Klimaatverstoring les 20

Toepassen van de klimaatmodellen : geprojecteerde veranderingen in het klimaatsysteem

Module 6.1 Oppervlakte temperatuur : voorspellingen

We kunnen ons de vraag stellen hoe zeker die RCP’s en  welke rol de variaties in de factoren  die de klimaatverandering bepalen nu wel zijn. Welke veranderingen kunnen we verwachten naargelang de verschillende RCP’s (= Representative Concentration Pathway).

Ter herinnering : RCP’s zijn scenario’s uit de klimaatmodellen die de ontwikkeling van broeikasgassen in de atmosfeer tot 2300 beschrijven. Ze worden gebruikt in het 5^e IPCC-rapport. Ze zijn belangrijk als werkinstrumenten voor  het beleid, gezondheidszorg.

Hoeveel zal de aarde opwarmen?

Zoals het er nu naar uit ziet zal dat meer dan 1,5°C worden tegen 2100. Behalve RCP 2.6 voorspellen alle modellen een opwarming van meer dan 2°C tegen 2100 vergeleken met de gemiddelde temperatuur op aarde in de periode 1850-1900.  Bovendien blijft  de aarde na 2100 ook nog verder opwarmen, behalve in RCP 2.6.

De opwarming van de aarde zal niet overal even groot zijn. Zelfs in de tijd zal die niet altijd gelijk lopen met de gemiddelde opwarming.

De basis gemiddelde temperaturen gebruikt  temperaruten uit de periode 1850-1900  als referentie. Maar de industriële revolutie begon  al rond 1750 in Engeland. In de eeuw voor 1850 was er dus ook al  menselijke C0₂ uitstoot. De basistemperaturen die het IPCC gebruikt, zijn dus eigenlijk ook al wat hoger dan ze zouden geweest zijn zonder menselijke ingreep…

Er zijn twee onzekerheden in de projecties van de  temperatuurstijgingen.

1. Welk scenario zullen we volgen in de toekomst? Met andere woorden  hoeveel reductie van onze CO₂ uitstoot zullen we waarmaken, hoeveel aërosols stoten we nog uit, en welke koolstofcyclus feedbacks (tipping points) gaan we overschrijden?
2. De fysische onzekerheid.  Er zit in de RCP’s een zekere bandbreedte (minimale/maximale temperatuurstijging). Die zijn het gevolg van  factoren  die met de huidige stand van wetenschappelijke kennis niet   nader te definiëren zijn. Dat gaat dan over wolken en hun stralingsfeedbacks die negatief zouden zijn… maar dat is onzeker. Het IPCC heeft 20  verschillende klimaatmodellen gebruikt om tot de verschillende dit te simuleren. Zij stelden vast dat die  resultaten variëren van  een wolken feedback van  -2W/m² (die dan de helft van de C0₂concentratie verdubbeling opvangen)  tot +2W/m² (die de opwarming door  CO₂concentratie verdubbeling nog versterken.

In de afbeelding hieronder zie je de ‘bandbreedte’  van die onzekerheid.

De verschillende RCP’s variëren tussen een opwarming van de aardtemperatuur van 1 à 4°C. De wolkenforcering variëert in de modellen tussen – 2 °C en /2°C. Dit betekent dat ongeveer de helft van de mogelijke opwarming van het klimaat direct onder onze controle is (CO₂ uitstoot).   De afbeelding hieronder toont die bandbreedte van onzekerheid heel goed.

Alle modellen tonen ook aan dat de opwarming van de aarde niet overal even groot zal zijn. Zoals we eerder al zagen zal die  in het Noordelijk halfrond hoger zijn dan aan de Evenaar. Op het land zal de opwarming ook sneller verlopen dan boven zee.

Een van de klimaatmodellen  die het IPCC gebruikt is het  Princeton GFDL CM 2.1 gekoppeld   klimaatmodel. GFDL CM  staat voor ‘Geophysical Fluid  Dynamics Laboratory  Climate Model’. Meer info op :  _{https://nomads.gfdl.noaa.gov/CM2.X/CM2.1/available_data.html – NARCCAP}. Dat gaat uit van een ‘business as usual’ projectie, m.a.w. we doen niets, blijven fossiele brandstoffen gebruiken en verhogen zo stelselmatig de C0₂ concentratie in de atmosfeer.  

In het model, dat vanaf 1973 begint, zien we dat het noordelijk halfrond sneller opwarmt, door onder andere de ijsalbedo feedbacks. De El Nino en La Ninja doen zich in het model voor zoals ze werkelijk ook gebeur(d)en.We zien wel in het model dat de Noordelijke Atlantische oceaan, ten Zuiden van Groenland in dit geval koeler zal worden dan vroeger. En dat komt door het afzwakken van de Ocean Conveyer Belt (onder andere de Golfstroom!).

Twee effecten doen zich namelijk voor die elkaar (voor een stuk) compenseren. De oceanen slorpen warmte op en verspreiden die  langzaam. Door die inertie verloopt dat proces traag. Maar dat betekent ook  dat de opwarming  van de oceaan nog even blijft  doorgaan ook als we stoppen met fossiele brandstoffen.  Dit fenomeen noemen we  de ‘commited warming’ (vastgelegde, niet-vermijdbare opwarming). Maar tegelijk nemen de oceanen ook CO₂ op waardoor het CO₂ gehalte in de atmosfeer daalt.   

Dat betekent dat de opwarming van het klimaat een functie is van de cumulatieve C0₂  uitstoot op een bepaald moment.

Dat zie je hieronder.

Samengevat

De klimaatmodellen voorspellen een opwarming tussen 0,2 °C en 7°C de komende eeuw, afhankelijk van 2 cruciale  zaken:

1. De menselijke oorzaken, zoals weerspiegeld in de verschillende RCP’s (uitstoot broeikasgassen dus)
2. Fysiche onzekerheid : wat zal de impact zijn van wolken (waterdamp = broeikasgas  , nemen die toe of af en wat is het effect ervan) ? De variabiliteit in de temperatuurvoorspellingen is aanzienlijk, zowel in ruimte als tijd.

---

Afbeelding 1 en 3 komen uit IPCC-rapporten, respectievelijk uit 2007 en 2013 (zie onderaan de afbeelding), Afbeelding 2 is van openpress.usask.ca

Auteur : Marc Desmet