Een blauwe noordpool

Al in 2013 kan de noordpool zijn ijskap verloren hebben. Die voorspelling zorgde vorige week voor opschudding. Waarop moeten we ons voorbereiden? Karel Knip

Al over zes jaar kan de Noordelijke IJszee ’s zomers praktisch ijsvrij zijn. Alleen langs de kust van Canada blijft dan misschien nog wat zeeijs achter. Met die boodschap trok de Amerikaanse onderzoeker Wieslaw Maslowski vorige week de aandacht.

Op de najaarsvergadering van de American Geophysical Union (AGU) in San Francisco hield hij een presentatie waarin hij al voor 2013 een ijsvrije poolzee voorspelde. Het laatste record stond op 2040, daarvoor op 2100 en dáárvoor werd altijd aangenomen dat het nog wel eeuwen kon duren. Maslowski is verbonden aan de Naval Postgraduate School in Monterey (Californië). Hij publiceert al sinds 1995 over het poolklimaat.

Hoe serieus is de schatting van Maslowski te nemen? Het is gevaarlijk om af te gaan op woeste uitspraken die op symposia en congressen worden gedaan. De deelnemers strijden om de aandacht en hun presentaties ondergaan vooraf niet de strenge peer review waaraan artikelen voor vakbladen worden onderworpen. Anderzijds zitten de peers, de vakgenoten, gewoon in de zaal. Zij kunnen direct reageren.

Is Maslowski weggehoond? Nee. “Men was het niet in hoge mate oneens met mijn projectie”, antwoordt hij per e-mail. No strong disagreement. Ik heb aannemelijk kunnen maken dat mijn model niet alleen de trend in de zeeijsbedekking tussen 1997 en 2004 goed beschrijft, maar ook de trend in ijsdikte. En het is juist de ijsdikte die heel snel afneemt. Die dikte wordt gemeten vanuit onderzeeboten maar kan ook worden bepaald door satellieten. De satelliet meet hoe ver het ijs boven het zeeniveau uitsteekt (de sea ice freeboard), dat is een goede maat voor de totale dikte.

Nasa-onderzoeker Jay Zwally doet er vanuit het Nasa Goddard-centrum in Maryland nog een schepje bovenop. Hij is betrokken bij dat onderzoek door de ICESat-satelliet en verwacht zelfs al in oktober 2012 een praktisch ijsvrije poolzee. Tussen oktober 2003 en oktober 2007 is het ijsvolume (het product van bedekking en dikte) in het poolgebied gehalveerd. Zwally werkt samen met Maslowski en noemt het ijs-oceaan-atmosfeer computermodel dat Maslowski hanteert een ‘excellent state-of-the-art model’ met een goede behandeling van oceaanstromen en ijsdikte.

niet alleen

Bij nader inzien blijkt in het geruchtmakende artikel dat Marika Holland c.s. op 12 december 2006 in de Geophysical Research Letters publiceerde, al rekening gehouden te zijn met een ijsvrije poolzee in 2015 – op zijn vroegst. Als meest waarschijnlijke schatting gold 2040, maar toen had zich het enorme ijsverlies van afgelopen zomer nog niet voorgedaan. Al met al lijkt Maslowski niet alleen te staan met zijn sombere visie.

In essentie koppelde Maslowski in zijn model een gedetailleerde (fijnmazige) beschrijving van het poolgebied aan de veel grovere beschrijving van de rest van de wereld die in andere klimaatmodellen is opgenomen. Daardoor kan hij de aanvoer van warm water uit de Beringstraat en vanuit de Atlantische Oceaan beter modelleren dan anderen. Ook heeft hij veel aandacht besteed aan de fysica van het ijs.

Volgens Maslowski is tot dusver de invloed van het warme oceaanwater op het zeeijs stelselmatig onderschat. Het zeeijs smelt niet alleen aan de bovenzijde (door stijgende luchttemperatuur) maar ook of juist aan de onderzijde. Vooral aan de randen van het ijs waar het relatief warme water het poolgebied binnen dringt raakt het zeeijs sterk aangetast.

Op de AGU-conferentie viel ook bij anderen weinig geruststellends over het noordpoolgebied te horen. De sterke afname van de zeeijsbedekking vergroot de mogelijkheden van de poolzee om zonnewarmte te absorberen en de temperatuur van het water stijgt flink. Op enkele plaatsen rond de Beringstraat is het water al vijf graden warmer dan het langjarig gemiddelde. En Groenland verliest – netto – in recordtempo ijs, hoewel er door toegenomen sneeuwval in de hogere delen van het eiland toch ijs bij komt.

Als het versterkte broeikaseffect inderdaad tot klimaatverandering leidt dan zal dit als eerste op de polen zichtbaar worden, is eerder vastgesteld. Vooral op de noordpool die minder de buffering ondergaat van de enorme ijsmassa die de zuidpool domineert.

Ongelukkig genoeg is het klimaat rond de noordpool niet makkelijk te modelleren. Er bestaan in het gebied allerlei terugkoppelingseffecten (feedback) waarvan de reikwijdte niet goed is te overzien. De bekendste is het zojuist beschreven ijs-albedo effect: als ijs verdwijnt (door de warmte) neemt de opname van zonnewarmte door het zeewater toe en verdwijnt nog meer ijs. Enzovoort: een positieve terugkoppeling. Een negatieve terugkoppeling kan komen van de verzwakking van de Golfstroom die warm water van Florida naar Spitsbergen brengt. Andere feedback is te verwachten van een trendmatige verandering in de bewolking boven de pool.

Zelfs de beschrijving van de veranderingen die zich al in het noordpoolgebied hebben voltrokken is nog zeer gebrekkig. Volgens het laatste IPCC-rapport is de luchttemperatuur er de laatste honderd jaar twee keer zo snel gestegen als het mondiaal gemiddelde. Maar tussen 1925 en 1945 was het er ook ongewoon warm. Het gebied met permafrost (bodem met een temperatuur die minstens twee jaar permanent onder nul ligt) is aanmerkelijk kleiner geworden en de temperatuur aan de bovenkant van de ijslaag in de permafrost steeg. De toendra’s vergroenen.

Voor de bewoners van Noordwest-Europa is van belang wat de Golfstroom gaat doen. De Golfstroom maakt deel uit van een driedimensionaal stelsel van oceaanstromen dat in het Atlantische gebied de Meridional Overturning Circulation (MOC) wordt genoemd. Het stelsel wordt in beweging gehouden door het gestage afzinken van koud, zout (en dus ‘zwaar’) water bij IJsland en Groenland. Het gezonken water stroomt over de bodem van de oceaan terug naar het zuiden. Maar als het zeewater rond IJsland en Groenland opwarmt en bovendien verzoet zal het steeds langzamer gaan zinken en zal ook de Golfstroom gaan afzwakken. Het IPCC-rapport verwacht dat de MOC deze eeuw met 25 procent gaat afnemen. Anders dan vroeger wel is verondersteld zal dat de temperatuurstijging in Noordwest-Europa niet voorkomen maar wel flink afzwakken. Bovendien leidt het tot een versnelde (maar lokale) zeespiegelrijzing.

permafrost

Onduidelijk is nog wat de feedback zal zijn van het ontdooien van de permafrost onder de toendra’s van Siberië, Canada en Alaska. In de bodem onder de toendra’s ligt een enorme hoeveelheid koolstof opgeslagen in de vorm van oude plantenresten. De vertering daarvan werd door de kou verhinder, maar kan nu op grote schaal op gang komen. Dat zal leiden tot een flinke uitstoot van CO

Op 17 december 2005 beweerden David Lawrence en Andrew Slater in Geophysical Research Letters dat 90 procent van het permafrost-oppervlak kon zijn verdwenen voor de eeuw om was. Dat zou dramatische gevolgen hebben voor het gehalte aan CO2 en CH4 in de atmosfeer. Inmiddels is het beeld flink bijgesteld. Het permafrost-model dat werd gebruikt was nog heel ruw. En er doen zich ontwikkelingen voor die de opwarming van de permafrost afremmen. Zo vormt zich op veel plaatsen een dikke moslaag die de bodem beschermt tegen zonnewarmte. En de toendra vergroent. De vegetatie verandert en er komt meer struikgewas en zelfs geboomte, want de boomgrens schuift op naar het noorden. (Nature, 12 april 2007). Of de CO2-opname van de nieuwe vegetatie op den duur kan compenseren voor de CO2-afgifte van de oude plantenresten is nog onduidelijk.