidige pauze in de opwarming van de troposfeer verklaard door het feit dat de diepe oceaan méér warmte opneemt. Als gevolg van – nota bene – de verandering in de sterkte van de oceaanstroming! Dus toch? Maar dan is het omgekeerde ook het geval geweest: een versnelde warmteafgifte vanuit de oceaan in de periode 1975-2000. Wanneer gaat IPCC ook dát onderkennen?

Wat ook opvalt in het nieuwe IPCC-rapport, is de accentverlegging naar de opwarming over de laatste 50 jaar. Jammer is dat de snelle opwarming tussen 1910-1940 (zie bovenste grafiek) daarmee naar de achtergrond verschuift. Toen speelde CO₂ nauwelijks een rol. Toch steeg de wereldtemperatuur toen plotseling met ruim 0,5 °C. De verklaring die IPCC daarvoor geeft – zon en vulkanische activiteit – is niet afdoende. Maar neem je de oceaan erbij (onderste grafiek), dan klopt het plaatje plotseling veel beter.

Ik verwacht dat wetenschappelijk onderzoek de komende jaren zal uitwijzen dat de klimaatgevoeligheid nog lager ligt. Welke consequenties dat heeft voor het klimaatbeleid, is een ander verhaal. In mijn boek heb ik daar alvast een voorschot opgenomen…

---------------------------------------------------
Voor meer informatie: zie mijn boek 'Aan de knoppen van het klimaat' Zie ook de recensies van o.a. De Volkskrant en NBD|Biblion.

Weer een mooie recensie…

NBD|Biblion recensie:

"De laatste jaren komen de alarmerende rapporten van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) steeds meer onder vuur te liggen. Temperatuur en zeespiegel vertonen weliswaar een stijgende lijn, maar of die moet worden toegeschreven aan het broeikaseffect wordt in toenemende mate betwijfeld. Aan de hand van talloze schematische tekeningen, diagrammen en tabellen laat dit boek op overtuigende wijze zien hoe ingewikkeld klimaatprocessen in elkaar zitten. Zonneactiviteit, oceaanstromingen en geologische processen hebben altijd al aanleiding gegeven tot klimaatschommelingen en kunnen daar ook nu weer voor verantwoordelijk zijn. Deze eenzijdig toeschrijven aan een broeikaseffect door toegenomen menselijke CO2-uitstoot, zoals het IPCC dat doet, is een te simpele voorstelling van zaken. Daarbij komt nog dat voldoende nauwkeurige meetgegevens nog maar vrij recent beschikbaar zijn, zeker wanneer dit wordt afgezet tegen de tijdschaal waarop klimaatveranderingen zich voltrekken. Een evenwichtige beschouwing is dan ook op zijn plaats en dat is precies waar dit boek in uitblinkt. Prachtig geïllustreerde en toegankelijk geschreven studie naar de klimaatprocessen die terecht kritisch is ten aanzien van IPCC-rapporten"

Marc Busio (NBD|Biblion recensie)

Inderdaad: in mijn boek uit ik kritiek richting IPCC. Maar ook de ‘ontkenners’ krijgen er van langs. Ik ben van mening dat de mens wel degelijk bijdraagt aan de opwarming van de aarde, zij het in veel mindere mate dan IPCC ons voorhoudt. Ook ik pleit voor afbouw van het gebruik van fossiele brandstoffen. Maar de halsstarrige focus op CO2 ontneemt het zicht op mogelijk veel effectievere maatregelen, zoals de reductie van methaan en roet. Ook moeten we niet steeds ‘het klimaat’ de schuld geven als er weer eens iets mis is in de wereld. Overstroming bijvoorbeeld wordt primair veroorzaakt door lokale menselijke ingrepen in het stroomgebied van een rivier. Of door enkele meters bodemdaling als gevolg van grondwateronttrekking en/of oppervlaktebemaling. Dat soort problemen voorkom je niet met mondiaal klimaatbeleid: het draait primair om local governance.

PS: De schitterende cartoon van Morris is van toepassing op beide kampen!

Positieve recensies

Geleidelijk aan druppelen de recensies op mijn boek ‘Aan de knoppen van het klimaat’ binnen. Ik wil er hier één uitlichten: die van Maarten Keulemans in de wetenschapsrubriek van Volkskrant van 8 december jl.  Ook hij is positief. Toch heb ik behoefte aan een reactie. Want de indruk zou kunnen ontstaan dat mijn boek één lange klimaatsceptische klaagzang is. Maar dat is geenszins het geval.

Mijn boek is primair bedoeld om alles wat er speelt rondom het onderwerp ‘klimaatverandering’ toegankelijk te maken voor een breed publiek. Het overgrote deel van het boek betreft een kwalitatieve beschrijving van het klimaatsysteem, met veel plaatjes, schema’s, kaartjes en foto’s. Dat bedoelt Keulemans met een ‘schools boek’. Slechts een klein deel betreft mijn persoonlijke weging van de vele klimaatprocessen. Daar wijk ik op onderdelen af van IPCC.  Daarin ben ik, wederom volgens Keulemans, een ‘goede scepticus’. Mijn boek besluit met enkele relativerende opmerkingen over klimaatbeleid. Toch pleit ik in mijn boek voor afbouw van fossiele brandstoffen en wijs ik op het klimaatrisico van olie- en gaswinning in het noordpoolgebied.

‘Aan de knoppen van het klimaat’

Het is zover: vanaf eind november 2012 ligt mijn boek in de winkel. Mijn doel was het ingewikkelde en vaak tegenstrijdige klimaatverhaal toegankelijk te maken voor een breed publiek. Via begrijpelijke teksten en talrijke aansprekende illustraties is het immer voortwoedende klimaatdebat nu ook te volgen door niet-ingewijden. Het boek kwam tot stand na bijna twee jaar studie van honderden wetenschappelijke rapporten, boeken en publicaties. Niet alleen de lijvige IPCC-rapporten, maar ook inzichten en onderzoek van ‘andersdenkende’ wetenschappers kwamen daarbij aan bod. Het boek wordt uitgegeven door Fontaine Uitgevers.

ISBN 978 90 5956 455 8 - 160 blz - € 24,95

Het eerste deel van het boek beschrijft het klimaatsysteem. Aan de orde komen onder andere: zon, oceaan, atmosfeer, waterdamp, kosmische straling, broeikaseffect, albedo, El Niño, energiebudget, vulkanen, aardmagnetisch veld, ijskappen, zee-ijs, permafrost, de wereldomvattende kringlopen van water en koolstof. In dit deel wordt ook beschreven hoe natuurkrachten het wereldklimaat met enige regelmaat drastisch op zijn kop hebben gezet.

Het tweede deel betreft een analyse van de hedendaagse en toekomstige trends. Wat is de oorzaak van de mondiale opwarming van de afgelopen eeuw(en)? Is de mens de hoofdschuldige zoals het VN-Klimaatpanel (IPCC) claimt. Of zijn er juist natuurkrachten in het spel? Zijn de gevolgen van de klimaatverandering werkelijk zo desastreus als ons wordt voorgehouden? Wordt ons laaggelegen landje bedreigd door het wassende water? Is de mens bij machte het wereldklimaat te beteugelen? Of moeten we ons simpelweg aanpassen aan de gewijzigde omstandigheden? Oftewel: wat is de zin – of onzin – van ‘klimaatbeleid’?

Dan blijkt dat de klimaatwetenschap bij lange na niet is uitgekristalliseerd. Met name de oceaan – het belangrijkste klimaatsysteem op aarde – herbergt daarvoor nog te veel geheimen. Niemand heeft de wijsheid in pacht. Klimaatverandering is zowel onvermijdbaar als onvoorspelbaar. En dus is een nuchtere en realistische benadering op zijn plaats.