Hoe voorspel je de zeespiegelstijging?

‘De zeespiegel stijgt steeds sneller’

‘Het zeeniveau volgt het worstcasescenario’

‘Als we er in slagen onder de 1,5 graad opwarming te blijven, is de zeespiegelstijging nog behapbaar’

Het is zomaar een greep uit wat recente nieuwskoppen over zeespiegelvoorspellingen.

De stijging van het zeeniveau is een van de meest ingrijpende gevolgen van de opwarming van het klimaat. Door de oplopende temperatuur zet het water uit en smelt het ijs dat op land ligt, om uiteindelijk als water in de oceanen te belanden. Daar kunnen we ons dus het beste maar vast op voorbereiden. Maar om hoeveel stijging gaat het? Dat is nog niet zo makkelijk te voorspellen.

Grote verschillen

In het laatste algemene overzichtsrapport van het internationale klimaatpanel IPCC (Assessment Report 5 (AR5), opgeleverd in 2014) varieerde de zeespiegelstijging die voor het jaar 2100 verwacht wordt tussen de 28 en 98 centimeter, waarvan tussen de 0,4 en 42 centimeter afkomstig van het smelten van het landijs van Groenland en Antarctica. In 2019 deed een speciale werkgroep daar nog een schepje bovenop, en kwamen de nieuwe voorspellingen voor het meest ongunstige scenario nog eens 10 centimeter hoger uit. Er zit dus nogal wat variatie in de zeespiegelverwachtingen.

Voor een deel is dit te verklaren door het feit dat we nog niet weten wat het klimaat precies gaat doen. Hoeveel broeikasgassen gaan we uitstoten de komende jaren, en hoe ver stuwen deze de temperatuur op? In de rapporten werden hiervoor verschillende scenario’s doorgerekend. Maar voor een groot deel komen de verschillende projecties ook door verschillen in de computermodellen, vertelt klimatoloog-glacioloog Roderik van de Wal van de Universiteit Utrecht. Maar waarom gebruiken we die dan?

Computermodellen moeten dus stromingswetten bevatten voor ijs, oceaanwater en lucht – en manieren om bovenstaande processen mee te nemen in de berekeningen. “En de modellen verschillen van elkaar in de manier waarop dit wordt aangepakt”, zegt Van de Wal. “Sommige nemen smelt vanaf de onderkant wel mee in de berekeningen, andere niet. Sommige hebben een proces ingebouwd dat het effect van smeltwater dat via scheuren de ijsplaat insijpelt nabootst, andere niet. Sommige gebruiken alleen temperatuurverschillen om oceaanstroming te berekenen, andere ook zoet/zout-verschillen in het water. Sommige zijn heel gedetailleerd, andere veel grover van opzet.”

Het beste model?

De spreiding die we zien in de modellen, betekent overigens niet dat we niets weten, benadrukt Slangen. “Statisticus George Box zie het al: All models are wrong, but some are useful. We weten dat het klimaat verandert en dat daardoor de zeespiegel stijgt. De modellen kunnen ons bijvoorbeeld helpen om de gevolgen te verkennen van de verschillende keuzes die we kunnen maken.”

Om te weten welk model de werkelijkheid het beste omschrijft, zou je uitkomsten van een bepaalde gesimuleerde periode moeten vergelijken met wat er in die periode daadwerkelijk is gebeurd. “Maar juist bij smeltmodellen zit daar een probleem”, legt Van de Wal uit. “We zitten helemaal aan het begin van een fase die we nog niet kennen, en waarin allerlei processen kunnen optreden die we nu nog niet zien gebeuren. Het klimaat verandert momenteel veel sneller dan in het geologische verleden.” Bovendien wordt de toestand van de ijskappen pas sinds kort bijgehouden. “Hoe snel het ijs verdwijnt weten we eigenlijk pas sinds het begin van de jaren 90, omdat je daar satellietmetingen voor nodig hebt.”

Bij modellen die de opwarming van de aarde nabootsen speelt dat laatste probleem in veel mindere mate: de temperatuur op aarde wordt al systematisch gemeten sinds 1850, en het klimaat van duizenden tot miljoenen jaren geleden kan geschat worden op basis van onder andere fossielen van planten en dieren, zuurstofisotopen in oerijs, en eigenschappen van celmembranen van oerbacteriën.

Het is echter aannemelijk dat er bij een opwarming van drie graden vrij plotseling een omslag komt in het gedrag van Antarctica, schreef een groep klimaatwetenschappers onder leiding van Robert DeConto afgelopen week in Nature. De snelheid waarmee Antarctica’s ijs in zee verdwijnt zal bij een dergelijke opwarming in 2060 plotseling toenemen tot ongeveer een halve centimeter per jaar, berekenden de klimatologen.

Desastreus

De instabiliteit van Antarctica wordt vooral veroorzaakt door het wegsmelten van de ijsschotsen die de gletsjers op land tegenhouden – zoals boekensteunen dat met de boeken in je kast doen – en door instortende ijskliffen. Het mechanisme werd vier jaar geleden al in een model opgenomen door de eerste twee auteurs van het Nature-artikel, met desastreuze voorspellingen tot gevolg Nu is dat model met behulp van nieuwe gegevens verfijnd en genuanceerd, maar nog steeds blijft Antarctica reden geven tot zorg.

“Het is goed werk”, vindt Van de Wal. “Hun model verklaart hoge zeespiegelstanden uit het Plioceen (5,3 tot 2,6 miljoen jaar geleden) en het laatste interglaciale maximum (een warme periode van 125.000 jaar geleden) die op andere manieren niet te verklaren zijn, en klopt ook met wat we op dit moment in Antarctica zien gebeuren.” De onzekerheden in het model zijn echter groot, en vooral over de vraag hoe en wanneer het instorten van ijskliffen optreedt en wat voor effect dit heeft zijn de meningen nogal verdeeld.

Dat neemt niet weg dat het verstandig zou zijn om de opwarming te proberen te beperken tot 1,5 à 2 graden, vindt Van der Wal. Dat remt ook de uitzetting van het water, die in deze onderzoeken nog niet eens genoemd wordt. Van de Wal: “En de opwarming van de aarde veroorzaakt nog wel meer problemen dan zeespiegelstijging alleen…”