Door de stijgende concentratie van kooldioxide en andere broeikasgassen in de atmosfeer zal naar verwachting het klimaat op aarde veranderen. Zo'n klimaatverandering kan worden nagebootst met modellen van het klimaatsysteem: de atmosfeer, de oceanen, ijs, en de vegetatie. Deze modellen geven aan dat deze eeuw de temperatuur wereldwijd met 1,5 tot 4,5 °C zal stijgen. De afgelopen dertig jaar is de gemiddelde temperatuur op aarde geleidelijk aan hoger geworden. Dit is waarschijnlijk grotendeels het gevolg van het versterkte broeikaseffect. Waarom lijkt de kans klein dat het hier gaat om een natuurlijke variatie in het klimaat? En waarom denken we het klimaat honderd jaar vooruit te kunnen voorspellen, terwijl we niet eens in staat zijn een goede weersverwachting van twee weken vooruit te geven? Wat voor redenen hebben we om onze voorspellingen van het toekomstige klimaat te vertrouwen, en welke redenen bezorgen ons twijfel over hun juistheid? Wat zijn de minder goed begrepen aspecten van het klimaatsysteem, en hoe proberen we onze kennis op die gebieden te vergroten?
In de lezing wordt ingegaan op deze en andere vragen over het klimaat in de afgelopen en komende honderd jaar. Een belangrijk doel van de lezing is de toehoorders een genuanceerd beeld te geven over wat we weten en nog niet weten over de invloed van menselijk handelen op het klimaat.
Dr. Ir. Peter Siegmund is natuurkundige, deed twintig jaar onderzoek op het KNMI op het gebied van het klimaat, klimaatverandering en de ozonlaag, en is momenteel wetenschappelijk secretaris van de sector Klimaat en Seismologie van het KNMI.
Het klimaat in de afgelopen en komende 100 jaar door Peter Siegmund
1. Het klimaat in de afgelopen en
komende 100 jaar
Astra Alteria, Ede
19 mei 2014
Peter Siegmund
KNMI / Klimaat
2. Overzicht
• Het klimaat van de afgelopen 100 jaar
• Het klimaat in Nederland
• Het broeikaseffect
• Klimaatmodellen
• Oorzaak klimaatveranderingen afgelopen 100 jaar
• Het klimaat in de komende 100 jaar
• KNMI Klimaatscenario’s 2006
10. Emanuel, Nature, 2005
Tropische cyclonen:
toename in intensiteit en levensduur, niet in aantal
zeewater temperatuur
Potential Destructive Index
N. Atlanische Oceean Westelijke Grote Oceaan
11. Overzicht
• Het klimaat van de afgelopen 100 jaar
• Het klimaat in Nederland
• Het broeikaseffect
• Klimaatmodellen
• Oorzaak klimaatveranderingen afgelopen 100
jaar
• Het klimaat in de komende 100 jaar
• KNMI klimaatscenario’s 2006
13. Nederland warmt sneller op dan wereldgemiddeld (1)
Temperatuur in Nederland en wereldgemiddeld
14. Nederland warmt sneller op dan wereldgemiddeld (2)
Waarom?
• Meer westenwind in late winter en vroege voorjaar
• Meer zonnestraling in voorjaar en zomer, door
o schonere lucht
o (waarschijnlijk) afname van de bewolking
15. Overzicht
• Het klimaat van de afgelopen 100 jaar
• Het klimaat in Nederland
• Het broeikaseffect
• Klimaatmodellen
• Oorzaak klimaatveranderingen afgelopen 100
jaar
• Het klimaat in de komende 100 jaar
• KNMI klimaatscenario’s 2006
17. Toename van broeikasgassen
• Concentraties overtreffen in hoge mate de pre-industriele waarden
van de laatste vele duizenden jaren
• Toename van concentraties CO2, CH4 en N2O is hoofdzakelijk het
gevolg van de menselijke invloed
CO2 Methaan Lachgas
18. Koolstof uitstoot en opname, per jaar
(1012
kg koolstof)
180
110
115
265
140
Land use
change
Fossil
emissions
Atmosphere
Oceans
Terrestrial
19. Broeikaseffect op Aarde, Venus en Mars
Uit afstand tot de zon en het albedo
volgt de temperatuur zonder
broeikaseffect; het verschil met de
werkelijke temperatuur is de bijdrage
Van het broeikaseffect (bke)
Aarde: ≈ bke: 33 ºC
opp.temp= 15 ºC
Venus: ≈ bke: 500 ºC
opp.temp= 460 ºC
Mars: ≈ bke: 3 ºC
opp.temp= -55 ºC
20. Overzicht
• Het klimaat van de afgelopen 100 jaar
• Het klimaat in Nederland
• Het broeikaseffect
• Klimaatmodellen
• Oorzaak klimaatveranderingen afgelopen 100
jaar
• Het klimaat in de komende 100 jaar
• KNMI klimaatscenario’s 2006
24. Overzicht
• Het klimaat van de afgelopen 100 jaar
• Het klimaat in Nederland
• Het broeikaseffect
• Klimaatmodellen
• Oorzaak klimaatveranderingen afgelopen 100
jaar
• Het klimaat in de komende 100 jaar
• KNMI klimaatscenario’s 2006
25. Menselijke en natuurlijke oorzaken
Modelsimulaties van klimaat van 20ste eeuw
Alleen natuurlijke oorzaken
Alleen toename broeikasgassen
28. Overzicht
• Het klimaat van de afgelopen 100 jaar
• Het klimaat in Nederland
• Het broeikaseffect
• Klimaatmodellen
• Oorzaak klimaatveranderingen afgelopen 100
jaar
• Het klimaat in de komende 100 jaar
• KNMI klimaatscenarios’ 2006
43. Overzicht
• Het klimaat van de afgelopen 100 jaar
• Het klimaat in Nederland
• Het broeikaseffect
• Klimaatmodellen
• Oorzaak klimaatveranderingen afgelopen 100
jaar
• Het klimaat in de komende 100 jaar
• KNMI klimaatscenarios’ 2006
45. Kenmerken van alle KNMI’06 scenario’s:
Opwarming zet door
Winters gemiddeld natter
Heviger extreme zomerbuien
Veranderingen in het windklimaat klein
Zeespiegel blijft stijgen
Algemeen beeld
Bij de indeling van de nieuwe KNMI-klimaatscenario’s zijn de belangrijkste factoren voor klimaatverandering in Nederland (mondiale temperatuur en luchtstromingspatronen) gebruikt als “stuurvariabelen” .
Keuze temperatuur +1°C en +2°C
De bandbreedte in de wereldwijde temperatuurstijging in 2100 (+ 1°C tot + 6°C ten opzichte van 1990) van recente gcm-simulaties is zowel aan de lage als aan de hoge kant iets groter dan de bandbreedte in het meest recente
rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (ipcc) uit 2001. De hier gebruikte wereldwijde temperatuurstijging in 2100 van +2°C en +4°C (met bijbehorende temperatuurstijging in 2050 van respectievelijk +1°C en +2°C) t.o.v. het klimaat in 1990 ligt binnen de spreiding van de GCM's en spant het grootste deel van de spreiding op (op basis van “probabilities” voor zover die gegeven kunnen worden).
De G staat hiervoor “Gematigd” en W staat voor “Warm”.
De wereldwijde temperatuurstijging van +2°C in 2100 is hetzelfde als in het oude ‘centrale’ klimaatscenario van het knmi uit 2000. De stijging van +4°C in 2100 sluit goed aan bij het oude ‘hoge’ scenario.
Keuze wel of geen verandering in luchtstromingspatronen
De meeste van de gebruikte GCM's (geselecteerd op een goede weergave van de luchtstromingspatronen boven
Europa) laten ofwel nauwelijks verandering van de luchtstromingspatronen in de zomer en winter zien, ofwel een duidelijke verandering in beide seizoenen. Op basis hiervan is gekozen voor twee scenario’s met verandering van de luchtstroming en twee scenario’s zonder verandering.
De laatste twee scenario’s sluiten goed aan bij de oude knmi klimaatscenario’s uit 2000, waarin eveneens werd uitgegaan van onveranderde luchtstromingspatronen.
De + geeft aan dat in deze scenario’s sprake is van gewijzigde luchtstromingspatronen.
( Een wereldwijde temperatuurstijging van +2°C in 2050 of +2°C in 2100 moet niet worden verward met de maximum toelaatbare waarde van +2°C die Nederland en de EU tot doelstelling hebben gekozen om gevaarlijke menselijke verstoring van het klimaatsysteem te voorkomen. Die beleidsdoelstelling heeft betrekking op stabilisatie op 2°C boven preïndustrieel niveau, terwijl het in de knmi’06 klimaatscenario’s gaat om de temperatuurstijging
ten opzichte van 1990.)
In elk scenario komen een aantal kenmerken van de klimaatverandering in Nederland en omgeving naar voren:
- de opwarming zet door; hierdoor komen zachte winters en warme zomers vaker voor;
- de winters worden gemiddeld natter en ook de extreme 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.
Geen dramatische verschillen met vorige scenario’s.
De scenario’s geven de hoekpunten aan waarbinnen ons toekomstig klimaat zich waarschijnlijk gaat ontwikkelen. Samen vormen ze dus een soort “verwachting” (maar dit woord ligt gevoelig!!)
In de KNMI’06 klimaatscenario’s is de temperatuurstijging in Nederland niet gelijk aan de wereldgemiddelde temperatuurstijging. Van belang hierbij is de ligging van ons land aan de rand van een groot continent dat sterker opwarmt, maar ook dicht bij het noordoostelijk deel van de Atlantische Oceaan, waarvoor de meeste klimaatmodellen een veel minder sterke temperatuurstijging berekenen. Daarnaast is sprake van extra opwarming in de scenario’s waarin ook de stromingspatronen veranderen.
De vier scenario’s laten een opwarming zien rond 2050 variërend van 0,9°C tot 2,8°C in de zomer. De temperatuur stijgt dus in alle scenario’s. Merk op dat dit de getallen zijn ten opzichte van het basisjaar 1990 (het gemiddelde tussen 1976 en 2005). De waargenomen temperatuurstijging tussen 1990 en 2005 is naar verhouding groot en bedraagt gemiddeld meer dan 0,5°C. Dit betekent niet noodzakelijkerwijs dat de laagste scenario’s voor 2050 te conservatief zijn In de waargenomen temperatuurstijging spelen ook de natuurlijke schommelingen een grote rol. Doordat die schommelingen zullen blijven voorkomen, is het goed mogelijk dat er in de komende decennia tijdelijk een periode van relatief koel weer zal volgen.
Als gevolg van de stijging van de zomertemperatuur zal het aantal zomerse dagen (>=25C) en tropische dagen (>=30C) in alle scenario’s stijgen, maar het meest in W+. Dit scenario heeft de sterkste gemiddelde stijging, en bovendien stijgt de temperatuur van de warmste dagen daar ook relatief meer. Dit komt door de verandering in luchtstroming (meer warme en droge oostenwind in de zomer)
De zeespiegel blijft stijgen. Dit leidt o.a. tot een toename van de kusterosie en een toename van zoutindringing vanuit zee (via rivieren vooral bij lager rivierwaterstanden). Nu worden er allerlei maatregelen genomen om de huidige kustlijn te handhaven (zandsuppletie). In de toekomst zal dat nodig blijven. Uit een eerste analyse van het RIKZ blijkt dat de huidige beleidsdoelstellingen goed aansluiten bij de nieuwe scenario’s. Herziening van het huidige beleid lijkt dus niet nodig.
Stormvloeden aan de Nederlandse kust treden op bij stormen uit westelijke tot noordelijke richtingen. De modelberekeningen die voor de vier scenario’s zijn gebruikt geven aan dat de verandering van het aantal stormen uit deze richtingen gering is.