Geen weg terug

's Werelds krachtigste klimaatmodel voorspelt nog deze eeuw een ijsvrije Noordpool in de zomer. De afkoeling van Europa door het wegvallen van de warme Golfstroopost m blijft uit.

HET KWAAD is al geschied. De aarde warmt op en menselijkerwijs gesproken is er geen weg terug. Zelfs als de concentraties broeikasgassen in de atmosfeer blijven op het niveau dat ze nu hebben (maar daar is geen enkel uitzicht op) zelfs dan zou de aarde in deze eeuw even sterk, vermoedelijk zelfs sterker opwarmen dan zij in de afgelopen eeuw al deed. Voor het rijzen van de zeespiegel geldt dit des te meer.

Onderzoekers van het National Center of Atmospheric Research (NCAR) in Boulder, Colorado, introduceren in Science (18 maart) een nieuw begrip om niet-klimatologen de ernst van de situatie duidelijk te maken. Het betreft het begrip climate change commitment, dat is de hoeveelheid klimaatverandering die de mensheid met zijn gedrag in de 20ste eeuw al onvermijdelijk voor de 21ste eeuw, en eeuwen daarna, over zich heeft afgeroepen.

lachgas

Als de atmosferische concentraties broeikasgassen CO2, methaan, lachgas en dergelijke vanaf vandaag constant zouden blijven, zou de gemiddelde aardse temperatuur toch nog wel met een halve tot een hele graad oplopen en pas tegen 2050 gaan stabiliseren. De zeespiegel zou nog een aantal eeuwen blijven stijgen. De gestaag doorgaande stijging van luchttemperatuur en zeeniveau wordt toegeschreven aan de inherente traagheid van het aardse klimaatsysteem, van de oceanen in het bijzonder.

Senior-klimaatonderzoeker Tom Wigley is de gelegenheid geboden het nieuwe begrip uit te werken aan de hand van het simpele klimaatmodel MAGICC. De eerste versie van dat model ging al 20 jaar geleden in gebruik. Het werd ontworpen door NCAR en de Britse University of East Anglia en is veel gebruikt voor rapporten van het IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Het model is op een goede PC te draaien, maar moet worden voorzien van gegevens die grotere klimaatmodellen vaak zelf genereren. Het berekent in principe alleen de gemiddelde aardse luchttemperatuur en het zeeniveau. Met een aantal behoedzame aannames komt Wigley tot de uitspraak dat de gemiddelde luchttemperatuur nog wel één graad Celsius kan stijgen als alle concentraties broeikasgassen blijven op het niveau van 2000. Voor de aardigheid is ook nog uitgerekend wat er zou gebeuren als niet de concentraties CO2, methaan en lachgas e.d. constant zouden blijven, maar de emissies, de uitstoot dus. Worden de emissies gehouden op het niveau dat ze nu hebben (maar zelfs die kans is uiterst klein) dan gaan de concentraties natuurlijk stijgen en wordt het beeld nog ongunstiger.

los alamos

Na het geëngageerde stuk van Wigley volgt zwaar geschut in een artikel van Gerald A. Meehl en zeven andere onderzoekers van NCAR. Zij lieten 's werelds meest geavanceerde klimaatmodel CCSM3 (Community Climate System Model version 3) berekeningen maken voor het verloop van temperatuur en zeeniveau (en nog heel veel meer) tot aan 2100 en in een enkel geval tot aan 2200 en 2300. Het reusachtige programma werd vorig jaar in gebruik genomen en is ontwikkeld door NCAR in samenwerking met de dienst NOAA en de grote National Laboratories (zoals Los Alamos e.d.) van het Amerikaanse ministerie van energie. De berekeningen werden uitgevoerd door een combinatie van supercomputers in de VS (die van NCAR, Los Alamos en Oak Ridge) en in Japan. CCSM3 voert berekeningen uit voor een ongekend fijnmazig web van meetpunten op aarde. De processen die van invloed zijn op klimaat en klimaatveranderingen zijn volgens de laatste inzichten `geparameterizeerd', dat is vastgelegd in fysische formules. Het model is geladen met emissie-scenario's (verwachte ontwikkeling in uitstoot van CO2, enz.) die onder auspiciën van het IPCC werden ontwikkeld. Dat zijn de zogenoemde SRES-scenario's.

De overtuiging dat CCSM3 een goede voorspeller is volgt uit de reconstructies die hij voor de afgelopen eeuw maakte. Geladen met de meest aannemelijke waarden voor concentraties broeikasgassen en ozon, maar ook stof- en roetdeeltjes, vulkanisme en zonneactiviteit, reconstrueert hij voor de twintigste eeuw een temperatuurstijging van 0,7 graden Celsius. De uit metingen afgeleide waarde is 0,6 graden. Het oudere klimaatmodel PCM, waartegen de CCSM3-berekeningen worden afgezet, produceerde inderdaad 0,6 graad. Daar staat tegenover dat CCSM3 een betere schatting heeft van het zeewatertransport in het driedimensionale stelsel van zeestromingen in de Atlantische Oceaan. De schatting is dat dit in het pre-industriële tijdperk (vóór circa 1850) zo'n 13 à 20 sverdrup was (een sverdrup is één miljoen kubieke meter water per seconde). CCSM3 komt op 22 en PCM op 32 sverdrup. De Golfstroom, die warm water van Mexico naar Europ voert, is deel van dit stelsel.

verdubbeling

CCSM3 heeft een `klimaatgevoeligheid' (de fictieve temperatuurstijging die door verdubbeling van de CO2-concentratie zou worden opgewekt) van 2,7 graden. PCM heeft 2,1 graad. (Wigley voerde in MAGICC een waarde 2,6 in.)

Noch CCSM3 noch PCM levert een goede reconstructie van de zeespiegelstijging in de afgelopen eeuw. Ze produceren waarden van 5 en 3 cm terwijl hij in werkelijkheid 15 tot 20 cm was. De berekende waarden geven namelijk alleen het effect van uitzetting door opwarming weer en niet de bijdrage van het smelten van gletsjers en ijskappen. Inmiddels staat vast dat die laatste bijdrage juist de grootste is.

In een herhaling van het experiment van Tom Wigley met constant gehouden concentraties broeikasgassen levert CCSM3 een commitment tot 2100 van 0,6 graden (en PCM 0,4 graden). Beide dus minder dan Wigley met MAGICC.

Interessanter zijn de uitkomsten die bereikt worden met realistischer emissie-scenario's. Een aantal ontwikkelingen trekt de aandacht. Zo voorspelt CCSM3 een afzwakking van de genoemde oceanische stromingen die in het waarschijnlijkste geval wel 25 procent zal zijn. Europa krijgt dus in de komende eeuw minder zeewater uit de buurt van Mexico, maar dit water is wel warmer. De eerder voorspelde afkoeling van Europa door afzwakking van de Golfstroom zal zich niet voltrekken, ook al niet omdat het landoppervlak zo sterk opwarmt. Andere voorspelling: al rond 2090 kan de Noordpool 's zomers geheel ijsvrij zijn. Op grond van statistiek aan recente ijsvorming is dat al eerder voorspeld. Nu komt de waarschuwing uit geheel andere hoek.