119cm
Klimaatverwarming Het wordt warmer! Het mondiale klimaat is al meer dan 100 jaar aan het opwarmen. Sinds het midden van de 20e eeuw is die opwarming aan het versnellen en dat kan grotendeels aan de invloed van de mens (broeikasgassen) toegeschreven worden. De verwachting is, dat de opwarming door het verhoogde broeikaseffect doorzet en dat het aardoppervlak aan het eind van de 21e eeuw 1,1 tot 6,4 graden warmer zal zijn dan aan het eind van de 20e eeuw.
Neerslag en droogte veranderen In een warmer klimaat nemen zowel de verdamping als de neerslag toe. In de gematigde streken op het Noordelijk Halfrond is de neerslag in de 20e eeuw gemiddeld met 5 á 10% toegenomen. In Europa is de hevigheid van extreme neerslag de afgelopen 50 jaar toegenomen. Klimaatmodellen voorzien voor de komende eeuw een toename van jaarneerslag op de gematigde breedten en een afname in de subtropen. Voor Zuid Europa berekenen vrijwel alle klimaatmodellen een afname van zomerneerslag en een grotere kans op droogte.
Temperatuur (°C)
17 16 15
> 0,1 0,01 - 0,1
Gemiddelde jaartemperatuur op aarde tussen 1860 en 2005. De dikke rode lijn volgt een voortschrijdend 30-jaar gemiddelde. Bron: CRU/UKMO.
14 13 1850
1900
1950
niet significant -0,01 - -0,1 < -0,1
Trends in aantal dagen per jaar met minimaal 20 mm neerslag, gemeten op Europese weerstations tussen 1946 en 2004. Bron: eca.knmi.nl.
2000
Mogelijke mondiale temperatuurstijging gedurende deze eeuw. Met een groot aantal klimaatmodellen is de mondiale opwarming berekend, voor diverse scenario’s m.b.t. het verloop van de broeikasgassen in de atmosfeer. In de z.g. SRES scenario’s van IPCC, met labels als “A2” of “A1B etc”, stijgen de broeikasgas concentraties in verschillend tempo. De doorgetrokken gekleurde lijnen geven steeds aan hoe de klimaatmodellen gemiddeld op zo’n scenario reageren, terwijl de gearceerde gebieden daaromheen de variaties tussen diverse modellen aangeven. In het rechterpaneel staan de uitkomsten in 2100 naast elkaar. Bron: IPCC.
De zeespiegel stijgt De zeespiegel is in de 20e eeuw wereldwijd met gemiddeld 17 cm gestegen. Satellietwaarnemingen vanaf 1993 suggereren dat het tempo van zeespiegelstijging toeneemt. De huidige zeespiegelstijging komt vooral door de uitzetting van het zeewater dat ook langzaam opwarmt. In de toekomst zullen de bijdragen van smeltend landijs (gletsjers, en de ijskappen op Groenland en Antarctica) aan de zeespiegelstijging belangrijker worden. Volgens onderzoekers zou de zeespiegel aan het eind van de 21e eeuw door de voortzettend opwarming gemiddeld over de hele wereld met 18 – 59 cm gestegen kunnen zijn.
Ko uut n i n k l i j k N e d e r l a n d s M e t e o r o l o gi s c h I n s t i t
Klimaat en klimaatveranderingen
92,9 cm
Waardoor het klimaat verandert
verhoogde vulkanische activiteit verschuivingen van continenten en zeestromen inslagen op aarde van kometen of meteorieten variaties in de aardbaan veranderende zonneactiviteit grillig gedrag van de atmosfeer
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 -0.2 1900
1920
1940
1960
1980
2000
Opnamen zonsverduistering van 11 augustus 1999. De onderste foto toont grote activiteit aan de rand van het zonne-oppervlak.
Natuurlijke temperatuurafwijkingen
0.3 0.2
Mauna Loa (Hawaii) CO2
0.1 0 360 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 1900
1920
1940
1960
1980
2000
Toename CO2 concentratie in de tweede helft van de 20e eeuw bepaald uit metingen van observatorium Mauna Loa (Hawaii). 1.00
340
320
1960
1970
1980
1990
2000
Wereldtemperatuur
0.75
Afwijking wereldgemiddelde temperatuur 1856-1999 ten opzichte van 1856-1899. De blauwe lijn is het gladgestreken gemiddelde door telkens over 15 jaar te middelen (bron: P.D. Jones, CRU Norwich UK).
Temperatuurafwijking (oC)
foto's WPI, H. Pruntel en H. Hendriks
Temperatuurveranderingen in de twintigste eeuw. Het onderste deel van de grafiek geeft een schatting van drie natuurlijke temperatuursignalen ten gevolge van variaties in de zonnestraling (gestippeld), vulkaanuitbarstingen (gestreept) en El Niño (getrokken lijn). Het bovenste paneel toont wat overblijft als de som van de drie natuurlijke processen wordt afgetrokken van de waarnemingen. De waargenomen temperatuurtoename in de eerste helft van de 20e eeuw kan worden toegeschreven aan natuurlijke oorzaken, maar de snelle opwarming in de tweede helft van de eeuw kan daar niet mee worden verklaard. De toename in de tweede helft van de 20e is consistent met de verwachte menselijke invloed (Bron: Van Ulden en Van Dorland, KNMI).
CO2 concentratie (ppm)
? ? ? ? ? ?
Menselijke handelen als oorzaak Tegenwoordig is menselijk handelen van toenemend belang. De laatste eeuw is de hoeveelheid CO2 dankzij de mens met een derde toegenomen. Waarschijnlijk is daardoor de gemiddelde temperatuur op aarde ruim een halve graad gestegen, de laatste decennia versneld.
Temperatuurverandering t.o.v. 1901 - 1920
Klimaatveranderingen worden steeds meer in verband gebracht met activiteiten van de mens. In het algemeen is het echter niet eenvoudig om een waargenomen klimaatvariatie aan één bepaalde oorzaak toe te schrijven. Er zijn ook natuurlijke oorzaken, zoals:
0.50
0.25
0.00
-0.25 1850
1860
1870
1880
1890
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
K ut o n i n k l i j k Nederlands Meteorologisch I nstitu
Klimaat en klimaatveranderingen
Ozon komt onder meer voor in de onderste 10 kilometer van de dampkring, maar vooral ook op grotere hoogte. De hoeveelheid ozon onder in de atmosfeer is toegenomen. Dit draagt bij aan de opwarming van de aarde.
Ozongat boven de Zuidpool op 1 oktober 1999 door de GOME-satelliet
De concentratie van ozon hoog in de atmosfeer, tussen 10 en 40 kilometer hoogte is juist afgenomen. We noemen dat de ozonlaag. Voor het broeikaseffect is de ozonlaag waarschijnlijk minder van belang maar wel is het een filter van schadelijke ultraviolette zonnestraling (UV). Hoe dunner de ozonlaag, hoe meer UV het aardoppervlak kan bereiken en hoe hoger de zonkracht. De afname van de ozonlaag wordt veroorzaakt door chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's). Internationaal zijn maatregelen genomen om CFK's te beperken. Als de afspraken worden nageleefd is het hoogtepunt van de ozonafbrekers na de eeuwwisseling voorbij en zal de ozonlaag langzaam herstellen. Volledig herstel zal echter nog verschillende decennia duren.
150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 10
1999
zonkracht
Als de temperatuur in de ozonlaag onder -80 graden komt vormen zich parelmoerwolken. De laatste jaren daalt de temperatuur in de ozonlaag geleidelijk, waarschijnlijk als gevolg van de versterking van het broeikaseffect (Bron: KNMI, Peter Siegmund)
gemiddelde
8
zonkracht gemeten in De Bilt
klimatologie
6
4
2
0
jan
feb
maa
apr
mei
jun jul maand
aug
sep
okt
nov
dec
ut Nederlands Meteorologisch I nstitu
Ozon en broeikas
Koninklijk
Klimaat en klimaatveranderingen
KNMI van "Bolwerk Sonnenborgh" tot bolwerk van de Meteorologie
winter
Het KNMI is actief in (inter)nationale samenwerkingsverbanden op het gebied van klimaatonderzoek en waarnemingen. In internationaal verband wordt door het gezaghebbende Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) onder de vlag van het United Environment Program (UNEP) en de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO) om de vijf jaar een rapport uitgebracht over de stand van zaken met betrekking tot klimaatveranderingen. Het KNMI draagt hieraan bij en gebruikt de bevindingen bij de vaststelling van onderzoeksprioriteiten.
Buys Ballot begon in 1854 op de sterrenwacht Sonnenborgh in Utrecht met het KNMI. In 1897 verhuisde het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut naar De Bilt . Onlangs zijn de gebouwen gerenoveerd en is er een nieuwe vleugel bijgekomen.
Het nationale data- en kenniscentrum voor weer, klimaat en seismologie Het KNMI is voor Nederland hèt kenniscentrum op het gebied van klimaat, klimaatveranderingen en seismologie. Het instituut doet onderzoek om te weten te komen hoe het klimaat door natuurlijke oorzaken of door de mens kan veranderen.
Afwijking van de seizoensen jaargemiddelde temperaturen in De Bilt zeer koud
koud
normaal
warm
zeer warm
1901 1902 1903 1904 1905 1906 1907 1908 1909 1910 1911 1912 1913 1914 1915 1916 1917 1918 1919 1920 1921 1922 1923 1924 1925 1926 1927 1928 1929 1930 1931 1932 1933 1934 1935 1936 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 1999 2004 2001 2006
lente
zomer
herfst
jaar
K ut o n i n k l i j k Nederlands Meteorologisch I nstitu
Klimaat en klimaatveranderingen
Klimaat verandert voortdurend Natuurlijke variaties Natuurlijke klimaatvariaties en veranderingen zijn van alle tijden. Omstreeks 140.000 jaar geleden lag Noord-Europa tot de Utrechtse heuvelrug onder ijs. Daarna werd het warmer, maar spoedig volgde een nieuwe IJstijd die bijna 100.000 jaar duurde. Zo’n 18.000 jaar geleden begon een snelle opwarming naar de warmere periode nu.
De aarde wordt verwarmd door de zon. Een deel van de zonnestraling wordt teruggekaatst; een ander deel omgezet in warmte. Broeikasgassen, zoals waterdamp en CO2, leggen een warme deken om de aarde: ze zorgen dat een deel van de warmtestraling van de grond wordt vastgehouden. Wind en oceaanstromingen spelen een belangrijke rol bij de verdeling van de warmte over de aarde, tussen de tropen naar de polen. infrarode straling zonnestraling kooldioxyde broeikaseffect
foto's Weather Pictures International
broeikaseffect
Schematische tekening broeikaseffect
Ongeveer 140.000 jaar geleden lag het oosten en noorden van ons land onder ijs.
Ko ut n i n k l i j k N ederlands Meteorologisch I nstitu
Klimaat en klimaatveranderingen
De satellietinstrumenten GOME (vanaf 1995), SCIAMACHY (vanaf 2001) en OMI (vanaf 2003) leveren ons belangrijke klimaatgegevens, zoals de wereldwijde verdeling van: broeikasgassen als kooldioxide, waterdamp, ozon en methaan aerosolen (stofdeeltjes) wolken. Elke plaats op aarde wordt om de paar dagen waargenomen.
Satellieten zijn nodig om wereldwijd waarnemingen te kunnen doen van het klimaat opdat veranderingen daarin zichtbaar worden. ENVISAT is een Europese satelliet met aan boord een groot aantal instrumenten, waaronder het Nederlands-Duitse SCIAMACHY.
sa te ll
iet
Ozonlaag
stratosfeer
Aë
ro
troposfeer
so
le
Stofdeeltjes uit industriële activiteiten Bron: TNO/TPD
n
De chemische samenstelling van de atmosfeer kan door de satellietinstrumenten worden waargenomen door het zonlicht te observeren, dat door de aarde en de atmosfeer wordt weerkaatst. Zo is onder meer te zien of het herstel van de ozonlaag gaat zoals verwacht en of het nodig is extra maatregelen te nemen.
as eik Broassen g ht ng luc uili rv ve
Wolken boven Europa
Mini-ozongat boven Europa 190
200
210
220
230
240
260
280
300
320
ut Nederlands Meteorologisch I nstitu
Satellieten monitoren het klimaat
Koninklijk
Klimaat en klimaatveranderingen
92,9 cm
El Niño en NAO achter variaties El Niño Rond Kerst wordt het water voor de kust van Peru warmer en arm aan voedsel. Eeuwen geleden merkten vissers dat al aan de slechte vangst.
Noord Atlantische Oscillatie (NAO) El Niño: dec - feb warm
warm
warm
nat en koud
warm droog en warm
nat
El Niño noemden ze dat verschijnsel, het Kerstkind. Tegenwoordig spreken ook onderzoekers over El Niño.
droog droog
nat en warm nat en warm
droog
droog en warm
warm nat
warm
El Niño: jun - aug
Ze doelen daarmee op warm water langs de kust van Peru en langs de evenaar over een groot deel van de Stille Oceaan.
nat droog en warm
droog droog
nat warm
warm
droog en koel nat
El Niño doet zich gemiddeld om de drie tot zeven jaar voor. Dan valt de passaat weg, die het warme water in de oostelijke Stille Oceaan richting Indonesië blaast. De gevolgen voor temperatuur en neerslag zijn tot in de wijde omtrek merkbaar.
La Niña: dec - feb koud droog en warm
koud koel nat
Gemiddeld is ons klimaat aan het opwarmen. Oorzaak van deze opwarming is het versterkte broeikaseffect door de toename van broeikasgassen in de atmosfeer. Het klimaat verandert echter ook uit zichzelf. In de 60-er jaren van de vorige eeuw hadden we bijvoorbeeld een periode met strenge winters, terwijl de 90-er jaren een reeks zachte winters kenden. Deze werden veroorzaakt door variaties in de sterkte van de westenwinden, die ‘s winters warme oceaanluchten onze kant op sturen. Een maat voor deze zeewind is het drukverschil tussen IJsland en de Azoren, de NAO index genoemd. Onderzoek suggereert dat het versterkte broeikaseffect ook de NAO index kan beïnvloeden, maar duidelijkheid hierover is er niet. Verloop van de gemiddelde wintertemperatuur in De Bilt (blauw) en de NAO index (groen). De dikke lijnen geven de langzame verandering weer. Lage (hoge) waarden van de NAO index komen over het algemeen overeen met koude (zachte) winters. De stippellijnen geven de jaren weer waarin er een elfstedentocht werd gereden. Na de hoge NAO waarden in de 90-er jaren, is de index weer naar normale waarden teruggekeerd. De snelle opwarming in de 90-er jaren hangt dus deels samen met het versterkte broeikaseffect, deels met de hoge NAO waarden.
droog en koel
droog
nat droog en koel
koel
nat en koel
koel nat en koel
koel nat en warm droog nat en koel
nat
koel warm nat
Effecten die vaak optreden bij een El Niño of een La Niña (Bron: NCER-CPC, Washington)
droog
Voor klimaatonderzoek worden allerlei gegevens gebruikt, bijvoorbeeld ook wijngegevens. Zo weten we op basis van de data van wijnoogsten hoe de zomers eeuwen geleden waren.
foto's Weather Pictures International
La Niña: jun - aug
K ut o n i n k l i j k Nederlands Meteorologisch I nstitu
Klimaat en klimaatveranderingen
92,9 cm
Klimaatscenario’s voor Nederland
ongewijzigd
gewijzigd
In mei 2006 presenteerde het KNMI klimaatscenario’s voor Luchtstromingspatronen de komende 50 jaar voor Nederland. Dit zijn geen voorspellingen, maar consistente en plausibele beelden van een mogelijk toekomstig klimaat. Ze zijn bedoeld om verkennende G+ W+ studies uit te voeren naar effecten van klimaatverandering en Wereldmaken het mogelijk hierop te anticiperen. temperatuur + 10C + 20C in 2050 Een aantal kenmerken van klimaatverandering komt in al die t.o.v. 1990 scenario’s voor: • De opwarming zet door; hierdoor komen zachte winters en G W warme zomers vaker voor. • De winters worden gemiddeld natter en ook de extreme Schematisch overzicht van de vier KNMI’06 klimaatscenario’s neerslaghoeveelheden nemen toe. • De hevigheid van extreme regenbuien in de zomer neemt toe, maar het aantal zomerse regendagen wordt juist minder. • De berekende veranderingen in het windklimaat zijn klein ten opzichte van de natuurlijke grilligheid • De zeespiegel blijft stijgen Gemiddelde zeespiegelstand langs de Nederlandse kust tussen 1900 en 2004 ten opzichte van nap (≈ absolute zeespiegelstijging), en de klimaatscenario’s voor 2050 (gekleurde stippen). De dikke zwarte lijn volgt een voortschrijdend 30-jaar gemiddelde in de waarnemingen. De dikke gekleurde gestippelde lijnen verbinden elk klimaatscenario met het basisjaar 1990. De grijze band illustreert de jaar-op-jaar variatie die is afgeleid uit de waarnemingen. Bron waarnemingen: rws-rikz. 80
40
G+
Gematigd +
1°C temperatuurstijging op aarde in 2050 ten opzichte van 1990 + winters zachter en natter door meer westenwind + zomers warmer en droger door meer oostenwind
W
Warm
2°C temperatuurstijging op aarde in 2050 ten opzichte van 1990 geen verandering in luchtstromingspatronen in West Europa
W+
Warm +
2°C temperatuurstijging op aarde in 2050 ten opzichte van 1990 + winters zachter en natter door meer westenwind + zomers warmer en droger door meer oostenwind
G+
W
W+
+1°C nee
+1°C ja
+2°C nee
+2°C ja
Winter 3
gemiddelde temperatuur koudste winterdag per jaar
+0,9°C +1,0°C
+1,1°C +1,5°C
+1,8°C +2,1°C
+2,3°C +2,9°C
gemiddelde neerslaghoeveelheid
+4%
+7%
+7%
+14%
aantal natte dagen (≥ 0,1 mm)
0%
+1%
0%
+2%
10-daagse neerslagsom die eens in de 10 jaar wordt overschreden
+4%
+6%
+8%
+12%
hoogste daggemiddelde windsnelheid per jaar gemiddelde temperatuur
0% +0,9°C
+2% +1,4°C
-1% +1,7°C
+4% +2,8°C
warmste zomerdag per jaar gemiddelde neerslaghoeveelheid
+1,0°C +3%
+1,9°C -10%
+2,1°C +6%
+3,8°C -19%
aantal natte dagen (≥ 0,1 mm)
-2%
-10%
-3%
-19%
dagsom van de neerslag die eens in de 10 jaar wordt overschreden
+13%
+5%
+27%
+10%
potentiële verdamping
+3%
+8%
+7%
+15%
15-25 cm
15-25 cm
20-35 cm
20-35 cm
Zomer 3
20 0
1°C temperatuurstijging op aarde in 2050 ten opzichte van 1990 geen verandering in luchtstromingspatronen in West Europa
G
W W+ G G+
60
Gematigd
Wereldwijde temperatuurstijging Verandering in luchtstromingspatronen
100
Zeespiegel [cm]
Zeespiegelstijging Gedurende de 20e eeuw was de stijging in de Noordzee gemiddeld 2 mm per jaar. Deze waterstand wordt niet alleen bepaald door zeespiegelstijging in de Atlantische Oceaan, maar ook door veranderingen in de opstuwing van het water in de Noordzee. De absolute zeespiegelstijging in 2050 aan de Nederlandse kust varieert in de scenario’s tussen 15 cm en 35 cm. De zeespiegel zal in de toekomst verder stijgen en zal bv in 2300 tussen de 1 en 2,5 m bedragen.
G
Zeespiegel absolute stijging
-20 -40 1900
gegevens over de veranderingen in 2100 zijn te vinden op www.knmi.nl/klimaatscenarios 2 het klimaat in het basisjaar 1990 is beschreven met gegevens van 1976 tot en met 2005 3 onder ‘winter’ wordt hier verstaan december, januari en februari; ‘zomer’ staat gelijk aan juni, juli en augustus 1
1950
2000
2050
2100
ut K o n i n k l i j k N e d e r l a n d s M e t e o r o l o gi s c h I n s t i t u
Klimaat en klimaatveranderingen
