van greenhouse naar hothouse

In het klimaat van de aarde zijn een aantal zelfversterkende kringlopen (feedback loops). Het bekendste voorbeeld is dat ijs en sneeuw veel zonlicht weerkaatsen. Dit werkt zelfversterkend zowel opwarmend als afkoelend. 1. Bij opwarming van de aarde ligt er korter sneeuw en ijs in de lente. Hierdoor wordt minder zonlicht weerkaatst en dat zorgt voor nog wat meer opwarming. 2. Bij afkoeling: In de ijstijden was een groot deel van de aarde met sneeuw en ijs bedekt en daardoor werd er meer zonlicht weerkaatst en minder energie opgenomen door de aarde en zo kon een kleine afkoeling voor een ijstijd zorgen.

Screen-Shot-2018-08-07-at-14.38.12

Naast dit bekendste voorbeeld zijn er zo’n twintig andere feedbackloops bekend. Mechanismes die een kleine opwarming kunnen versterken tot een grote. Door opwarming smelt de premafrost, zowel op land als premafrost in de zee stuurt methaan de atmosfeer in waar de methaan weer voor extra opwarming zorgt. Door opwarming komen er meer en grotere bosbranden die leveren meer CO2 dat weer voor meer opwarming zorgt. Door opwarming kan de atmosfeer meer water opnemen dat zelf ook warmte beter vast kan houden en zo voor meer opwarming zorgt.

Voor veel van deze feedbackloops is het moeilijk om een precies moment van omslag aan te wijzen. De algemeenheid dat een gemiddelde hogere temperatuur tot meer bosbranden leidt is makkelijk aan te tonen, maar de individuele branden bepalen sterk hoe groot de feedback precies is.

De makers van klimaatmodellen programeren de meeste van deze bekende feedbackloops niet in hun modellen vanwege de grote onzekerheden. Hoe programeer je zulke onvoorspelbare grootheden als bosbranden of smeltend permafrost? Eerder deze maand publiceerden een groep wetenschappers een onderzoek naar nieuwe (warmere) evenwichtspunten. Het broeikaseffect (greenhouse effect) van natuurlijke CO2 is noodzakelijk om te voorkomen dat de aarde een ijsbal wordt. De extra CO2 die door menselijk toedoen toegevoegd wordt aan die natuurlijke CO2 kan er voor zorgen dat de balans doorslaat naar een hothouse. Zelfs als de mensheid op dat moment helemaal zou stoppen met CO2 productie zal door de in gang gezette feedbackloops het klimaat op aarde door blijven opwarmen naar de volgende stabiele temperatuur.

De onderzoekers benadrukken dat er niet een harde grens, geen keihard omslagpunt is. Het is een soort schade = tijd * hoeveelheid. 50 jaar 2 graden warmer doet dan bij schatting net zoveel schade als 100 jaar 1 graad warmer. Hoe langer het doorgaat hoe sterker de feedback wordt. Hoe langer we het gaspedaal vol ingedrukt houden des te harder moeten we op de rem staan als we nog op tijd willen stoppen.

Achtergrond:
https://arstechnica.com/science/2018/08/what-prompted-all-the-headlines-about-a-hothouse-earth/?comments=1&post=35815815

https://amp.livescience.com/63267-hothouse-earth-dangerously-close.html

IJsvrij in de zomer binnen vijf jaar tot tien jaar

siv_annual_max_loss_and_ice_remaining

De Noordelijke ijskap groeit en krimpt met de seizoenen. Zowel in de dikte als in het oppervlak wisselt de hoeveelheid ijs op en rond de Noordpool door het jaar heen. Het maximum gebeurt meestal ergens in maart en het minimum gebeurt ergens in september. De tijd tussen het maximum en het minimum wordt het smeltseizoen genoemd en de andere helft van het jaar het groeiseizoen.

De grafiek hierboven vergelijkt het maximum met de hoeveelheid die in het smeltseizoen wegsmelt. Let op, de Y-as begint niet bij 0.
Over de afgelopen jaren is er een trend waarin het wintermaximum afgenomen is. Tegelijkertijd is het verschil tussen maximum en minimum in een trend van toename. Dus terwijl er in de winter minder ijs is op het hoogtepunt, smelt er meer weg in het smeltseizoen.
De staafjes stellen het overgebleven ijs tijdens het minimum voor.

Als je de lijnen doortrekt, dan lijkt over een jaar of vijf dat er meer weg zal smelten tijdens het smeltseizoen dan er tijdens het maximum gegroeid is. Dit betekent dat de Noordpool dan ijsvrij is tijdens het minimum. Natuurlijk kan er nooit meer ijs smelten dan er is, de extra warmte energie zal dan het zeewater verder gaan opwarmen.

Meeste warmte wordt door de oceanen opgenomen

DLQFMSAVwAARi2d.jpg:large

Als we het over de opwarming van de aarde hebben dan denken de meeste mensen aan de temperaturen die ze op het weerbericht horen, de buitentemperaturen en dus de opwarming van de lucht. Wetenschappers noemen dat de opwarming van de atmosfeer. Water is veel beter in warmte opnemen en een groot deel van onze planeet, driekwart ongeveer, is bedekt met water. In de grafiek hierboven kan je zien dat de oceanen het grootste deel van de extra warmte hebben opgenomen, de afgelopen 35 jaar. Er wordt op internet af en toe gesproken van een pauze in de opwarming in de laatste 2 decennia. De oceanen hebben duidelijk niet naar deze internetters geluisterd en blijken zelfs sneller te zijn opgewarmd in die periode.

verdwijnend ijs in 2016

tien sigma.

Het ijs op de wereld groeit niet zo goed terug als de afgelopen 35 jaar. We zitten tien standaard deviaties van het gemiddelde af.

nsidc_global_area_byyear_s

Balans

Tussen de hoeveelheid ijs op de Noordpool en die op de Zuidpool is een balans. Als er veel ijs op de ene plek is (relatief, voor de tijd van het jaar) dan is er meestal minder ijs op de andere plek. Dat komt doordat de hoeveelheid warmteenergie ongeveer gelijk blijft, maar de verdeling over de planeet wat kan varieren. De aarde krijgt (relatief) de meeste van haar warmte rond de evenaar en straalt relatief de meeste warmte uit op de polen. De lucht en water stromen transporteren de warmte van de evenaar naar de polen. Als hij ijs op de noordpool afneemt dan was dat vroeger zo omdat de stromingen naar het noorden wat aangesterkt waren en dat betekende automatisch dat de stroming naar de zuidpool toe was afgezwakt. Dus minder ijs op de noordpool betekent meer ijs op de zuidpool.

De gebruiker Wipneus van het forum voor zeeijs heeft met de data van NSIDC een grafiek gemaakt
https://forum.arctic-sea-ice.net/index.php/topic,1457.msg94024.html#msg94024

globaal warmte record juni, hoe meten ze dat

De afgelopen maand juni 2016 is de warmste juni over de hele planeet gezien sinds dat de metingen begonnen zijn in 1880. Het vorige record was vorig jaar, juni 2015. Maar niet alleen juni vestigde een record warmte, de afgelopen 14 maanden waren ieder op zich records. De laatste keer dat een maand onder de gemiddelde temperatuur van de 20e eeuw voor die maand kwam was in december 1984.

Hoe meet je zoiets, de gemiddelde temperatuur van de planeet ?

globalaveragetempanomaly201606

Via de engelstalige Wikipedia pagina over Global temperature

In its AR4, WG1 report, Chapter3, the IPCC explains global temperature in these words:

There is no single thermometer measuring the global temperature. Instead, individual thermometer measurements taken every day at several thousand stations over the land areas of the world are combined with thousands more measurements of sea surface temperature taken from ships moving over the oceans to produce an estimate of global average temperature every month.

Het satelliettijdperk heeft het een stuk makkelijker gemaakt om een indruk te krijgen van temperaturen op onbewoonde plaatsen, bijgestaan door temperaturen gemeten op vele locaties ter referentie. Maar ook van de tijd voordat weersatellieten gelanceerd werden hebben we een aardige indruk van wat de globale temperatuur is geweest, via zogenaamde “proxydata”. Die proxydata kan van allerlei bronnen komen. Jaarringen in bomen bijvoorbeeld. Vele geologische processen op aarde en veel van de flora en fauna hebben een jaar cyclus die in gesteente terug te zien is of in het geval van flora en fauna in de botten van de beesten en de ringen in bomen.

Voor het globale temperatuur gemiddelde is een handige proxy gebaseerd op de verhouding tussen zuurstofisotopen in de sneeuw. Bij het verdampen van water uit de oceaan is de verhouding van de isotopen van het water dat verdampt verschillend bij verschillende temperaturen. Als dit water als sneeuw valt kunnen we afleiden wat de temperatuur bij het verdampen is geweest. Door oude sneeuwlagen op gletsjers of Antarctica te onderzoeken en de informatie daaruit te combineren kunnen we een goede benadering maken van de gemiddelde globale oceaantemperatuur in die tijd.

Video 3:38

Zuurstof vermindering door afvalbergen en CO2 stijging

Zuurstof is onmisbaar voor mensen en het andere leven op aarde.

Gemiddeld bevat de (droge) atmosfeer momenteel zo’n 21% zuurstof. Bij normaal ademen zetten we ongeveer 4% van die zuurstof om in CO2.

Maar ook heel veel andere dingen die mensen gebruiken hebben zuurstof nodig. Auto’s rijden niet zonder, kolencentrales kunnen geen energie opwekken zonder, maar ook voor de verbranding of wegrotten van al ons afval is zuurstof nodig. In sommige grote steden daalt daar door het zuurstofgehalte van de lucht aanzienlijk. In het hartje van Tokyo, de hoofdstad van Japan daalt af en toe het zuurstofgehalte tot slechts 7%. Vandaar dat de zuurstofcafes, waar je aan de bar een fles goede lucht kan krijgen goede zaken doen.

img_o2_n2_flask_data_plot_sm

Bron: NOAA Scripps Oxygen/Nitrogen ratio

Maar ook globaal zien we zuurstof afnemen. Dit komt waarschijnlijk door verminderde zuurstofproductie van de stille oceaan, door het feit dat de CO2 de oceaan zuurder maakt en de zuurstofproducerende algen hieronder lijden. Dit negatieve effect is helaas groter dan het positieve effect wat we zien onder invloed van de toegenomen CO2 concentratie voor planten en bomen op land. Het netto effect gaat veel harder dan de toename CO2 die we zien. In 15 jaar tijd zijn er bijna 300 parts per million zuurstof minder in de Atmosfeer, terwijl CO2 slechts met ongeveer 40 parts per million is toegenomen in diezelfde tijd. Dat is ongeveer een factor 7. Omdat er zoveel meer zuurstof is in onze atmosfeer dan CO2, 500 keer zoveel, is dat nog niet merkbaar in het dagelijks leven. 15 jaar geleden was het wel nog 550 keer zoveel.


By Delorme - Own work. Data from Dr. Pieter Tans, NOAA/ESRL and Dr. Ralph Keeling, Scripps Institution of Oceanography., CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=40636957
By Delorme – Own work. Data from Dr. Pieter Tans, NOAA/ESRL and Dr. Ralph Keeling, Scripps Institution of Oceanography., CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=40636957

Verminderde zuurstof zou nog een heel vervelend bijeffect kunnen hebben, een zelfversterkend effect. Namelijk de algen die het beste zuurstof kunnen produceren zouden verdrongen kunnen worden door bacteriën die beter omgaan met lagere zuurstofgehaltes en zuurdere omstandigheden. Op deze wikipedia pagina meer informatie over voorvallen uit het verleden waar zuurstof uit de atmosfeer en oceaan verdween.

Het staat niet vast dat dit ook nu op korte termijn zal gaan gebeuren, maar omdat het een zelfversterkend effect heeft kunnen het ook niet uitsluiten. Het is een van de mogelijke gevolgen van de toename van CO2 in de atmosfeer en oceanen die de mensheid veroorzaakt heeft.

El Nino juni 2016 extreem weer overzicht

Deze video is het laatste deel van de serie die al eerder gepost was El Nino 2015 2016 extreem weer overzicht

Veel mensen maken zich zorgen over de kosten die maatregelen tegen klimaatsverandering kosten en of dat wel de moeite waard is. Maar de kosten van niets doen begin steeds sneller op te lopen.

Juni 2016

Parijs klimaatafspraken onvoldoende voor doelstellingen

In december 2015 waren wereldleiders bij elkaar in Parijs om een internationale aanpak van klimaatsverandering te bespreken. De doelstelling was om toekomstige klimaatsverandering (tot het jaar 2100) te beperken tot een opwarming van hooguit 2 graden celsius boven zogenaamde “pre-industriele” globale gemiddelde. Dit jaar hebben we al 2 maanden gehad waarin de gemiddelde globale temperatuur meer dan 1 graad boven pre-industrieel niveau was. Dus we zijn al over de helft ruwweg.

Volkskrant
Volkskrant 30 juni

Een grote moeilijkheid in het voorspellen van klimaatsverandering is het pinpointen van waar de tipping points zitten. We zijn in 2014 een tipping point voorbij gegaan.  Daardoor zijn bijna alle klimaatsvoorspellingen die voor 2014 gedaan zijn veel te optimistisch. Die veel te optimistische modellen zijn in Parijs de basis geweest voor de afspraken die toen gemaakt zijn. De afspraken die toen gemaakt zijn nu ook te optimistisch gebleken.