DE MENSELIJKE INVLOED OP HET KLIMAAT IS ONMISKENBAAR

1

DE MENSELIJKE INVLOED OP HET KLIMAAT IS ONMISKENBAAR De belangrijkste conclusies uit het vierde Assessment Report van het Intergovernmental Panel on Climate Change

wt_ippc_022007 1

15-02-2007 11:49:44

De menselijke invloed op het klimaat is onmiskenbaar De mensheid zal het klimaat de komende tijd blijven beïnvloeden. Reeds waargenomen veranderingen, zoals gemiddeld hogere temperaturen, een stijgende zeespiegel en veranderingen in neerslag en extreem weer, zullen verder doorzetten. Er zijn steeds meer gegevens en argumenten die dit beeld versterken en onderbouwen. Dat concludeert het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) in het eerste deel van haar vierde Assessment Report dat op 1 februari 2007 in Parijs door wetenschappers en beleidsmakers formeel werd aanvaard. Aan het rapport is jaren gewerkt door een internationaal team van wetenschappers. De commentaren van honderden onafhankelijke wetenschappers zijn in de eindtekst verwerkt, waardoor een gezaghebbend en evenwichtig rapport is ontstaan.

2

wt_ippc_022007 2

15-02-2007 11:49:47

Inhoud

3

Het IPCC-rapport 2007 p. 4 Stijging broeikasgasconcentraties p. 5 Stralingsforcering p. 6 Het temperatuurverloop in de afgelopen 1000 tot 2000 jaar p. 7 Temperatuur in de wereld p. 9 Neerslag in de wereld p. 13 Zeespiegelstijging p. 15 Zeeijs p. 16 Hoofdconclusies p. 17 Begrippenlijst p. 19 Colofon p. 19

wt_ippc_022007 3

15-02-2007 11:49:49

Het IPCC-rapport 2007

4

wt_ippc_022007 4

Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) is in het leven geroepen door twee VN-organisaties, de World Meteorological Organization en het United Nations Environment Programme. Doel is kennis over het klimaatsysteem en het klimaatbeleid te beoordelen en samen te vatten ten behoeve van het beleid. Het Panel doet zelf geen onderzoek, maar rapporteert over de stand van zaken aan de hand van gepubliceerde wetenschappelijke artikelen, waaraan vele duizenden onderzoekers gewerkt hebben. Prioritering en wereldwijde coördinatie van het onderzoek is overigens in handen van drie andere organisaties, het World Climate Research Programme, het International Geosphere Biosphere Programma en het International Human Dimensions Programme on Global Environmental Change. Ook buiten deze programma’s vindt onderzoek plaats dat beoordeeld wordt door het IPCC. Het IPCC kent drie werkgroepen. Werkgroep I houdt zich bezig met het klimaatsysteem, Werkgroep II met de gevolgen van en aanpassing aan klimaatverandering en Werkgroep III rapporteert over de vermindering van de broeikasgasuitstoot. Het rapport dat in 2007 is verschenen is het vierde Assesment Rapport. Het derde rapport stamt uit 2001. Het nieuwe rapport is geschreven door teams van deskundigen. De concepten zijn uitgebreid becommentarieerd door wetenschappelijke experts en regeringen. Bij het verwerken van de commentaren is een grote mate van zorgvuldigheid betracht. Op 1 februari 2007 heeft het Panel het hoofdrapport geaccepteerd en overeenstemming bereikt over de tekst van de samenvatting

(“Summary for Policymakers”). Het rapport beschrijft de situatie zoals die was medio 2006. Recentere publicaties zijn niet meer verwerkt. De strikte kwaliteitscontrole staat verwerking van recente publicaties niet toe.

(On)zekerheid Het klimaatsysteem is bijzonder complex. Daardoor is het bijna nooit mogelijk om uitspraken te doen die 100 % zeker zijn. Dit komt deels door het bestaan van interne variabiliteit (chaos), maar ook door de onvolledigheid van meetreeksen en de beperkingen van klimaatmodellen. Het IPCC heeft veel zorg besteed aan het zichtbaar maken van deze (on)zekerheden door uitspraken te voorzien van een waarschijnlijkheidsindicatie. Daarbij is gebruik gemaakt van een glijdende schaal (nagenoeg zeker > 99 %, hoogstwaarschijnlijk > 95 %, zeer waarschijnlijk > 90 %, waarschijnlijk > 66 %, meer waarschijnlijk dan niet > 50 %, onwaarschijnlijk < 33 %, zeer onwaarschijnlijk < 10 % en hoogst onwaarschijnlijk < 5 %). In de meeste gevallen zijn deze schattingen gemaakt door de betrokken deskundigen, waarbij zij hun oordeel baseren op alle beschikbare informatie. Ondanks onvermijdelijk subjectieve elementen in deze benadering, wordt zo een goed onderbouwde schatting gemaakt van waarschijnlijkheden, die kan dienen als basis voor een risicobenadering bij besluitvorming. Daarbij is natuurlijk niet uit te sluiten dat nieuwe ontwikkelingen in de toekomst tot andere kansschattingen zullen leiden.

Schommelingen en variaties Het

klimaat is van nature grillig. Het IPCC

15-02-2007 11:49:52

5

Figuur 1: Atmosferische concentratie van kooldioxide, methaan en distikstofoxide in de afgelopen 10.000 jaar (grote figuren) en sinds 1750 (ingevoegde figuren). De waarden zijn afgeleid uit ijskernen (verschillende kleuren voor verschillende studies) of zijn direct in de atmosfeer gemeten (lijnen). De corresponderende stralingsforcering is aangegeven aan de rechterzijde.

maakt daarom nadrukkelijk onderscheid tussen 1. het vaststellen van veranderingen 2. het toeschrijven van opgetreden veranderingen aan bepaalde oorzaken. Zo is het grootste deel van de toename van de wereldgemiddelde temperatuur zeer waarschijnlijk toe te schrijven aan de toename van antropogene broeikasgassen in de atmosfeer, maar er zijn ook grootheden die niet veranderd zijn, of waarvoor (nog) geen oorzaak kan worden aangewezen. Nieuw is dat in veel meer variabelen de invloed van de mens gezien wordt.

Stijging broeikasgasconcentraties Kooldioxide is het belangrijkste broeikasgas waarvan de concentratie door menselijk toedoen is toegenomen. De concentratie hiervan in de atmosfeer is toegenomen van 280 delen per miljoen delen lucht (ppm, parts per million) in

wt_ippc_022007 5

1750 tot 379 ppm in 2005. De voortdurende stijging van de concentratie van kooldioxide in de atmosfeer was de afgelopen 10 jaar sneller dan ooit. De concentratie van methaan in de atmosfeer is toegenomen van ongeveer 715 delen per miljard delen lucht (ppb, parts per billion) in 1750 tot 1774 ppb in 2005. De toename per jaar is sinds 1993 kleiner geworden. Onderzoek waarbij ook het KNMI betrokken is geeft aan dat tropische gebieden meer dan eerder gedacht bijdragen aan de natuurlijke bronnen van methaan. De gezamenlijke natuurlijke bronnen van methaan vormen ongeveer een derde deel van de totale uitstoot. De concentratie van distikstofoxide, ook wel lachgas genoemd, is toegenomen van ongeveer 270 ppb in 1750 tot 319 ppb in 2005. De snelheid van de toename is sinds 1980 nauwelijks veranderd. Meer dan twee derde van de uitstoot van distikstofoxide is een gevolg van menselijke activiteiten, vooral in de landbouw.

15-02-2007 11:49:55

Stralingsforcering

6

wt_ippc_022007 6

De invloed van een verandering in een factor die het klimaat beïnvloedt, bijvoorbeeld een verandering in de concentratie van kooldioxide of een verandering in de sterkte van de zonnestraling, wordt beschreven met het begrip stralingsforcering. De stralingsforcering is de invloed die deze factor heeft op de balans tussen de ingaande en uitgaande stralingsenergie in het klimaatsysteem. De hierboven gegeven waarden van de stralingsforcering gelden voor veranderingen in de factoren sinds 1750 en zijn uitgedrukt in Watt per vierkante meter (W/m2). Je kunt de stralingsforcering zien als een ‘extra kacheltje’ dat het klimaat opwarmt (als de stralingsforcering positief is) of afkoelt (als de stralingsforcering negatief is). In de periode 1995-2005 is de stralingsforcering door kooldioxide met 20% toegenomen. Deze toename is groter dan in enige andere periode van tien jaar sinds 1750. De stralingsforcering door de gezamenlijke toename van kooldioxide, methaan en distikstofoxide is +2,3 W/m2. Het tempo waarin de stralingsforcering sinds 1750 is toegenomen is hoogst waarschijnlijk hoger dan ooit in de afgelopen 10.000 jaar. De stralingsforcering tengevolge van de door de mens veroorzaakte toename in ozon in de troposfeer, de onderste circa tien kilometer van de atmosfeer, is +0,35 W/m2. Verandering in de teruggekaatste hoeveelheid zonnestraling aan het aardoppervlak, tengevolge van veranderingen in landgebruik en het neerslaan van roetaërosolen op sneeuw, hebben een stralingsforcering veroorzaakt van, respectievelijk, –0,2 en +0,1 W/m2.

Aërosolen Aërosolen zijn kleine deeltjes in de atmosfeer, van natuurlijke of menselijk oorsprong. Aërosolen van natuurlijke oorsprong zijn, bijvoorbeeld, kleine (zee)zoutkristallen en woestijnstof. Aërosolen van menselijke oorsprong zijn, bijvoorbeeld, sulfaat en roet die vrijkomen bij het verbranden van fossiele brandstoffen. ‘Witte’ aërosolen, zoals sulfaat, kaatsen het zonlicht terug, en koelen zo het klimaat in directe zin –hun directe stralingsforcering is negatief. Daarnaast wordt de waterdamp die bij wolkenvorming condenseert, als het aantal aërosolen toeneemt, verdeeld over een groter aantal wolkendruppeltjes, waardoor de wolken meer zonlicht terugkaatsen. Dit zogeheten indirecte aërosoleffect veroorzaakt eveneens een negatieve stralingsforcering. ‘Zwarte’ aërosolen, zoals roet, absorberen zonlicht en zorgen voor lokale verwarming in de atmosfeer. Als indirect effect kan de absorptie van zonnestraling een wolk doen oplossen. Beide effecten veroorzaken dus een positieve stralingsforcering. De directe stralingsforcering door aërosolen tengevolge van menselijke activiteiten is –0,5 W/m2, en de indirecte forcering is –0,7 W/m2. Deze waarden compenseren dus voor een deel de forcering door broeikasgassen. Door verbeterde meetmethodes en meer nauwkeurige modellen worden deze forceringen nu beter begrepen dan in het vorige IPCC rapport. Ze blijven echter de belangrijkste bron van onzekerheid in de totale stralingsforcering. Natuurlijke factoren Veranderingen in de sterkte van de zonnestraling sinds 1750 hebben een stralingsforcering veroorzaakt van +0,12 W/m2. Deze beste

15-02-2007 11:49:58

7

Figuur 2: Wereldgemiddelde stralingsforcering (RF) in 2005 door kooldioxide (CO2), methaan (CH4), distokstofoxide (N2O) en andere belangrijke broeikasgassen en processen. Ook aangegeven zijn de ruimtelijke schaal van de forceringen en een schatting van de mate waarin de forceringen worden begrepen (LOSU).

schatting is minder dan de helft van de waarde die in het vorige IPCC rapport werd genoemd. De effecten van sterke vulkaanuitbarstingen zijn slecht van korte duur. Er zijn geen trends van betekenis sinds 1750.

Het temperatuurverloop in de afgelopen 1000 tot 2000 jaar Onderzoek naar het verloop van de gemiddelde temperatuur op het Noordelijk Halfrond tijdens ruwweg de afgelopen

wt_ippc_022007 7

1000 tot 2000 jaar bevestigt het ongewone karakter van de recente opwarming. Sinds het vorige IPCC rapport is een aantal nieuwe studies op basis van paleoklimaatdata verschenen, die wijzen op grotere temperatuurvariaties dan eerder werd aangenomen. Het gaat vooral om een sterkere afkoeling tijdens de 12-14de, de 17de en de 19de eeuw, terwijl warme perioden binnen de aangegeven onzekerheidsmarges van het vorige IPCC rapport liggen. Gemiddelde temperaturen op het Noordelijk Halfrond gedurende de tweede

15-02-2007 11:50:01

Figuur 3 Het temperatuurverloop vanaf 1000 nChr. volgens 10 verschillende studies (21-jaar lopend gemiddelde, afwijkingen t.o.v. de gemiddelde temperatuur in de periode 19001960). De gemeten temperatuur is ook aangegeven (NH Temp, rood gestreept); Bron: Juckes et al., 2005.

8

wt_ippc_022007 8

helft van de 20e eeuw waren zeer waarschijnlijk hoger dan in enige andere 50-jarige periode in de laatste 500 jaar en waarschijnlijk de hoogste in tenminste de afgelopen 1300 jaar. Het is zeer waarschijnlijk dat gereconstrueerde temperatuurvariaties in de afgelopen 700 jaar in belangrijke mate toegeschreven kunnen worden aan vulkaanerupties en variaties in de zonne-intensiteit en het is waarschijnlijk dat menselijke effecten bijgedragen hebben aan de opwarming in de vroege 20ste eeuw in deze temperatuur reconstructies.

klein aantal reconstructies besproken van de gemiddelde temperatuur op het Noordelijk Halfrond tijdens de afgelopen 500-1000 jaar. Dergelijke reconstructies zijn gebaseerd op proxy data (indirecte indicatoren van klimaatvariaties), zoals boomringen, schriftelijke bronnen, koralen en ijskernen. De nadruk lag op reeksen met een jaarlijkse resolutie. Sindsdien is er een aantal nieuwe studies verschenen. Deze gaan in het algemeen verder terug in de tijd (1000 tot 2000 jaar) en maken gebruik van uitgebreidere datasets met een betere geografische bedekking.

In het vorige IPCC rapport werd een

Alle reconstructies laten een uitgesproken

15-02-2007 11:50:04

opwarming zien in de periode na ongeveer 1800 nChr., voorafgegaan door een langdurende, geleidelijke afkoeling. De mate van afkoeling is groter dan in het vorige IPCC rapport en verschilt nogal tussen de verschillende reconstructies (variërend van 0,3 tot 1°C). Ook zijn er verschillen in de timing van koude intervallen. sommige recente reconstructies laten een klein optimum zien in de 11de eeuw, maar dit blijft onder de gemiddelde temperatuur van de tweede helft van de 20ste eeuw. De onzekerheid in het temperatuurverloop, zoals die gereconstrueerd wordt op basis van paleoklimaatdata, is uiteraard groter dan die in instrumentele metingen. De onzekerheid wordt geschat aan de hand van de correlatie tijdens de instrumentele periode tussen de gereconstrueerde en gemeten temperatuur. De onzekerheid in de Noordelijk Halfrond temperatuur neemt in het algemeen toe naarmate men verder teruggaat in de tijd, omdat er voor de oudere periodes minder proxy datareeksen beschikbaar zijn. Vandaar dat er gesteld wordt dat het zeer waarschijnlijk is dat de temperatuur in de tweede helft van de 20de eeuw hoger was dan tijdens enige andere periode in de afgelopen 500 jaar, maar slechts waarschijnlijk dat dit het geval was in de afgelopen 1300 jaar. In de samenvatting van het vorige IPCC rapport werd gesteld dat het waarschijnlijk is dat de 90-er jaren van de vorige eeuw op het Noordelijk Halfrond de warmste waren van het afgelopen millennium. Op deze uitspraak is veel kritiek geweest. Het nieuwe rapport bevestigt deze eerdere conclusie, hoewel de formulering iets anders is. De conclusie is gebaseerd op een groot aantal onafhankelijke

wt_ippc_022007 9

studies die met verschillende methoden en deels onafhankelijke datasets tot eenzelfde beeld komen. Verschillende van deze studies wijzen erop dat de berekende onzekerheden een ondergrens aangeven. Beperkingen die inherent zijn aan de gebruikte data en aan de statistische technieken zijn nu eenmaal niet eenvoudig te kwantificeren. Daarom wordt er in dit rapport met ruime (indicatieve) onzekerheidsmarges gewerkt. Een veel grotere terughoudendheid dus dan in het vorige IPCC rapport, maar met alle onzekerheid lijken de temperatuurreconstructies toch het ongewone karakter van de recente opwarming te bevestigen.

9

Temperatuurvariaties zijn gerelateerd aan zowel interne variabiliteit van het klimaat als aan veranderingen in de stralingsforcering. Ook voor deze forceringen bestaan reconstructies op basis van proxy data. Dergelijke simulaties zijn recent uitgevoerd met veel geavanceerdere modellen dan beschreven in het vorige IPCC rapport. Uit deze studies blijkt dat temperatuurvariaties in het verleden in belangrijke mate toegeschreven kunnen worden aan vulkaanuitbarstingen en variaties in zonneintensiteit, terwijl het waarschijnlijk is dat menselijke effecten bijgedragen hebben aan de gereconstrueerde temperatuurstijging in de vroege 20ste eeuw.

Temperatuur in de wereld De wereldgemiddelde temperatuur is de afgelopen 100 jaar tussen de 0,56 en 0,92 graad gestegen. De stijging is niet gelijk over de wereld verdeeld: grote landmassa’s en de poolgebieden zijn sneller opgewarmd, de oceanen en tropen minder

15-02-2007 11:50:07

Figuur 4: Veranderingen in de waargenomen (zwart) en gemodelleerde temperatuur in de periode 1906-2005 in de hele wereld, boven land en boven de oceanen. Blauw: 5% en 95% onzekerheidsmarges van 5 klimaatmodellen zonder menselijke invloeden, roze: hetzelfde met menselijke invloeden in 14 klimaatmodellen. Bron: IPCC 2007.

snel. Klimaatmodellen waarin menselijke invloeden niet zijn meegenomen kunnen de waargenomen stijging niet verklaren. Als de invloed van broeikasgassen en stofdeeltjes wel wordt meegenomen is de overeenstemming tussen de berekende temperatuur en de waargenomen temperatuur goed. Ook de patronen van opwarming komen dan in grote trekken overeen.

10

wt_ippc_022007 10

Tot het eind van deze eeuw wordt een verdere wereldgemiddelde temperatuurstijging verwacht die waarschijnlijk tussen de 1,1 en 6,4°C ligt (t.o.v. 1990). De grote bandbreedte wordt veroorzaakt door de onzekerheden in de uitstoot van broeikasgassen en onzekerheid over de terugkoppelingen in het klimaatsysteem, die het effect daarvan versterken of verzwakken. De poolgebieden warmen in de projecties het snelste op, woestijnen en grote landmassa’s worden ook sneller warmer dan het gemiddelde. De KNMI ‘06 scenario’s zijn op dezelfde klimaatmodellen gebaseerd en gaan uit van een wereldgemiddelde opwarming van 2°C (Gematigd) en 4°C (Warm) in 2100.

Verleden Sinds het derde IPCC rapport uit 2001 is de wereld verder opgewarmd. De warmste 12 jaren sinds 1850 liggen in de afgelopen 13 jaar. De opwarming gaat sinds 1970 met ongeveer 0,2°C per 10 jaar. Het verloop van de mondiaal gemiddelde temperatuur over de twintigste eeuw kan goed berekend worden met klimaatmodellen (figuur 4). Alleen rond 1940 was de aarde warmer dan berekend, maar in 100 jaar verwacht je ook dat 10 jaren buiten de 5% en 95% onzekerheidsmarges van de natuurlijke variaties in het weer vallen. Ook de snellere opwarming van het land ten opzichte van de oceanen wordt door de klimaatmodellen goed nagebootst. De opwarming per continent (behalve Antarctica, waar te weinig metingen zijn) klopt ook goed met wat de klimaatmodellen aangeven (figuur 5). De sneeuwbedekking in Noord-Amerika, NoordEuropa en Noord-Azië is de afgelopen 50 jaar met ongeveer 10% afgenomen. Hierdoor wordt minder zonnestraling teruggekaatst en stijgt de temperatuur extra snel.

15-02-2007 11:50:10

11

Figuur 5: Veranderingen in de waargenomen en gemodelleerde temperatuur in de periode 1906-2005 per continent. Blauw: 5% en 95% onzekerheidsmarges van 5 klimaatmodellen zonder menselijke invloeden, roze: hetzelfde met menselijke invloeden in 14 klimaatmodellen. IPCC 2007.

Toekomst Sinds het vorige IPCC rap-

port zijn er veel studies geweest naar de kansverdeling van de temperatuurstijging: hoe groot is de kans op meer of minder opwarming dan in het vorige rapport werd aangenomen? Er wordt gebruik gemaakt van dezelfde scenario’s voor de uitstoot van broeikasgassen. Dit geeft dus een gelijke onzekerheidsmarge m.b.t. deze scenario’s. Er is wel veel vooruitgang geboekt in onze kennis van de gevoeligheid van de temperatuur in klimaatmodellen op de toegenomen concentraties broeikasgassen. De gevoeligheid van klimaatmodellen voor broeikasgassen is onder andere bepaald door heel veel verschillende klimaatmodellen op thuiscomputers te laten draaien (climateprediction.net). Uiteraard werd ook gekeken of die

wt_ippc_022007 11

modellen het huidige klimaat goed weergeven. De meest extreme modelresultaten bleken dat niet te doen, dus die modellen zijn niet realistisch. Er waren echter ook modellen die het huidige klimaat heel redelijk nabootsen met een opwarming die buiten de grenzen van het vorige rapport lag. De grootste onzekerheden liggen nog steeds in de beschrijving van wolken en stofdeeltjes (aërosolen). Er is nu ook meer bekend over de onzekerheden in delen van het klimaatsysteem die nog niet in de klimaatmodellen nagebootst worden, zoals de reactie van planten en dieren op de toegenomen temperatuur. De levende natuur beïnvloedt op haar beurt weer de hoeveelheid broeikasgassen. Een groot gedeelte van de CO2-uitstoot wordt nu bijvoorbeeld door de oceanen opgenomen, maar dat

15-02-2007 11:50:13

Figuur 6: De opwarming in 2020-2029 en 2090-2099 ten opzichte van 1980-1999 in de B1 (boven), A1B (miden) en A2 (onder) scenario’s. Links de kansverdeling van de temperatuur, rechts het gemiddelde van een groot aantal klimaatmodellen. Bron: IPCC 2007.

12

wt_ippc_022007 12

kan afnemen doordat de oceaan door de opgenomen CO2 verzuurt. De resultaten van al deze studies naar de onzekerheden in de temperatuurstijging staan in figuur 6 voor 2020-2029 (oranje) en 2090-2099 (rood). Omdat de onzekerheden beter bekend zijn is de onzekerheidsmarge in de wereldgemiddelde temperatuurstijging groter dan in het vorige rapport. De KNMI ’06 scenario’s voor Nederland omvatten een kleinere bandbreedte van de mondiaal gemiddelde temperatuurstijging in 2100 (2°-4°C) dan het IPCC (1,1°-6,4°C). Er is bij de KNMI’06 scenario’s voor gekozen om niet uit te gaan van de meest extreme situaties, omdat die niet noodzakelijkerwijs het meest relevant zijn voor het beleid wat op de scenario’s is gebaseerd. Het grootste gedeelte van de kansverdeling ligt, voor zo

ver we die kennen, tussen de 2°C en 4°C. Alleen als de uitstoot van broeikasgassen sterk wordt teruggedrongen (B1 scenario) ligt een gedeelte daar onder. De regionale verschillen in de projecties volgen in grote lijnen de waarnemingen tot nu toe, met een veel sterkere opwarming in de noordelijk poolgebieden. Ook de woestijngebieden van de aarde warmen duidelijk sneller op dan het gemiddelde, terwijl de oceanen achterblijven. Boven de Noord-Atlantische Oceaan en in iets mindere mate in de Zuidelijke Oceaan, is de opwarming zelfs veel minder dan het wereldgemiddelde. De koelere Noord-Atlantische Oceaan hangt waarschijnlijk gedeeltelijk samen met de afzwakking van de warme Golfstroom in de klimaatmodellen, maar de reden dat de oceanen over het algemeen

15-02-2007 11:50:16

13

Figuur 7: De waargenomen verandering in neerslag ten opzichte van de natuurlijke variaties in 1951-2004. Gebieden waar de kans dat de waargenomen veranderingen toeval zijn groter is dan 10% zijn wit gelaten. Links: november tot april (onze winter), rechts: mei tot oktober (onze zomer). Bron: GPCC, KNMI.

minder sterk opwarmen wordt nog niet goed begrepen.

Neerslag in de wereld Neerslag (regen, sneeuw, hagel) is veel wisselvalliger dan temperatuur. Bovendien is het effect van het versterkte broeikaseffect op neerslag minder simpel te voorspellen dan het effect op temperatuur. Op theoretische gronden verwacht men in 2100 in heel grote lijnen een toename van de neerslag in de tropen, een afname in de subtropen, en een toename op hogere breedtegraden. Aangezien neerslag zo grillig van karakter is, kunnen veranderingen alleen over lange tijd worden bepaald. Anderzijds is de mondiale opwarming pas sinds ongeveer 1970 duidelijk zichtbaar. Als compromis heeft het KNMI de veranderingen over 1951-2004 bepaald, op basis van de waarnemingen die door het Global Precipitation Climatology Centre

wt_ippc_022007 13

(GPCC) zijn verzameld en verwerkt. In figuur 7 is te zien dat de neerslag significant is toegenomen in de winter in NoordEuropa en delen van Noord-Amerika en Noord-Azië. De regen is duidelijk afgenomen in Noord-Afrika en West-Afrika (inclusief de westelijke helft van de Sahel). Er is ook duidelijk meer regen gevallen in de zomer in zuidelijk Zuid-Amerika en Noordwest-Australië. In de overige gebieden zijn de veranderingen niet groot genoeg of zijn de meetgegevens niet betrouwbaar genoeg om uitspraken te doen. De waargenomen afname van de neerslag in West- en Centraal-Afrika, en de toename in zuidelijk Zuid-Amerika en Noordwest-Australië passen niet in het simpele theoretische beeld.

Toekomst Voor de KNMI’06 scenario’s zijn de gegevens gebruikt van de vijf klimaatmodellen die het klimaat in Europa het beste beschrijven. Ook voor andere delen van de wereld beschrijven deze modellen vaak het huidige klimaat het

15-02-2007 11:50:19

Figuur 8: De procentuele verandering in neerslag in 2080-2099 ten opzichte van 1980-1999. De waarden zijn voor het gemiddelde van de 5 modellen die gebruikt zijn voor de KNMI’06 scenario’s in het SRES A1B scenario. Gebieden waar minder dan 4 van de 5 modellen natter of droger aangeven zijn wit gelaten. Links: november tot april (onze winter), rechts: mei tot oktober (onze zomer). Bron: PCMDI, KNMI.

beste. Figuur 8 toont de projecties van mondiale neerslagveranderingen in die modellen. De verwachte toename van de neerslag in Noord-Europa, Noord-Azië en noordelijk Noord-Amerika is duidelijk zichtbaar. Deze is ook in de KNMI’06 scenario’s voor Nederland verwerkt. De modellen verwachten dat Noord-Afrika verder zal uitdrogen. In de zomer strekt dat droogtegebied zich verder naar het noorden uit, maar de modellen zijn het er niet over eens of het ook in Nederland in de zomer droger gaat worden. De KNMI’06 scenario’s bevatten daarom een droger en een natter zomerscenario. Voor de Sahel zijn de modellen het oneens. In Oost-Afrika wordt meer regen verwacht, terwijl in subtropisch Zuid-Afrika en Zuid-Amerika in 2100 minder regen voorspeld wordt.

14

wt_ippc_022007 14

een aantal oorzaken hebben. Ten eerste kunnen de waargenomen veranderingen over de afgelopen 50 jaar een natuurlijke oorzaak gehad hebben die niet in de projecties zitten: het chaotische weer verandert ook uit zichzelf en veroorzaakt zo altijd drogere en nattere periodes. Andere menselijke invloeden dan het versterkte broeikaseffect kunnen ook voor meer of minder regen gezorgd hebben. De droogte in de Sahel in de jaren 1970 en 1980 wordt bijvoorbeeld gedeeltelijk toegeschreven aan de luchtvervuiling met stofdeeltjes in Europa in die tijd en is waarschijnlijk verergerd door de veranderingen in landgebruik in de Sahel. Tenslotte berekenen de huidige klimaatmodellen het weer in de tropen nog niet zo goed, waardoor ze de veranderingen in neerslag daar mogelijk niet goed kunnen voorspellen.

De patronen van waargenomen veranderingen en die van de projecties komen in sommige gebieden redelijk overeen (Europa, Noord-Afrika), maar verschillen in andere (West-Afrika, Australië). Dit kan

15-02-2007 11:50:23

Zeespiegelstijging Gedurende de 20e eeuw is de zeespiegel wereldwijd gestegen met ongeveer 17 centimeter. In de periode 1993-2003 is de zeespiegel bijna twee keer zo snel gestegen. Het is nog onduidelijk of deze snelle stijging langere tijd zal doorzetten of slechts tijdelijk van aard is. Volgens het IPCC zal de zeespiegel gedurende de 21e eeuw wereldwijd met 18 tot 59 centimeter stijgen, ten opzichte van het niveau van 1990. Dit is het gevolg van de uitzetting van het zeewater, het smelten van gletsjers en kleine ijskappen en het gestage slinken van de grote ijskappen op Groenland en Antarctica. Op sommige plaatsen is de afkalving aan de randen van de Groenlandse en de WestAntarctische ijskap de laatste jaren sterk toegenomen. Als deze versnelde afkalving doorzet in de 21e eeuw, kan de zeespiegel nog met nog 10 tot 20 centimeter extra stijgen. Het IPCC stelt dat op dit moment niet is in te schatten hoe groot de kans is dat de trend inderdaad doorzet. Oceanen en ijskappen reageren erg traag op veranderingen in de atmosfeer. Daarom zal de zeespiegelstijging nog eeuwen doorzetten, zelfs als de temperatuur na 2100 niet meer zou stijgen. Alleen al door de uitzetting van het zeewater zal het zeeniveau in 2300 ongeveer 30 tot 80 centimeter hoger zijn dan in de 20e eeuw. De Groenlandse ijskap zal in dit warmere klimaat blijven slinken en dus bijdragen aan zeespiegelstijging. Modelstudies suggereren dat bij een gematigde stijging van de temperatuur de ijskap vrijwel geheel zal verdwijnen in enkele eeuwen tot duizenden jaren.

wt_ippc_022007 15

De Antarctische ijskap blijft zó koud dat het oppervlak nauwelijks zal gaan smelten. In modelstudies neemt de sneeuwval toe, waardoor deze ijskap de komende eeuwen gaat groeien. Echter, de ijskap kan netto massa verliezen wanneer blijkt dat de afkalving aan de randen dominant is.

15

Vergelijking met KNMI klimaatscenario’s De klimaatscenario’s van het

KNMI zijn gebaseerd op dezelfde modelstudies waarop het IPCC zich baseert. Toch komt het KNMI uit op een grotere bandbreedte: 35 tot 85 centimeter zeespiegelstijging in 2100 ten opzichte van 1990. Dit verschil van ruim 25 centimeter voor de bovengrens is het gevolg van een iets andere aanpak.

Een belangrijk verschil tussen de cijfers van het KNMI en het IPCC is de hierboven beschreven bijdrage door de afkalving aan de randen van de Groenlandse en West-Antarctische ijskap. Deze waarnemingen hebben een belangrijke beperking van de huidige ijskapmodellen blootgelegd: de processen die deze toename kunnen veroorzaken ontbreken nog in de modellen. Het IPCC stelt daarom dat de gevoeligheid van de ijskappen voor opwarming van de atmosfeer groter kan zijn dan tot nu toe gedacht, 10 tot 20 centimeter. Deze bijdrage wordt apart genoemd, en niet opgenomen in de schatting voor de totale zeespiegelstijging. Gezien de mogelijk grote gevolgen voor Nederland acht het KNMI het van belang om de bijdrage van versneld afkalven wel mee te nemen in de bepaling van de bovengrens.

Warme Golfstroom In de KNMI ’06 scenario’s zijn ook regionale effecten

15-02-2007 11:50:26

meegenomen voor de uitzetting van het zeewater: de cijfers representeren niet het wereldgemiddelde maar de zeespiegelstijging door uitzetting in het noordoosten van de Atlantische Oceaan. Naar verwachting zal de zeespiegel daar ongeveer 0 tot 15 centimeter meer stijgen dan het wereldgemiddelde. In het noorden brengt de Warme Golfstroom water van het oppervlak naar de diepte. In het noorden warmt daarom, in reactie op een stijgende atmosfeertemperatuur, niet alleen het zeewater aan het oppervlak op, maar ook dat op grotere diepte. Het gevolg is meer uitzetting in het noorden dan in de tropen en subtropen. Klimaatmodellen laten in de 21e eeuw een langzame afname zien van de Warme Golfstroom (thermohaliene circulatie) in de Atlantische Oceaan van ongeveer 25%. Een afname van de Warme Golfstroom leidt op zich tot een temperatuurdaling in Noordwest Europa. Maar die afname vindt alleen maar plaats door de grotere opwarming van de noordelijke breedtes. Het netto-effect is een Warme Golfstroom die geleidelijk afneemt en die de temperatuurstijging door het broeikaseffect in Noordwest Europa enigszins tempert, maar zeker niet doet omslaan naar een afkoeling. Met een langzame afname van de Warme Golfstroom is dus in de KNMI ’06 scenario’s rekening gehouden.

16

wt_ippc_022007 16

Uit onderzoek naar fundamentele fysica van het klimaatsysteem blijkt dat de Warme Golfstroom ook abrupte veranderingen kan ondergaan. Het IPCC acht zo’n abrupte verandering weliswaar mogelijk, maar onwaarschijnlijk. Zij baseert zich op het feit dat geen van de klimaat-

modellen een abrupte omslag laat zien. Ook is er geen indicatie dat zo’n omslag de laatste afgelopen 10.000 jaar heeft plaats gevonden. Het is moeilijk om met de huidige generatie oceaanmodellen de kans op een abrupte verandering vast te stellen. Het KNMI onderschrijft de IPCC conclusie dat er op dit moment onvoldoende grond is om in de standaard klimaatscenario’s rekening te houden met een abrupte afname van de Warme Golfstroom. Tegelijkertijd is het KNMI van mening dat er wel degelijk reden is voor enige bezorgdheid. Het KNMI ondersteunt de Engels/Amerikaanse meetcampagne (Rapid) waarbij de Warme Golfstroom continu gemeten wordt en dat sinds 2005 operationeel is.

Zeeijs Satellietmetingen laten zien dat de zeeijsbedekking in het Noordpoolgebied sinds 1978 met gemiddeld 2,1 tot 3,3% per 10 jaar is afgenomen. De zeeijsbedekking in het Noordpoolgebied bereikt jaarlijks een minimum in de nazomer. Deze minimum bedekking is sneller afgenomen dan het jaargemiddelde, met 5% tot 10% per 10 jaar. In het Zuidpoolgebied is geen trend waargenomen, wat consistent is met het feit dat dit continent als geheel niet opwarmt.

Toekomst In beide poolgebieden neemt naar verwachting de hoeveelheid zeeijs in de loop van de 21e eeuw af. De uit de klimaatmodellen afgeleide snelheid waarmee de zeeijsbedekking afneemt is afhankelijk van de veronderstelde uitstoot van broeikasgassen en van wetenschap-

15-02-2007 11:50:29

pelijke onzekerheden over de werking van het klimaatsysteem. In sommige modelstudies verdwijnt het zeeijs in het Noordpoolgebied in de nazomer volledig vóór het eind van de 21e eeuw. Dit betekent dat er geen dik, meerjarig ijs meer over zal zijn in het Noordpoolgebied, maar dat al het aanwezige ijs is gevormd in de vorige winter. Een belangrijke oorzaak van deze snelle afname in zeeijsbedekking is de grote temperatuurstijging in poolgebieden ten opzichte van het wereldgemiddelde. Deze wordt veroorzaakt door een versterkend mechanisme in het klimaatsysteem dat de ijs-albedo terugkoppeling genoemd wordt. IJs en sneeuw kaatsen bijna al het zonlicht terug. Wanneer de temperatuur stijgt en een deel van het ijs en de sneeuw smelt wordt meer zonnestraling opgenomen door de zee of het land. De temperatuur stijgt hierdoor nog meer en dus smelt er nog meer sneeuw en ijs.

Hoofdconclusies Klimaatbepalende factoren van menselijke of natuurlijke oorsprong

• De wereldwijde atmosferische concentraties van kooldioxide, methaan en distikstofoxide zijn duidelijk toegenomen als een gevolg van menselijke activiteiten sinds 1750 en overtreffen in hoge mate de pre-industriële waarden zoals bepaald uit ijsboringen van de laatste vele duizenden jaren. De wereldwijde toename in de kooldioxide concentratie is vooral het gevolg van het gebruik van fossiele brandstoffen en veranderingen in landgebruik, terwijl die in methaan en

wt_ippc_022007 17

distikstofoxide vooral veroorzaakt zijn door de landbouw. • Het begrip van door de mens veroorzaakte opwarmende en afkoelende invloeden op het klimaat is verbeterd sinds het vorige IPCC rapport uit 2001. Dit heeft geleid tot een zeer hoog vertrouwen dat het mondiaal gemiddelde netto effect van menselijke activiteiten sinds 1750 opwarmend is geweest.

17

Directe waarnemingen van veranderingen in het huidige klimaat

• De opwarming van het klimaatsysteem is onmiskenbaar, zoals nu duidelijk is uit toenames van mondiaal gemiddelde lucht- en oceaan temperaturen, het smelten op grote schaal van sneeuw en ijs en het stijgen van het mondiaal gemiddelde zeeniveau. • Talrijke lange termijn veranderingen in het klimaat zijn waargenomen op de schaal van continenten, regio's en oceaanbekkens. Deze omvatten veranderingen in temperatuur en ijsmassa’s in het Noordpoolgebied, grootschalige veranderingen in neerslag, het zoutgehalte van de oceanen, windpatronen en aspecten van extreem weer, waaronder droogte, hevige neerslag, hittegolven en de intensiteit van tropische cyclonen. • In sommige aspecten van het klimaat zijn geen veranderingen waargenomen. Dit betreft bijvoorbeeld de dagelijkse gang van de temperatuur: in de periode 1979 tot 2004 is de minimumtemperatuur net zoveel gestegen als de maximumtemperatuur. Ook zijn geen veranderingen geconstateerd in de warme Golfstroom. De hoeveelheid zeeijs nabij Antarctica is nagenoeg constant gebleven in overeenstemming met een niet noemenswaardige temperatuurverandering.

15-02-2007 11:50:31

Tenslotte zijn in enkele fenomenen op kleine schaal, zoals tornado’s, hagel, onweer en stofstormen geen significante veranderingen geconstateerd. Een paleoklimatologisch perspectief

• Paleoklimaatinformatie ondersteunt de interpretatie dat de hoge temperaturen van de afgelopen 50 jaar ongewoon zijn voor ten minste de afgelopen 1300 jaar. Ongeveer 120.000 jaar geleden waren de poolgebieden gedurende langere tijd wezenlijk warmer dan nu, dit veroorzaakte door het smelten van poolijs een zeespiegelstijging van 4 tot 6 meter. Begrijpen van klimaatverandering en het toeschrijven aan mogelijke oorzaken

18

wt_ippc_022007 18

• Het grootste deel van de waargenomen toename van de mondiaal gemiddelde temperatuur sinds het midden van de 20e eeuw is zeer waarschijnlijk het gevolg van de waargenomen toename in antropogene broeikasgassen. Dit is een verscherping van de conclusie in het vorige IPCC rapport dat ‘het grootste deel van de waargenomen opwarming in de afgelopen 50 jaar waarschijnlijk het gevolg is van de toename in broeikasgasconcentraties’. De onderscheidbare menselijke invloeden strekken zich nu uit tot andere aspecten van het klimaat, waaronder het opwarmen van de oceanen, continentaal gemiddelde temperaturen, temperatuur extremen en windpatronen. • Voor het eerst kan uit klimaatmodellen in combinatie met waarnemingen een bandbreedte van de klimaatgevoeligheid worden bepaald, waardoor het vertrouwen in de kennis van de respons van het klimaatsysteem op de klimaatverstorende factoren is toegenomen.

Projecties van toekomstige veranderingen in het klimaat

• Voor de komende twee decennia wordt een opwarming van ongeveer 0,2 °C per decennium geprojecteerd voor een range van SRES emissiescenarios. Zelfs als de concentraties van alle broeikasgassen en aërosolen zouden zijn gestabiliseerd op het niveau van het jaar 2000, wordt een verdere opwarming van ongeveer 0,1 °C per decennium verwacht. • Verdere uitstoot van broeikasgassen in het huidige tempo of sneller zullen verdere opwarming en veel veranderingen veroorzaken in het mondiale klimaatsysteem gedurende de 21e eeuw. • Er is nu meer vertrouwen in de geprojecteerde opwarmingspatronen en andere verschijnselen op regionale schaal, inclusief de veranderingen in windpatronen, neerslag en sommige aspecten van extremen en van ijs. • De door de mens veroorzaakte wereldwijde opwarming en zeespiegelstijging zal nog eeuwen doorgaan als gevolg van de tijdschalen van de betrokken klimaatprocessen en terugkoppelingen, zelfs als de broeikasgasconcentraties gestabiliseerd zullen worden.

15-02-2007 11:50:34

Begrippenlijst Aërosolen - Zwevende kleine deeltjes al dan niet ingekapseld door water Antropogene broeikasgassen - Gassen, die door menselijke activiteiten in de atmosfeer terechtkomen en die warmtestraling kunnen absorberen Distikstofoxide - (N2O) lachgas KNMI ‘06 scenario’s - Klimaatscenario’s voor Nederland opgesteld door het KNMI in 2006 Paleoklimaatdata - Klimaatgegevens uit het (verre) verleden Proxy data - Indirecte indicatoren van klimaatvariaties

SRES emissiescenarios - Scenario’s van de uitstoot van broeikasgassen, die in klimaatmodellen gebruikt worden om klimaatprojecties te maken Stralingsforcering - De invloed die een verandering in een factor die het klimaat beïnvloedt, heeft op de balans tussen de ingaande en uitgaande stralingsenergie in het klimaatsysteem. Thermohaliene circulatie - De grootschalige oceaanstromingen, waarvan de warme Golfstroom in de Atlantische Oceaan een onderdeel is. Zonne-intensiteit - De hoeveelheid (stralings)energie die de zon uitzendt

19

Colofon Een uitgave van KNMI en Het Weer Magazine KNMI Postbus 201 3730 AE De Bilt www.knmi.nl Het Weer Magazine Postbus 595 3700 AN Zeist www.hetweermagazine.nl Redactie: Rob van Dorland, Sybren Drijfhout, Rein Haarsma, Wilco Hazeleger, Bart van den Hurk, Caroline Katsman, Arie Kattenberg, Gerbrand Komen, Geert Jan van Oldenborgh, Peter Siegmund en Nanne Weber Opmaak: Rob Molthoff Druk: BDU Barneveld Met dank aan: Harry Geurts, Pepijn Dobbelaer en Klaartje Grol

wt_ippc_022007 19

15-02-2007 11:50:37

FOTO: HANS DEKKER

20

wt_ippc_022007 20

15-02-2007 11:50:39