Klimaatverandering Deel 2 – Antropogene Klimaatverandering : observatie en meting
Module 2.3 De Oceanen
Zoals we in het vorige hoofdstuk hebben gezien, is het aardoppervlak al met 1°C opgewarmd de afgelopen eeuw. De oceaan is ook opgewarmd, hoewel een beetje minder dan het land. Waarom wordt de oceaan langzamer warm dan het land?
Thermische traagheid. Vanwege de diepte van de oceaan verspreidt warmte zich langzamer door de lagen van de oceaan. Die langzamere respons op de opwarming van de oceaan door convectie en diffusie [1] van de warmte, leidt ons naar een ander concept nl. de verwachte klimaatverandering (= committed climate change). Zelfs als we nu stoppen met onze CO2-uitstoot zal de wereldwijde zeespiegel nog enkele eeuwen blijven stijgen door die ‘vertraagde’ warmte-uitzetting.
Oceanen zijn geen passieve maar wel actieve, dynamische systemen. Ze transporteren warmte van lage breedtegraden (evenaar) naar hoge breedtegraden (polen). Dat gebeurt door twee grote systemen: 1) Oceaan(wervel)winden (ocean gyres) en 2) de stromingsband circulatie zoals bijvoorbeeld van de Golfstroom (conveyor belt circulation). De vraag is of die mechanismen zullen wijzigen door de klimaatverandering?
Oceaanwervelwinden worden aangedreven door oppervlaktewinden die variëren naargelang de breedtegraad. Die kunnen wel een beetje veranderen door de opwarming van de aarde. Maar de wervelwinden zelf kunnen tegen een stootje en ze zullen blijven warmte vervoeren van de evenaar naar de polen. Er worden dus weinig veranderingen verwacht in dit windpatroon.
Stromingsband oceaan circulatie of thermohaliene circulatie (de zeestromingen) is iets anders. Er is nogal wat bewijs dat niet alleen het circulatiepatroon zou kunnen verzwakken door de klimaatverandering, maar dat zeestromingen al aan het verzwakken zijn.
Wereldwijde circulatie: Diepwaterstroming donker, Oppervlaktestroming lichtgekleurd. Let op: de circumpolaire stroming is niet afgebeeld.
Het hoge zoutgehalte en de koude temperaturen van de subpolaire Noord-Atlantische Oceaan zorgen voor hoge dichtheid van het zeewater, waardoor het naar beneden zinkt. Dat vormt dus de dalende poot van de thermohaliene circulatie. Door het afsmelten van het (land)ijs van Groenland komt er zoet water in de oceaan aan de polen. Het zeewater wordt minder zout en minder dicht en warmer waardoor het minder naar beneden zinkt. Dit zorgt ervoor dat de dalende thermohaliene circulatie er verzwakt wordt of kan blokkeren. We stellen vast dat dit nu aan het gebeuren is.
Extreem weer, nl. orkanen en tropische stormen.
In de afgelopen jaren hebben we de sterkste stormen gezien die wereldwijd ooit zijn waargenomen. Idaï in de Indische Oceaan (Mozambique 2019) en meer recent Dorian in de Bahama’s (2019) lieten extreme sporen van verwoestingen na. Tijdens de orkaan Patricia in de Noordelijke Stille Oceaan voor de kust van Mexico in 2015 registreerden we de hoogste windsnelheden ooit.[2] We zagen in die periode ook de sterkste storm ooit in het zuidelijk halfrond, nl. orkaan Winston, die landde op Fiji (2016). In de open Atlantische Oceaan was dat Irma (2017).
De gevolgen van Idaï In Mozambique, maart 2019 de stad Beira verwoest
De orkaan Katrina was de elfde storm, de vijfde orkaan en de op twee na grootste orkaan van het Atlantische orkaanseizoen in 2005. De orkaan veroorzaakte 1.833 doden en richtte voor ruim 153 miljard dollar schade aan.
Er is dus een trend naar extremere, intensere orkanen. Wetenschappers schatten dat voor elke 1°Celsius opwarming er een toename in kracht is van ongeveer 7% in de maximale windsnelheden van die stormen.
Per 1% toename in windsnelheid, verhoogt de verwoesting met een factor 3. Aangezien de klimaatopwarming net boven de 1°C is, is het destructieve potentieel van de orkanen toegenomen met 23% (1,1°C x 7% x3) !. Het is dus geen toeval dat wij een trend zien van intensere, destructievere stormen wanneer het oceaanoppervlak opwarmt zoals nu al het geval is.
Bovenstaande afbeelding toont het verband tussen de zeetemperatuur en de kracht van de stormen sinds de jaren ’30 van vorige eeuw in de Noord-Atlantische oceaan.
De consensus binnen de wetenschappelijke gemeenschap is dat naarmate de oppervlaktetemperaturen stijgen, we intensere vernietigende orkanen zullen krijgen. Het aantal orkanen zal echter niet tot weinig veranderen.
Samengevat, wat vertellen de observaties ons? Ze vertellen ons dat landgebieden over de hele wereld gemiddeld iets meer dan 1 graad Celsius en de oceanen iets minder dan 1 graad Celsius zijn opgewarmd. De thermohaliene stromingen in de oceanen lijken te vertragen. Extreme
weersomstandigheden, en zeker orkanen, worden extremer ten gevolge van de
stijging van de oceaantemperatuur.
[1] Convectie is warmtestroming via een gas of vloeistof. Dit kan plaatsvinden doordat een verschil in temperatuur een verschil in dichtheid veroorzaakt, maar ook door een drukverschil. In het laatste geval is er sprake van gedwongen convectie.
Diffusie is een proces ten gevolge van de willekeurige beweging van deeltjes. De willekeurige beweging is het gevolg van de kinetische energie die deze deeltjes bezitten. Bij verschillen in concentratie leidt diffusie tot een netto verplaatsing van deeltjes van plaatsen met een hoge concentratie naar plaatsen met een lage concentratie.
[2] Orkaan Patricia was een tropische cycloon in de Grote Oceaan voor de westkust van Mexico. De constante windsnelheden van 325 km/uur met geschatte windstoten van tegen de 400 km/uur zijn mogelijk de hoogst gemeten ooit, waarmee deze orkaan ruimschoots in de vijfde categorie van de schaal van Saffier-Simpson valt. De luchtdruk is met 879 hPa de laagst gemeten ooit.
Alle afbeeldingen in deze tekst zijn afkomstig van de SDG Academy en Penn State University online cursus ‘Climate Change, the science’ onder creative commons licentie
Reactie toevoegen