IJspeil & zeekrimp

Karel Knip

De Deltacommissie zwijgt. Zij wil voor tientallen miljarden dijken verhogen, zand suppleren en geulen verleggen. Omdat de zeespiegel stijgt. Zij wil het peil in het IJsselmeer anderhalve meter opzetten. Omdat de Rijn kan opdrogen. Zij wil nog veel meer. Maar de commissie beroept zich op analyses en verwachtingen die uiterst aanvechtbaar zijn, is er geroepen. Maar de commissie reageert niet. Zij zwijgt.

Gisteren publiceerde Science opnieuw een stuk waarin wordt betoogd dat er nog te weinig kijk is op het schuiven en glijden van de ijsmassa’s op Antarctica en Groenland om hun invloed op de zeespiegel te kunnen voorspellen. We moeten het onderzoek intensiveren schrijft Richard Alley c.s., anders weten we over vijf jaar nog niet waar we aan toe zijn. Leest de commissie dit?

De amateuronderzoeker voelt zich door de commissie in de kou gezet. Hij wil weten of er wel aan alles gedacht is, of er geen verkeerde verklaringen voor ondoorzichtige processen zijn gegeven en of er geen mitigerende effecten over het hoofd zijn gezien. Nu moet hij zelf de hand aan de ploeg slaan.

Hij begon met dat Science-artikel van Alley. Weer is daar die opmerking dat het smelten van ijsplaten geen direct effect heeft op de zeespiegel. IJsplaten (ice shelves) zijn drijvende ijsmassa’s van honderden meters dik die op diverse plaatsen voor de kust van Antarctica en die van Groenland liggen. Het is gletsjerijs dat in zee is geschoven. Zoet ijs, om het zo eens te zeggen, want ontstaan uit oude sneeuw. De platen drijven en als ze smelten heeft dat geen effect op de zeespiegel. Bijna iedereen zegt dat.

Het zou waar zijn als ze dreven in zoet water, maar ze drijven in zee, in water met een hogere dichtheid dan 1000 kg/m3, gemiddeld ongeveer 1025. Zoet ijs dat in zee smelt brengt het niveau wel degelijk omhoog, de simpelste berekening toont dat aan. Deze week is geprobeerd het ook eens experimenteel te bevestigen. Er is een flinke hoeveelheid pseudozeewater gemaakt (35 gram jozozout per liter leidingwater) en in het vriesvak bevroor een plastic beker met leidingwater. Daarna ging het een bij het ander in een hoog bekerglas. Helemaal overtuigend was het eindresultaat niet, misschien doordat het water tegelijk afkoelde en kromp. Maar de uitkomst van een proef met een grote klont zoet ijs in een verzadigde zoutoplossing was glashelder: het niveau steeg aanzienlijk. Het opbreken van de grote ijsplaten (zoals de Larsen B ice shelf) doet dus hetzelfde, misschien dat zelfs het smelten van het veel dunnere zeeijs een effect heeft. De vraag is alleen of dat laatste wel zo zoutvrij is als vaak wordt beweerd. Er is AW-twijfel.

De proef op de som – er is niets mooiers. De mondiale zeespiegel stijgt omdat er gletsjerijs in zee valt en omdat het zeewater opwarmt en uitzet. Van AW-wege is al eens onderzocht of het niet ook kan komen van de aanvoer van slib door de grote rivieren. Dat blijkt niet het geval, het slib zet geen zoden aan de dijk. Ook de zouten die de rivieren aanvoeren en die de zee steeds zouter maken brengen niet veel teweeg. Maar deze week brak opeens een nieuw inzicht door: de enorme hoeveelheid CO2 die de oceanen noodgedwongen absorberen belandt vooral in de vorm van grote HCO3--ionen in het water. Het is niet aannemelijk dat die makkelijk in de ruimte tussen de watermoleculen schuiven, zoals Na+-ionen tot op zekere hoogte schijnt te lukken. CO2-opname moet tot volumevergroting leiden. Doe een schepje soda (Na2CO3) in een glas water en zie het niveau stijgen. Het volume spuitwater in een fles Spa Rood moet in principe afnemen als men het CO2 laat ontsnappen. Het lijkt erop dat zelfs de amateuronderzoeker hier kwantificeren kan.

Maar het terrein zit vol voetangels: er is de storing van al die lucht die in leidingwater is opgelost, er is het afkoelen van water als daarin zout of soda wordt opgelost en vooral: er is de forse maar onregelmatige uitzettingscoëfficiënt van water. Water dat opwarmt zet uit, het is in een maatkolf van 250 ml moeiteloos zichtbaar te maken. Het IPCC ziet het uitzetten van het zeewater zelfs als de eerste verklaring voor de stijgende zeespiegel. De grote moeilijkheid is dat warm water meer uitzet dan koud water dat dezelfde hoeveelheid warmte opneemt, de grafiek hiernaast laat het ook zien. Een commissie die de stijging van de zeespiegel wil berekenen moet niet alleen weten hoeveel warmte er zal worden opgenomen, maar ook waar dat wordt opgenomen.

Het is een merkwaardig fenomeen, die onregelmatige uitzetting van water, er is deze week met grote verbazing aan gerekend. Als gelijke volumina water van verschillende temperatuur worden gemengd zal het uitzetten van het opwarmende water nooit opwegen tegen het krimpen van de afkoelende massa. (Het temperatuurgebied tussen nul en 4 graden daargelaten). Internet heeft de gegevens om het uit te rekenen, formeel moet ook het niet-constant zijn van de soortelijke warmte in aanmerking worden genomen. Maar het is ook te negeren.

De AW-redactie neigt er inmiddels toe te beweren dat het mengen van water van verschillende temperatuur altijd tot krimp leidt. Het zou alleen uitblijven als de dichtheid van water lineair afnam met de temperatuur, volgens de stippellijn in de grafiek. Het is de kromming die het hem doet. In principe betekent het dat het zeeniveau van een oceaan kan dalen als daarin de mengings-graad toeneemt. Stel dat dat het gevolg zou zijn van het broeikaseffect? Mitigatie!

Of het allemaal waar is? Gisteren is de proef op de som genomen: 125 ml koud, ontlucht leidingwater werd in een maatkolf van 250 ml behoedzaam tot de maatstreep aangevuld met heet water. De berekening voorspelde een krimp (na mengen) van ongeveer 2 ml. En waarachtig, het schudden bracht het niveau duidelijk beneden de maatstreep. Deltacommissie bellen of nog eens meten?