Heeft de mens nu wel of geen invloed op de verandering van het klimaat? Loopt Nederland gevaar door de stijging van de zeespiegel of zitten we voorlopig nog wel even droog? Klimaatverandering is een hot onderwerp in de media. Maar wat moet je nou eigenlijk geloven van al die berichten?

Door Bram Bregman

Met enige regelmaat confronteren de media het publiek met artikelen over klimaatverandering. Soms is de berichtgeving spectaculair. Zo zouden menselijke activiteiten een verwaarloosbare rol spelen bij klimaatverandering en zouden de maatregelen in het kader van het Kyotoprotocol nauwelijks helpen. Ook verschijnen er berichten over een mogelijke afkoeling in West-Europa (in plaats van de verwachte opwarming) door het stoppen van de warme golfstroom. Daarnaast berichten de media regelmatig over een verwachte zeespiegelstijging van enkele meters als gevolg van het afsmelten van de ijsmassa op Groenland en voorspellen zij de toename van extreem weer: hittegolven en wateroverlast.

Complexe klimaatmodellen

Los van het waarheidsgehalte van dergelijke berichten is het belangrijk twee feiten te onderkennen. Ten eerste heeft het onderzoek naar het begrip van het klimaatsysteem een grote ontwikkeling doorgemaakt de afgelopen tientallen jaren. Wereldwijd verrichten klimaatonderzoekers veel inspanningen binnen diverse klimaatprogrammas. De klimaatmodellen worden geavanceerder en fijnmaziger. Aan de basis van alle kennis over het klimaatsysteem staat validatie van klimaatmodellen met metingen. De huidige klimaatmodellen houden rekening met belangrijke natuurlijke factoren zoals zonnevariabiliteit en vulkaanuitbarstingen. Verder bevatten ze behalve fysische modules, modules die relevante deelprocessen representeren, zoals bijvoorbeeld chemische en biotopische processen, maar ook menselijke activiteiten en de daaraan gerelateerde emissies van broeikasgassen en vervuilende stoffen die onze luchtkwaliteit aantasten. De toegenomen complexiteit van klimaatmodellen stelt hoge eisen aan de klimaatmodelontwikkelaars. De klimaatwetenschappers lopen voortdurend tegen de grenzen aan van onze huidige kennis van het klimaatsysteem. Het toetsen van klimaatmodellen met metingen is daarom van groot belang.

Nauwkeurige metingen

Ten tweede laten de huidige klimaatmodellen zien dat het mondiale temperatuurverloop gedurende de afgelopen 150 jaar goed kan worden verklaard. Het is belangrijk te vermelden dat de nauwkeurigheid van de metingen een cruciale factor is. Juist de recente metingen zijn nauwkeurig en staan daarom garant voor een kritische toets van de modellen. Verder laten deze modellen ook zien dat als men alleen rekening houdt met natuurlijke activiteiten, de mondiale temperatuurtoename vanaf 1950 wordt onderschat en dat dus menselijke activiteiten nodig zijn om het gemeten temperatuurverloop te verklaren.

IJskapdynamica

Een voor Nederland relevant spectaculair voorbeeld van abrupte klimaatverandering is een mogelijk sterke zeespiegelstijging van enkele meters als gevolg van het afsmelten van de ijskap van Groenland de komende eeuwen. Op de website van een KNMI onderzoeker (1) is te lezen dat de zeespiegel de afgelopen eeuw met ongeveer 20 cm is gestegen (1.8 ± 0.3 mm/jaar). Binnen de nauwkeurigheid is er overeenstemming tussen theorie en metingen.

Met klimaatmodellen kan worden berekend hoeveel de zeespiegel kan gaan stijgen de komende eeuw. Uit recente modelstudies in de nieuwe klimaatscenarios van het KNMI (2) blijkt dat bij een temperatuurstijging van 4 graden in het jaar 2100 de zeespiegel tussen de 25 cm en 46 cm hoger zal zijn ten opzichte van 1990. Daarbovenop komen dan nog bijdrages van afsmeltende gletsjers en ijskappen. De gevoeligheid van het smelten van ijskappen voor temperatuurstijging is echter niet goed bekend. Op basis van de veranderingen in het klimaat in de periode tussen de twee recentste ijstijden is berekend dat ongeveer 130.000 jaar geleden de ijskap op Groenland voor ongeveer de helft was afgesmolten en een bijdrage van maximaal 3.4 meter aan de zeespiegel gaf. Het volledig afsmelten duurt in het model 3.000 jaar. Een andere studie concludeert echter dat mogelijk in de komende eeuw een drempelwaarde wordt overschreden waardoor de ijskap van Groenland op termijn van enkele eeuwen vrijwel geheel kan afsmelten.

Dit is in de wetenschapwereld een bekende maar controversiële discussie, gevoed door onzekerheden van met name de ijskapdynamica. Rekening houdend met de waargenomen zeespiegelstijging en een mogelijke versnelling in het afsmelten van de ijskappen komt het KNMI in haar hoogste klimaatscenario tot een totale zeespiegelstijging van 85 cm in 2100 ten opzichte van 1990.

Warme golfstroom

Een ander voorbeeld dat ook in de kranten verscheen, betreft het afremmen van de warme golfstroom in West- en Noord-Europa wat eerder tot afkoeling zou kunnen leiden in Nederland dan tot opwarming. Het gerenommeerde vaktijdschrift Nature meldde onlangs dat Britse geleerden uit metingen een afname constateerden van 30 procent. Klimaatmodellen laten zien dat bij een toename van de hoeveelheid broeikasgassen de golfstroom inderdaad afneemt, hoewel er nog veel onzekerheden zijn. Door meer regen en rivierafvoer in de Arctische zeeën en door opwarming aan het zeeoppervlak zinkt het water minder gemakkelijk.

Of deze afname een aanwijzing is van menselijk handelen is nog te bezien. De gemeten 30 procent is significant, maar zou volgens het KNMI ook te wijten kunnen zijn aan natuurlijke variaties. De metingen waren te schaars om een betrouwbaar beeld te vormen. Tevens zou een afname van 30 procent betekenen dat de Noord Atlantische Oceaan zou afkoelen terwijl die juist warmer is geworden. Hoewel de sterkte van de golfstroom in de toekomst waarschijnlijk afneemt, is het temperende effect lang niet groot genoeg om de opwarming door broeikasgassen tegen te houden. Alle klimaatmodellen laten een opwarming zien gedurende de 21ste eeuw, ook boven de Atlantische oceaan.

De zomer van 2003

De uitzonderlijk warme zomer van 2003 in West-Europa wordt vaak in verband gebracht met klimaatverandering. Volgens modelberekeningen die het KNMI onlangs in het kader van het Dutch Challenge project uitvoerde op de supercomputer van SARA en waarvan de resultaten zijn ingebracht in het World Climate Research Programme (WCRP) (3) kan de warme zomer van 2003 een normale zomer worden in 2040. Regionale klimaatprojecties zijn echter niet eenvoudig; de onzekerheden zijn groot. Een voorbeeld betreft de geografische ligging van Nederland. Ons land ligt aan de rand van een groot continent, maar ook dicht bij het noordoostelijk deel van de Atlantische Oceaan. De meeste klimaatmodellen berekenen een sterkere temperatuurstijging boven het continent dan boven de oceanen, waardoor in verhouding grote temperatuurgradiënten aanwezig zijn op het grensgebied. De KNMI klimaatscenarios laten zien dat door de ligging van Nederland de temperatuurveranderingen zeer gevoelig zijn voor windrichting. Uit onderzoek is bekend dat West-Europa een sterke natuurlijke temperatuurvariabiliteit vertoont. Dit maakt het niet eenvoudig het regionale klimaat in beeld te brengen.

Regen

Krijgen we meer regen als gevolg van het broeikaseffect? Een van de belangrijkste fysische consequenties van een warmere atmosfeer is de toegenomen capaciteit om vocht vast te houden. Volgens een bekend natuurkundig principe (4) neemt deze opnamecapaciteit snel toe met de luchttemperatuur. Volgens dit principe neemt de kans op neerslag en de neerslagintensiteit toe als de aarde warmer wordt. Een aantal KNMI klimaatscenarios laten zien dat de winters natter en de zomers droger worden, maar wel met een hogere neerslagintensiteit van de zomerbuien. Door de grote natuurlijke variabiliteit is het moeilijk neerslagtrends te detecteren.

Adaptatiekosten

Klimaatverandering is van alle tijden, aldus Nobelprijswinnaar voor de Chemie Paul Crutzen in het boek Klimaatverandering van Van Dorland en Geurts. De grote natuurlijke variabiliteit van het klimaat is treffend verwoord in het boek van Kroonenberg, De menselijke maat. Dit gegeven maakt het lastig uitspraken te doen over het belang van de menselijke bijdrage aan de huidige klimaatverandering. Ongeacht de oorzaken van klimaatverandering is aanpassing (adaptatie) van de mens aan klimaatverandering ook van alle tijden.

Anders dan tienduizenden jaren geleden leven wij thans in een veel complexere samenleving die adaptatie aan klimaatverandering aanzienlijk bemoeilijkt. Hoewel we in tienduizend jaar tijd technologisch gezien enorme stappen hebben gezet, zijn we ook kwetsbaarder geworden. Zonder werkende infrastructuur zijn we vleugellam. De adaptatiekosten zijn hoog. Adaptatie mag dan in Nederland en andere deltas in rijke westerse landen wel financierbaar zijn, volgens een recent rapport van de Wereldbank (5) kunnen de adaptatiekosten als gevolg van een mondiale temperatuurstijging van 2-3°C voor ontwikkelingslanden deze eeuw oplopen tot $40 miljard per jaar. De schattingen variëren van enkele miljarden tot $100 miljard per jaar. De financiële consequentie voor veel ontwikkelingslanden is een reductie van het Bruto Nationaal Product met 5-10%. Er bestaan geen schattingen van de totale adaptatiekosten aan klimaatverandering.

In de praktijk betekent dit dat de illustratieve boer in Bangladesh, zoals beschreven in het boek van Kroonenberg, zal moeten verhuizen als de zeespiegel verder stijgt; er is geen enkele donor bereid dergelijke bedragen op tafel te leggen. Bovendien is de arme boer in Bangladesh niet in staat te verhuizen door de enorme bevolkingsdichtheid en de slechte economische toestand van hem en zijn land. Dit geldt niet alleen voor de delta in Bangladesh, waarin alleen al meer dan 17 miljoen mensen wonen (6), maar voor de deltagebieden in vrijwel alle ontwikkelingslanden.

Morele verantwoordelijkheid

Cruciaal in deze problematiek is de bijdrage van menselijke activiteiten aan klimaatverandering. Als de menselijke invloed op klimaatverandering gering is ten opzichte van de natuurlijke variabiliteit, dan valt de morele verantwoordelijkheid weg iets aan klimaatverandering te ondernemen. Het impliceert tevens dat elke beleidsmaatregel ineffectief zal zijn. Hiertegenover staan de conclusies van het Intergovernmental Panel for Climate Change, IPCC. Het IPCC stelt dat het zeer waarschijnlijk is dat een deel van de opwarming sinds de tweede helft van de twintigste eeuw door menselijk handelen is veroorzaakt. Sterker nog, waarschijnlijk komt het grootste deel van de recente opwarming op rekening van de mens.

Regeringen beschouwen de uitkomsten van de IPCC rapporten als leidraad voor klimaatbeleid en de eerste twee rapporten (1991 en 1997) stonden aan de basis van een wereldwijde afspraak om broeikasgasemissies te reduceren. Deze afspraak staat beter bekend als het Kyotoprotocol. Hiermee hebben 34 landen zich verplicht tot het reduceren van de CO2 emissies met gemiddeld 5.2 procent ten opzichte van 1990.

Er is veel kritiek op het protocol; landen worden opgescheept met hoge kosten en de effecten lijken minimaal. Met het halen van de doelstellingen van het Kyotoverdrag is veel geld gemoeid en diverse landen geven al aan de hoge kosten niet meer te kunnen (of willen) betalen, wat een bedreiging vormt voor het protocol.

Op dit moment is er echter geen alternatief om tot een wereldwijde oplossing te komen, zeker met het gegeven dat rijke westerse landen hoogst waarschijnlijk niet bereid zijn de hoge adaptatiekosten voor ontwikkelingslanden te bekostigen. Verder is het belangrijk te constateren dat Kyoto geen doel op zich is. Kyoto kijkt niet verder dan 2012 en is daarom niet meer dan een instrument om landen te bewegen schone energiebronnen te ontwikkelen.

Sceptici welkom

Zoals met elke wetenschapsdiscipline is ook het klimaatonderzoek onderhevig aan voortschrijdend inzicht. Onderzoeksuitkomsten over klimaatverandering, zeker als deze spectaculair abrupt zijn, moeten daarom altijd kritisch worden bekeken. Dit geldt zowel voor de bijdrage van natuurlijke processen als voor de bijdrage van menselijk handelen. In tegenstelling tot het beeld dat klimaatwetenschappers gezamenlijk optrekken en outsiders, soms sceptici genoemd, per definitie buitensluiten bestaat de werkelijkheid dat ze elkaars werk kritisch volgen. Iedere criticus wordt uitgenodigd aan te geven waar de huidige klimaatmodellen fouten vertonen. Het commentaar is zelfs welkom: immers van iedere modelverbetering profiteren we uiteindelijk allemaal. Echter, zoals onlangs in het weekblad Nature stond: Until now, no sceptic has been able to shoot holes in the modelling of the current climate.

Dr. Bram Bregman is coördinator klimaatbeleid bij het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI).

Noten:

(1) www.knmi.nl/~hazelege.

(2) Brochure Klimaat in de 21e eeuw, vier scenarios voor Nederland, mei 2006, zie ook www.knmi.nl/climatescenarios.

(3) www.wmo.ch/web/wcrp/wcrp-home.html.

(4) Clausius-Clapeyron relatie, zie ook : www.climate.org.

(5) Report on Clean Energy and Development: Towards an Investment Framework, The World Bank, April, 2006.

(6) www.climate.org/topics/weather/index.shtml.