Extreem weer – Page 6 – Weblog Bernard Gerard

Klimaateffecten in Brabant – 1 Het Deltaplan hoge zandgronden

Ik ga een serie artikelen schrijven over de effecten van het veranderende klimaat en de reacties daarop, die zo specifiek mogelijk afgestemd is op mijn provincie Noord-Brabant.

In een oneliner samengevat wordt het warmer in Brabant en krijgt de neerslag een extremer fiks of niks – karakter.

Het zijn vooral de heftige rampen, die de krant halen, zoals de overstromingen in Engeland en de VS en de droogte in Californie. Mijn inschatting is dat je die in Nederland niet gauw krijgt. Het waterbeheer, zowel in droge als in natte tijden, is er te goed voor. Ons land is er traditioneel op ingericht.
Dat neemt niet weg dat de niet-meteen-dodelijke effecten wel verdomd hinderlijk kunnen zijn, zoals bijvoorbeeld de Tilburgse overstroming van 28 juli 2014. Ik kom daar nog op terug.

Vooralsnog lijken klimaateffecten in Brabant vooral schade te veroor-
zaken. Soms erg veel schade.

Het Deltaplan hoge zandgronden
Een kort berichtje in het BD van 11 september 2015 “Sproeien mag weer”. Er heeft bijna drie maand een beregeningsverbod gegolden “omdat het voorjaar behoorde tot de vijf droogste van de afgelopen 100 jaar” aldus dijkgraaf Verheijen. “Augustus was juist extreem nat. 2015 is een jaar van extremen.”
Het is niet spectaculair, maar wel zeer vervelend voor de boeren dat ze bij droogte niet mochten sproeien en dat daarna de plassen op de velden stonden.

De overheid en de maatschappelijke partijen bereiden zich in het Deltaplan Hoge Zandgronden al enkele jaren voor op het veranderende neerslagregime. Dat plan is relevant voor de zandgronden in Oost- en Zuid-Nederland (Brabant en Limburg). Ik beperk me hier tot Brabant.
In dit Deltaplan werken waterschappen, gemeenten, drinkwater-
bedrijven, terreinbeheerders, landbouworganisaties en het Rijk samen aan maatregelen om de gevolgen van de klimaatverandering op te vangen. Zeer in het kort komen de maatregelen er op neer om het water in grotere gebieden op te vangen als er teveel van is, en om het efficiënter in te zetten als er te weinig van is. “Dat had ik ook wel kunnen bedenken” zal men denken, maar ondertussen vraagt het wel organisatie, planning en geld.
Die zijn vastgelegd in het werkprogramma “Wel goed water geven!”. Op 7 september 2015 hebben de regionale partijen een bestuursakkoord met het Rijk getekend om dit programma uit te voeren. Voor de regio tekende de Limburgse gedeputeerde Prevoo (SP), voor het Rijk Minister Schultz van Haegen.
De minister bracht 33 miljoen uit het Deltafonds mee, de regio zelf moet 106 miljoen schokken (grofweg 60 – 46 miljoen verdeeld tussen Brabant en Limburg). Daarnaast hebben de twee zuidelijke provincies een regionaal pluspakket gereserveerd van 84 miljoen. Het programma loopt van 2016 t/m 2020.
De klimaatverandering kost Brabant en Limburg samen dus zeker 28 miljoen per jaar (het pluspakket niet meegeteld). Dit alleen voor het beheer van het zoete water en exclusief de gemeentelijke rioleringsuitgaven.

Er zitten best wel slimme plannen in het werkprogramma, zoals de ‘Waterkringloop Tilburg-Dongen’. Daarin wordt het gezuiverde restwater van vier grote industrieën gebruikt om de droogte in aangrenzend landbouw- en Natuurmonumentengebied te bestrijden. Tot nu toe gaat dat water het Wilhelminakanaal in.
Een ander plan is om op precisieberegening over te gaan, en om de beekdalen robuuster als waterberging uit te voeren. Met name worden genoemd de Mark en de Gender.
Nog een ander idee: Eindhoven heeft op sommige plaatsen chronisch teveel grondwater, omdat delen van de stad op voormalig moerasgebied gebouwd zijn. Eindhoven pompt bijvoorbeeld permanent bij Vredeoord. Dat water kan best wel gebruikt worden om elders de droogte te bestrijden.

Van de Brabantse 77 miljoen komt 17 miljoen van het Deltafonds, 17 miljoen van de provincie, en 43 miljoen van drie de gezamenlijke waterschappen.

Hier wordt niet spectaculair, maar wel goed gewerkt.

Overstroming Krymsk veroorzaakt door warmere Zwarte Zee – Noordzee ook warmer

Velen zien een correlatie tussen de opwarmende aarde en het steeds vaker optreden van extreem weer.
Een correlatie echter is nog geen bewijs. Het verband kan op toeval gebaseerd zijn of kan worden veroorzaakt door een onderliggende derde oorzaak. Een causaal verband vraagt om meer bewijs dan alleen het optreden van een correlatie, hoe suggestief ook. In de hieronder beschreven situatie is werkelijk zo’n causaal verband aangetoond.

Op 7 juli 2012 brak er een regenstorm los boven de Zuid-Russische stad Krymsk en trof de stad om 2 uur ’s nachts. In één nacht kwam er op sommige plaatsen evenveel regen naar beneden als normaal in vijf maand. Krymsk ligt in een dal. Zie onderstaande afbeelding uit Wikipedia (de grote blauwe ellips is Krymsk). Het water kwam zeven meter hoog. 171 mensen stierven en 13000 huizen werden verwoest of beschadigd.

De ligging van Krymsk en de regenstorm vanuit de satelliet

Een team van Russische en Duitse geleerden heeft onderzocht hoe dit kon gebeuren. Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Geoscience van 15 juli 2015. Langdurige metingen in combinatie met een computersimulatie spreken boekdelen.

In a) de regenval door de jaren heen (jaarlijks en JJA = Juni Juli Augustus). De hoog uitschietende lijn in 2012 is de regenvloed.
In b) de luchtdruk (witte lijnen) en in tinten hoeveel water er in de lucht zat, als de damp in gedachten op locatie in één vloeistofkolom zou condenseren.
In c) de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van de Zwarte Zee in juni en juli, door de jaren heen.
In d) de in de computersimulatie gebruikte temperatuurverschillen tussen een wel en een niet opgewarmde Zwarte Zee. Het kruisje is Krymsk en de vage lijnen zijn hoogtelijnen van de heuvels ten Oosten en Zuiden van de stad.

Het bleek in dit geval mogelijk om de reactie van de atmosfeer op de warmere Zwarte Zee te modelleren. Dat kon tot op zo’n enorm hoge
resolutie dat het mogelijk was instabiliteiten en convectieprocessen op te lossen.
De uitkomst was dat de ramp niet gebeurd zou zijn als de Zwarte Zee nog even warm was geweest als begin jaren ’80. Een ‘highly nonlinear precipitation response” op de geleidelijk aan stijgende oppervlaktetemperatuur veroorzaakte zware buien die meer dan vier keer zoveel water op het land dumpten dan tot dan toe gebruikelijk.

“Highly nonlinear respons” zijn omineuze woorden in de klimaatwetenschap. Er is een regionale drempel overschreden waardoor het gebied ineens in een ander wetmatighedenregime schiet.

De Noordzee
Hoe gedraagt de Noordzee zich?
Het Alfred Wegener Instituut meet al heel lang de temperatuur van de zee bij Helgoland (zie http://www.awi.de/forschung/biowissenschaft/oekologie-der-schelfmeere/ags/ag-langzeitbeobachtungen-lto.html ) . Dat leidt tot het volgende plaatje:

De gemiddelde zeewatertemperatuur bij Helgoland

Daar zit een nette stijgende trendlijn in. De zee is in ca 50 jaar ca 1,5 graad C warmer geworden. Genoeg reden te kijken hoe die trend verder gaat.

Burgeroorlog in Syrie mede veroorzaakt door klimaatverandering

In een posting van de Scientific American bespreekt medewerker Mark Fischetti een publicatie in de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) in de VS.

De PNAS stelt dat de record-droogte in Syrië van 2006 – 2011 verwoestend werkte op de landbouw. Daardoor werden veel gezinnen tot een trek naar de stad gedwongen. Dat vergrootte de stress die er toch al was vanwege de vluchtelingen vanwege de oorlog in Irak. Deze stelling komt van o.a. Richard Seager van Lamont-Doherty Earth Observatory. “Wij zeggen niet dat de droogte de oorlog veroorzaakte” aldus Seager “maar wel dat hij bovenop andere verzwarende omstandigheden kwam.”
Seager zegt ook “dat het hele Midden-Oosten ten gevolge van de klimaatverandering te maken heeft met een droger en heter klimaat.”
Het IPCC stelt dat de droogte in het Midden-Oosten nog erger zal worden, en door menselijk handelen veroorzaakt is.

Dergelijke geluiden zijn niet nieuw. Een studie in 2009 vond een correlatie tussen de toenemende temperatuur in de voorgaande 30 jaar en het ontstaan van burgeroorlogen.
Een andere studie in PNAS geeft aan, dat de door de klimaatverandering veroorzaakte droogte in Californië inderdaad tot spanningen leidt tussen de politiek in Noord- en Zuid-Californië rondom het schaarser wordende water boven en onder de grond.

Het Ministerie van Defensie van de VS neemt de ontwikkeling serieus. Het heeft in november 2014 een rapport uitgebracht waarin klimaatverandering een “threat multiplyer” genoemd wordt met gevolgen voor de nationale veiligheid.

“Hoewel de zeespiegelstijging en de sneeuwstormen eerder de krantenkoppen halen” aldus Fischetti “is op korte termijn de droogte in snel tempo het grootste probleem aan het worden”.

En energie èn water èn voedsel

Mijn lijfblad, de Scientific American, schrijft steeds vaker griezelige artikelen in een steeds urgentere toonzetting. Eerder heb ik op deze weblog vanuit het gezag van de SciAm geschreven over dat extreem weer normaal gaat worden (zie De straalstroom doet raar). In het nummer van februari 2015 gaat het over de verwevenheid van drie crises tegelijk: energie, water en voedsel. De gangbare logica is dat energie eerst komt (want daar kun je water mee zuiveren). Dan water (want daar kun je voedsel mee verbouwen), en zo verder naar beneden. De logica is van wijlen professor Smalley van Rice University.

Hoewel goed bedacht van deze Nobelprijswinnaar, blijkt het verhaal toch niet helemaal waar.

Systeemcrisis
Een voorbeeld de gigantische stroomuitval in India in 2012, die 620 miljoen mensen trof. Er was een lange droogte, waardoor steeds meer boeren steeds dieper gingen pompen en steeds meer stroom nodig was. Tegelijk stonden de stuwmeren steeds lager, waardoor er minder stroom gemaakt werd. Op een gegeven moment deed het boem.

Ander voorbeeld: Central Valley in Californie. Langdurige droogte en gebiedsontwikkeling brachten het waterdebiet in de Coloradorivier met eenderde terug. De boeren in Central Valley, een van de belangrijkste landbouwgebieden van de VS, “pompen als gekken” waardoor zelfs de bodem daalt. Tegelijk worden er twee kerncentrales gesloten omdat er geen koelwater meer is en houden actievoerders een grote ontziltingsinstallatie tegen omdat die te veel energie vraagt.
Dezelfde Colorado voedt Lake Mead, dat nog nooit zo laag gestaan heeft, en Lake Mead voedt Las Vegas, de elektriciteitscentrales va de Hooverdam en grote landbouwgebieden stroomafwaarts. Las Vegas wil een miljard uitgeven aan een nieuwe pijp die water kan aanvoeren als het water nog lager dan de laagst bekende stand komt. Wat volgens sommige geleerden van het Scripps Institute zinloos is, omdat als de verwachte klimaatverandering zich voortzet, Lake Mead in 2012 droogvalt.

Zo staan er nog wat voorbeelden in, zelfs van Texanen die tijdelijk stoppen met fracken omdat het daarvoor nodige water elders harder nodig is.

De problemen zijn verweven
De centrale boodschap is dat de drie crises niet hiërarchisch aflopend geordend zijn, maar gelijktijdig en verweven. Het voedsel zit erin omdat een groot deel van de energie, rechtstreeks of via de water-route, nodig is voor de productie en distributie van voedsel.

De oplossing in mijn lijfblad is een fundamentele strijd tegen verspilling. Men kan met ultrafiltratie afvalwater reinigen tot het niveau van drinkwater, wat overigens serieus overwogen wordt in San Diego. Men kan afvalwater en koolstofdioxide in algenbakken stoppen om biomassa te maken. Men kan elektronica gebruiken om lekkende waterleidingen te vinden.

Nederland?
Dit zijn aan een bepaalde plaats en tijd gebonden voorbeelden. Het is een aardige gedachtenoefening om de basislijn van dit verhaal op Nederland los te laten.
Het is een hele tijd droog en warm, iedereen zet de airco aan, de centrales langs de Maas werken volop en de Maas wordt zo warm van de afvalwarmte dat hij niet meer kan koelen. Een integrale oplossing zou zijn om nieuwe centrales (zo we die nog willen bouwen) alleen nog daar neer te zetten waar er een nuttige bestemming is voor de afvalwarmte.

Ook dit is bedoeld als voorbeeld. Ik zou het op prijs stellen als lezers in reactie op dit verhaal eigen gedachten over dit onderwerp in een Nederlandse context zouden willen geven. Of beschermt ons hier de Europese netwerk-koppeling?

Extreem weer, straalstroom en klimaat

In mijn lijfblad The Scientific American schreef Jeff Masters in december 2014 onder de titel “The jet stream is getting weird” hoe, onder invloed van de klimaatverandering, de straalstroom verandert. De (polaire) straalstroom is een soort rivier van lucht die ergens tussen de 50 en 60 graad NB op ca10 km hoogte slingerend rond de aarde draaide van West naar Oost. “Draaide” in de verleden tijd, daarover gaat het artikel.
(De afbeeldingen komen van de site https://klimaatverandering.wordpress.com)

jul3_jet 3 juli 2014

De straalstroom beïnvloedt het weer aan de grond. Waar bij tegen de klok indraait ontstaat een groot lagedruk gebied, waar hij met de klok meedraait een hogedrukgebied. Vooral als de straalstroom in zijn eigen staart bijt (in natuur-kundige termen, als er een staande golf ontstaat), kunnen deze grootschalige weerpatronen een hardnekkig leven leiden.
De straalstroom wordt gevoed door het temperatuurverschil tussen de gematigde en de polaire breedtes. Hoe groter dat verschil, hoe harder de straalstroom waait en hoe minder hij slingert. Het artikel van Masters geeft een voorbeeld-illustratie (hier niet weergegeven) dat de gematigde breedtes tussen 1979 en 2012 1 graad C warmer zijn geworden, en de poolgebieden 3 graad C warmer. Het onderlinge verschil is dus 2 graad kleiner geworden.

Het resultaat is dat de straalstroom langzamer stroomt en veel verder heen en weer meandert. Ik stel me dat voor als een gewone rivier: waar het steil is meandert hij niet, op het vlakke laagland wel.
Die wijdere meanders brengen laten de koude lucht veel verder naar het Zuiden doordringen, en de warme lucht veel verder naar het Noorden, met bijpassende windpatronen. Dit is bijvoorbeeld hoe de straalstroom liep ten tijde van de Russische hittegolf van 2010: monsoon_weather_guide_464_s2

Masters brengt het systeem in verband met de droogte in Californië, heel veel neerslag in Engeland en Wales, in mei 2014 eenderde van Bosnie overstroomd, en in 2012 de grootste droogte in de VS sinds de jaren ’30. De regen die in 2010 niet op Rusland viel, viel wel op Pakistan en leidde daar tot catastrofale overstromingen. In essentie zegt Masters dat wat vroeger een uitzondering was, nu eerder regel wordt. In dit verband valt het woord “tipping point”. Het is een heel erg griezelig idee.
Niet iedereen is het in alle opzichten met Masters eens, maar de hoofdmoot van de geleerden wel, op zijn minst een heel eind.

(De straalstroom vanuit de satelliet ten Oosten van Canada)

Tijdens het World Economic Forum in Davos is het Global Risks Report 2015 uitgebracht. Eigenlijk is dat niet éénrapport, maar een pakket materiaal dat te vinden is op https://reports.weforum.org/global-risks-2015/ . Wie ‘gezellig’ een paar uur wil grasduinen, kan er terecht.

Op de horizontale as van bovenstaande infographic de waarschijnlijkheid dat iets gebeurt, op de vertikale as de impact van dat gebeuren.
De samenstellers van het rapport zien extreem weer als het een-na waarschijnlijkste risico, na “conflicten tussen staten”.