Het klimaat is een wild beest dat alle kanten op kan vliegen, maar tienduizend jaar heeft geslapen (Maarten Scheffer)

Ik ben op het symposium geweest van de Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen (KNAW) over “Kantelpunten in het klimaat” (11 nov 2016).

Scheffer en wat een kantelpunt is
Een “kantelpunt” kan men definieren als “a situation where a small impact can cause a runaway change”. Dit citaat uit het boek van Gladwell “The tipping point” gebruikte de Wageningse bioloog Maarten Scheffer als eerste spreker op het symposium om zijn eigen werk te definieren.

Maarten Scheffer (WUR)
Maarten Scheffer (WUR)

Scheffer is begonnen om als aquatisch bioloog meertjes op de Veluwe te bestuderen. Die horen helder te zijn, met watervlooien die de blauwalg wegvreten, een onaangeroerde boden en zonlicht dat tot op de grond komt, waardoor waterplanten kunnen groeien. En eventueel snoek erin. Maar als de verstoring door de landbouw en (toen nog) de wasverzachters maar intens genoeg is en lang genoeg duurt, wordt de blauwalg steeds sterker. Een storm of een ongelukje met mest of zo kan het beslissende zetje geven waardoor het meertje in ene staat schiet van troebel water, blauwalg, geen planten meer en brasem die de bodem omwoelt waardoor de troebelheid in stand blijft. En dat is een toestand waar je het meertje verrot moeilijk weer uit krijgt.
Het meertje kan in twee stabiele toestanden verkeren.

Het precieze moment van de omslag is niet te voorspellen, maar er zijn soms wel indicaties dat je in de buurt komt. De slingeringen worden groter en duren langer en daar kun je naar op zoek gaan. Het “systeem verliest zijn veerkracht”.
Onder deze antropocentrische term schuilt wiskunde waarvan de details ook voor mij te ver voeren. On een idee te krijgen, kijk https://nl.wikipedia.org/wiki/Attractor of het filmje http://simplex.ucsd.edu/Movie_Sall.mov .

Scheffer heeft deze gedachte steeds verder veralgemeniseerd en is daar beroemd mee geworden, o.a. met enkele publicaties in Nature. Hij wordt geïnterviewd (in okt nog in de NRC ( www.nrc.nl/nieuws/2016/10/28/de-voortekenen-van-een-omslag-4588339-a1529048 ). Er komt van alles voorbij: het armoedebeleid, de Arabische lente, en het klimaat.
Scheffer noemde de verkiezing van Trump niet als kantelpunt, maar dagvoorzitter Dijkstra hintte er overduidelijk op.

Eigenlijk komt het concept mij heel vertrouwd voor. In mijn linkse studententijd ben ik politiek opgevoed met het dialectisch materialisme en de Hegeliaanse “omslag van de kwantiteit in de kwaliteit” lijkt verrassend veel op een kantelpunt.

Kantelpunten in het klimaat
De titel boven dit artikel komt ook van Scheffer en dateert uit 2009, in welk jaar hij de Spinozaprijs won. De aarde heeft de afgelopen 10000 jaar een mild klimaat gehad, wat mede het ontstaan van de beschaving mogelijk gemaakt heeft.
Dat milde klimaat is bepaald niet vanzelfsprekend. De aarde heeft periodes gekend zonder ijs en met bijna alleen maar ijs, en alles daar wapperend tussen in.
Dit –> http://www.wur.nl/nl/nieuws/Directe-aanwijzing-voor-positieve-terugkoppeling-klimaatopwarming.htm is er een wagenings persbericht over.

Diepzeetemperatuur en mondiale aanwezigheid van ijs
Diepzeetemperatuur en mondiale aanwezigheid van ijs

Dat kwam duidelijk naar voren in het relaas van Anna von der Heydt, waraaan bovenstaand plaatje ontleend is. De vertikale schaal is naar onderen toe kouder.
Von der Heydt liet o.a. zien dat de oceaanstromen rond Antarctica tussen twee standen heen en weer kunnen springen (mogelijk als oorzaak van de sprong 34 miljoen jaar geleden).

Dolman van de VU besprak zichzelf versterkende en zichzelf dempende terugkoppelingen tussen de vegetatie en het klimaat, voor het Amazonegebied en voor de toendra. De natuur kan tegenstribbelen, het is geen mechanische race naar de afgrond.
Dolman racete langs een wiskunde die te moeilijk was om zo maar even te volgen (al dit soort verhalen worden gemodelleerd) , en ik weet te weinig van deze discipline af. Als ik het goed begrepen heb, kan de toendra ontdooien en als versterkende terugkoppeling een heleboel methaan uitstoten, maar gaat het niet zo snel als de meest pessimistische modellen denken.
En kan het Amazonegebied in principe in twee stabiele toestanden bestaan, namelijk tropisch nat (nu) en tropisch droog (savanne). De overgang in principe plaatsvinden, maar er zijn nog te weinig gegevens om dat met zekerheid te zeggen. Maar als hij plaats zal vinden, is er geen early warming. De verandering gaat sneller dan de slingering.

Voor mij het beste te volgen was het verhaal van Van den Broeke over de ijskappen. Een ijskap kaatst zonlicht terug en beschermt dus tegen opwarming, en een verdwijnende ijskap is dus een zichzelf versterkende terugkoppeling.
antarctische-ijskappenarctische-ijskappen
In beeld de twee poolkappen en het aantal meter zeespiegelstijging dat hoort bij volledig smelten. Als de mondiale temperatuurstijging onder de 2οC blijft, zouden de Groenlandse en Oost-Antarctische ijskap het grotendeels houden. Gezien de bijbehorende getallen zou dat een aangenaam idee zijn.

De opbouw van een ice cap
De opbouw van een ice cap

Van den Broeke bracht de grote ijskappen in een soort samenhangend beeld.
Een sheet ligt op land en is > 50.000 km2 , een cap ligt ook op land en is < 50.000 km2 en ligt vaak hoog, en een shelf ligt op zee. Ik vond een uitleg op https://nsidc.org/cryosphere/glaciers/questions/types.html .
Wat de Groenland ice sheet is snap ik (dat is dat hele grote ding), maar wat de Groenland ice cap is, is mij niet duidelijk. Het lijkt een wat kleiner stuk aan de rand, maar ?
Firn is het overgangsstadium tussen sneeuw en ijs. De sneeuw is gecompacteerd, maar er zitten nog poriën is.

Vijf etappes in de smelt van een ice sheet
Vijf etappes in de smelt van een ice sheet

five-stages-ice-sheet-melt_ingevuld-met-ijskappen

Lijkt me zeer relevant onderzoek voor Nederland en een uitstekende reden om onder de 2°C te blijven!

Later toegevoegd een plaatje uit The Economist van 22 nov 2016:

Smeltend zeeijs. mkm sq betekent miljoen km2.  (Economist 22 nov 2016)
Smeltend zeeijs. mkm sq betekent miljoen km2. (Economist 22 nov 2016)

De laatste spreker, die nog genoemd moet worden, is Appy Sluijs, hoogleraar paleoceanografie . Die vertelde over zijn educatieve project voor de bovenbouw van de middelbare school, o.a. met lesmateriaal en de website www.tippingpointahead.nl en een prijsvraag. Een goed initiatief, lezing aanbevolen.

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.