Oude smelt

Uit historische afbeeldingen van gletsjers probeert de Utrechtse wetenschapper Hans Oerlemans af te leiden wanneer de recente opwarming van de aarde op gang kwam.

ANDERS DAN VAAK wordt aangenomen begon de huidige mondiale opwarming waarschijnlijk al vroeg in de negentiende eeuw en niet pas aan het eind daarvan. De opwarming voltrok zich over de hele wereld praktisch volgens hetzelfde patroon. En er zijn geen sterke aanwijzingen dat de opwarming alleen tot de laagste delen van de troposfeer beperkt bleef.

Deze conclusies kunnen worden getrokken uit een ongekend omvangrijk gletsjeronderzoek waarover geofysicus/meteoroloog Hans Oerlemans vorige week publiceerde in Science-online (3 maart). Oerlemans, als hoogleraar vebonden aan het Instituut voor Marien en Atmosferisch Onderzoek Utrecht (IMAU) doet al 25 jaar onderzoek aan de relatie tussen klimaat en gletsjers en ijskappen. In 2001 kreeg hij daarvoor de Spinozaprijs.

De recente publicatie is een poging om uit de gereconstrueerde lengteverandering (meestal inkortingen) van 169 `kleine' gletsjers informatie over historische klimaatontwikkelingen te winnen. Afgezien van een enkele welbegrepen uitzondering trekken over de hele wereld de gletsjers zich al bijna twee eeuwen terug. Al lang geleden is de conclusie getrokken dat dit een reactie is op klimaatverandering en inmiddels is een bruikbaar inzicht ontstaan in de relatie tussen gletsjerlengte en klimaat. In zijn Science-artikel gebruikt Oerlemans dit inzicht om voor elk van de 169 gletsjers vast te stellen aan welke temperatuurveranderingen zij de afgelopen eeuw of eeuwen moeten hebben blootgestaan.

De publicatie is een uitwerking van onderzoek waarover Oerlemans eerder (8 april 1994) in Science publiceerde. Toen was het doel bescheidener: vaststellen of uit de verkorting die tussen ruwweg 1880 en 1980 bij 48 gletsjers was waargenomen de mondiale temperatuurstijging voor die periode kon worden geschat. Dat bleek het geval. Oerlemans vond een waarde van ongeveer 0,66 graad Celsius. Reconstructies van de mondiale temperatuurstijging met behulp van thermometer-metingen geven voor die periode waarden van 0,41 tot 0,53 graad.

De benadering was in 1994 tamelijk eenvoudig. Voor elke van de 48 beschouwde gletsjers werd geschat wat het gemiddelde tempo was waarmee de inkorting in die eeuw had plaatsgevonden. De vele versnellingen en vertragingen die zich tijdens die eeuw voordeden werden buiten beschouwing gelaten. Het voordeel daarvan is dat kan worden voorbijgegaan aan de grote `response time' van gletsjers, de tijd die ze nodig hebben om in evenwicht te komen met een nieuwe omgevingstemperatuur (die is meestal enige decennia). Er werd aangenomen dat ze voortdurend in evenwicht met het klimaat waren.

De waargenomen lengteverandering werd gecorrigeerd voor de meer of minder grote steilheid van de helling waarover de gletsjer gleed en voor de hoeveelheid neerslag (sneeuw) die er jaarlijks op neerdaalde. Gletsjers op flauwe hellingen zijn gevoeliger voor klimaatverandering dan steile gletsjers. Ook gletsjers waarop veel neerslag valt zijn extra gevoelig voor temperatuurstijging. De aldus genormaliseerde waarden voor gletsjerverkorting werden met gegevens uit numerieke ijsstromingsmodellen omgerekend naar een temperatuurverandering. (Zoals ook in de peer review van het recente artikel moest Oerlemans toen de kritiek pareren dat gletsjers óók korter kunnen worden zonder dat de temperatuur stijgt, bijvoorbeeld omdat de neerslag afneemt. Maar de invloed van de gangbare variaties in temperatuur is veel groter dan die van de gangbare variaties in neerslag.)

Dit eerste onderzoek had de bruikbaarheid van gletsjers als temperatuurindicator bewezen. Oerlemans: ``Maar voor de periode na de Tweede Wereldoorlog is dat gletsjeronderzoek natuurlijk niet zo belangrijk, dan is de dekking van meteorologische meetstations inmiddels voldoende. De grote waarde van gletsjers zit hem in de mogelijkheid het temperatuurverloop te reconstrueren in de perioden waarin de dekking nog heel slecht was. En vóór 1860 zijn er helemaal geen instrumentele gegevens. Tot op heden wordt daarvoor voornamelijk gebruik gemaakt van jaarringen uit bomen, aangevuld met wat andere indirecte temperatuurgegevens.'' gravures

Oerlemans wist zijn oorspronkelijke bestand van 48 meetreeksen (gebaseerd op gegevens van de World Glacier Monitoring Service in Zürich) enorm uit te breiden. Jammergenoeg zit er slechts een tiental reeksen onder met informatie over de periode voor 1800. Maar, zegt Oerlemans, het doel van mijn publicatie is ook: meer informatie zien los te krijgen. ``Ik hoop dat mensen gaan zeggen: wacht eens, mijn gletsjer zit er niet bij. Het staat vast dat er nog heel veel ongebruikte foto's, tekeningen, gravures en schilderijen van gletsjers zijn, vooral in Noord-Amerika. Ik denk dat het werk over een jaar of vijf een veel completer beeld geeft.''

Aan de basis van het werk staan dus historische afbeeldingen van bekende gletsjers die binnen een nu nog herkenbare omgeving zijn afgebeeld. Van veel gletsjers zijn zóveel afbeeldingen gemaakt dat het mogelijk is hun ontwikkeling in de tijd te volgen. Dat is wat voor het recente artikel is gedaan: deze keer zijn wèl alle korte-termijn veranderingen geanalyseerd. Daarbij zijn schattingen van de responsetijd gebruikt die meestal tussen de 40 en 100 jaar lagen.

De temperatuur-reconstructie hier afgebeeld voor de periode na 1800 komt in de twintigste eeuw mooi overeen met de bekende reconstructie gebaseerd op instrumentele gegevens, inclusief de tijdelijke afkoeling tussen 1940 en 1970. Het effect van de extreme opwarming die de laatste vijftien jaar is opgetreden is, door de grote responsetijd, nog niet aan gletsjers waargenomen.

De reconstructie voor de negentiende eeuw verschilt van de bekende reconstructies, zoals de vermaarde `hockey stick' van Mann en Jones, waarvoor (vóór 1860) voornamelijk jaarringen van bomen zijn gebruikt. Daarmee kan opnieuw twijfel worden gezaaid in het debat over bruikbaarheid van boomringen. Noch in de Alpen noch in Noorwegen bleken temperatuurreconstructies uit jaarringen samen te vallen met die uit gletsjers. Oerlemans heeft het meeste vertrouwen in het signaal dat zijn gletsjers geven. ``Het aantrekkelijke van gletsjers is dat ze op zo'n eenvoudige manier op klimaatverandering reageren.''