Persbericht Wageningen Universiteit: nr 040, 22 mei 2006
Terugkoppeling kan leiden tot sterker broeikaseffect
OPWARMING AARDE VERSNELT ZICHZELF
Broeikasgassen veroorzaken opwarming van de aarde, maar die opwarming leidt zelf weer tot een toename van de broeikasgasconcentraties, en dus tot nog meer opwarming. Deze lang vermoede terugkoppeling is nu gekwantificeerd door Marten Scheffer van Wageningen Universiteit. In samenwerking met klimaatsspecialisten uit Duitsland en Engeland laat hij zien dat de schattingen van de opwarming tot nog toe wellicht fors naar boven moeten worden bijgesteld. Het onderzoeksteam rapporteert dit in een artikel in Geophysical Research Letters van deze week.
Uit analyses van oud poolijs komt een fascinerend patroon naar voren. Tijdens interglaciale periodes waren niet alleen de temperaturen maar ook de CO2-gehaltes van de atmosfeer hoger dan tijdens ijstijden. De mens had toen nog geen noemenswaardige invloed op de aarde, en de vraag komt op wat nu oorzaak en wat gevolg is in het verband tussen broeikasgassen en de opwarming van de aarde. De ijstijden worden in gang gezet door variaties in de baan van de aarde die de ingevangen zonnestaling en daarmee de temperatuur doen variëren (de zgn. Milankovitch cycli). Dat betekent dat de toename van CO2 in warmere tijden dus ook echt door de temperatuur van de aarde is veroorzaakt. Maar we weten dat het omgekeerde ook waar is. Het broeikaseffect van CO2, methaan en andere gassen is bekend en goed begrepen. We hebben daarom te maken met een terugkoppeling: broeikasgassen veroorzaken opwarming, maar opwarming verhoogt ook de broeikasgasconcentraties.
Tot nog toe is deze terugkoppeling nauwelijks meegenomen in gangbare voorspellingen van klimaatsverandering. De reden is dat het niet lukte om betrouwbare schattingen van de grootte van het effect te maken. Bijna alle processen worden door temperatuur beïnvloed, en het netto-effect valt moeilijk te berekenen, vooral omdat het vaak om complexe indirecte veranderingen gaat. Zo is de menging van diep zeewater met de bovenlaag geringer op een warmere aarde. Daardoor komen minder voedingsstoffen uit diep water voor algen beschikbaar. Die kunnen vervolgens minder CO2 vastleggen, zodat de concentratie in de atmosfeer toeneemt.
De doorbraak is nu bereikt door de recente reconstructies van klimaatsveranderingen in het verleden uit poolijs en groeiringen van bomen op een nieuwe manier te analyseren. Het probleem in de notendop was dat het effect van broeikasgassen op temperatuur bekend is, maar het omgekeerde effect niet. Door nu de poolijsgegevens op een slimme manier te combineren met een model van het bekende broeikaseffect is het overblijvende effect van temperatuur op de atmosferisch concentraties van broeikasgassen berekend. Een complicatie is dat van de processen die een rol spelen sommige snel (jaren) maar andere heel langzaam (eeuwen tot millennia) gaan. Dat betekent dat de sterkte van de terugkoppeling ook afhankelijk is van de tijdschaal waarop je kijkt. Bovendien was de wereld tijdens de ijstijden heel anders dan nu. Scheffer en collega's hebben zich daarom voor hun schattingen vooral gebaseerd op een recentere klimaatsafwijking: de 'Kleine IJstijd'. Tijdens deze periode (globaal van 1550 tot 1850) bekend van de vele klassieke Hollandse ijspretschilderijen was de aarde kouder (waarschijnlijk voornamelijk ten gevolg van een verminderde zonneactiviteit), en daalde ook het CO2-gehalte van de atmosfeer.
De onderzoekers schatten dat de opwarmingsverwachtingen zo'n vijftig procent naar boven moeten worden bijgesteld. De bepaling van het effect heeft echter nog een behoorlijke onzekerheid. Het kan in werkelijkheid minder zijn. Anderzijds zou het ook best veel meer kunnen zijn. De onderzoekers zijn namelijk aan de voorzichtige kant gebleven op een aantal fronten.
In dezelfde aflevering van Geophysical Research Letters is een publicatie opgenomen van een Amerikaans onderzoeksteam dat met een andere berekeningsmethode en data-set aan ijstijdgegevens tot een soortgelijke schatting komt. Dat sterkt het Europese onderzoeksteam in zijn vermoeden dat we tot nog toe de omvang van een substantiële factor over het hoofd hebben gezien en dat klimaatsverandering wel eens een stuk harder zou kunnen gaan dan vermoed.
Wageningen Universiteit