De kantelpunten die klimaatverandering versnellen

Dit is de inleiding van een serie van zeven delen over kantelpunten in de klimaatverandering.

Hoewel alle aandacht nu uitgaat naar corona, is er een goede kans dat we er dankzij de ontwikkeling van vaccins binnen enkele jaren van af zijn. De gevolgen van klimaatverandering daarentegen, kunnen op termijn veel ingrijpender en langduriger zijn. Het lijkt misschien ver weg, maar de veranderingen gaan steeds sneller en we leveren een strijd tegen de klok. Als we die strijd verliezen, bestaat er een grote kans dat de klimaatverandering over een of meer kantelpunten heen schiet. De opwarming wordt dan versterkt door het op gang komen van processen waarop we geen invloed meer hebben. Han Blok onderzocht wat er bekend is over de diverse processen en kantelpunten die tot die versnelling kunnen leiden.

Sinds de toespraak van natuurkundige en klimaatwetenschapper James Hansen voor het Amerikaanse Congres in 1988, weten we dat het klimaat dreigt te veranderen als gevolg van door de mens uitgestoten broeikasgassen. Volgens Hansen kan dat, als we er niet snel genoeg mee stoppen, zo erg worden dat de aarde onleefbaar wordt. Zijn toespraak had effect.

In dat jaar werd door de VN binnen het Environmental programme (UNEP) en de World Metereological Organisation (WMO) ook het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC) opgericht. Daarin bundelden duizenden wetenschappers over de hele wereld hun kennis om klimaatverandering nader te onderzoeken en daarover gemeenschappelijk te rapporteren. Vrijwel tegelijkertijd bundelde het Amerikaanse petroleum instituut (API) samen met Ford en General Motors alle krachten in de sector om via quasi wetenschappelijke instituten en propaganda in de media twijfel te zaaien over klimaatverandering. Na het ontkennen van de schadelijkheid van roken en het ontkennen van het gat in de ozonlaag ontstond daarmee de krachtigste lobbybeweging ooit van klimaatontkenners (Zie Zembla 15 oktober 2020).

Nu, 33 jaar later, gaat er geen dag voorbij zonder aandacht voor klimaatverandering. Maar desondanks lijkt het of de boodschap dat we geen tijd meer te verliezen hebben om de temperatuurstijging van de aarde te beteugelen, nog steeds niet echt doordringt. We hebben het in 2015 in Parijs wel met 195, dus bijna alle, landen van de wereld afgesproken, maar voorlopig blijft de concentratie broeikasgassen onverminderd stijgen. De jaarlijkse hoeveelheid broeikasgassen die wereldwijd wordt uitgestoten lijkt dan wel zijn piek bereikt te hebben, maar zolang het niet volledig is gestopt, neemt de hoeveelheid in de atmosfeer nog steeds toe. Sinds 1960 is de concentratie gestegen van 315 tot 415 ppm. Aanvankelijk gebeurde dat met 1ppm per jaar maar de laatste jaren komt er zelfs 2,5 ppm per jaar bij.

Toch hebben we de technieken om fossiele energie te vervangen door duurzame energie al in huis en deze worden bovendien snel goedkoper. In 2020 leverden nieuwe installaties voor elektriciteit uit wind en zon zelfs goedkopere stroom dan bestaande kolencentrales. Elke weldenkende econoom weet dat niets doen veel duurder is dan ingrijpen, en toch wordt nog vaak gezegd dat het onmogelijk is of onbetaalbaar. Het is een halsstarrigheid die wel begrijpelijk is vanuit de gevestigde belangen van de olie en gasindustrie en een vrees voor grote veranderingen bij politici, maar toch zeer onverstandig. Daar waar initiatiefnemers wel vaart willen maken, lopen ze tegen tijdverslindende procedures aan omdat een aantal mensen windparken en zonneparken lelijk vinden.

Anderhalve graad erbij, wat maakt dat uit?

Door veel mensen worden, ondanks tal van doemscenario’s, noodzaak en urgentie niet erg serieus genomen. Veel gehoorde opmerkingen zijn: “Is het zo erg als het over 30 jaar 0,5 graad C warmer is?” of “Is een paar graden warmer niet gewoon lekker?” en “Is het niet al vaker gebeurd dat de temperatuur een paar graden steeg en daarna weer daalde?” De reden achter de afspraken van Parijs om de gemiddelde opwarming op aarde niet verder dan 1,5 tot 2 graden te laten oplopen, is niet dat een paar graden warmer niet gewoon “lekker” zou zijn. Die is gebaseerd op de gefundeerde vrees van duizenden klimaatwetenschappers dat voorbij die waarde een kantelpunt voor het klimaat wordt overschreden.

Volgens vrijwel alle serieuze wetenschappers is klimaatverandering namelijk te vergelijken met een kano die opeens omkiept als je net iets te veel overhelt. Voorbij het kantelpunt van 1,5 à 2 graden zou de geleidelijke opwarming steeds sterker versnellen en dan vrij plotseling binnen een tiental jaren doorschieten naar 3, 4 of zelfs 10 graden. Volgens het laatste IPCC rapport van 2018 moeten we “de emissie van broeikasgassen binnen 10 jaar halveren om deze catastrofale ontwikkeling van het klimaat, die de aarde voor mensen en miljoenen andere soorten onleefbaar zou kunnen maken, te vermijden.”

Toch maakt de vrees voor het hele erge nog te weinig indruk. Dat de mensheid al bij 3 a 4 graden opwarming zou kunnen uitsterven, klinkt als een ongeloofwaardig doemscenario en doemdenkers worden zelden serieus genomen. Niet alleen omdat men graag wegkijkt voor het hele erge, maar ook omdat men denkt dat het slechts angstvisioenen zijn zonder wetenschappelijke basis, of omdat men de ingewikkelde processen die tot een kantelpunt leiden niet kent of niet begrijpt.

Daarom is het goed om een overzicht te geven van de huidige kennis en een begrijpelijke uitleg over kantelpunten.

Over kantelpunten en terugkoppeling

Het woord kantelpunt of “tipping point” suggereert dat er sprake is van een omslag. Zoals in het beeld van de kano of zoals bij het dalen van de koorts of een andere kwade ontwikkeling die ten goede keert. Een kantelpunt voor het klimaat is echter geen omslag in een andere richting, maar een versterking of versnelling van de trend naar een veel hoger niveau, waardoor de opwarming autonoom verder gaat en de mensheid niet meer in staat is dit te stoppen.

Het algemene mechanisme is dat één of meer gevolgen van de opwarming de oorzaak van de opwarming opnieuw versterken. Dit heet positieve terugkoppeling (positive reinforcement). Als meerdere processen met een positieve terugkoppeling samenvallen of elkaar in een soort kettingreactie opvolgen, kan een klein beetje opwarming in relatief korte tijd tot een hele sterke opwarming leiden.

Het idee komt niet uit de lucht vallen. Er zijn sterke aanwijzingen dat het klimaat op aarde al vaker over een kantelpunt is heengegaan. Tussen 500 miljoen en 65 miljoen jaar geleden heeft dit al vijf keer geleid tot een dramatische sterfte van planten en dieren. Tijdens zo’n uitstervingsgolf (mass extinction) verdween 60 tot 90 % van alle soorten. De gebeurtenissen zijn terug te vinden in geologische afzettingen en de fossielen van planten en dieren die zich daarin bevinden.

We hoeven echter niet eens zo heel erg ver terug te gaan in de tijd om te zien dat het klimaat kan kantelen. Sinds ongeveer 2 miljoen jaar bevindt zich ijs op de beide polen. Op Groenland en Antarctica is de ijskap enkele kilometers dik en bestaat uit laagjes bevroren sneeuw die gedurende vele jaren op elkaar zijn gestapeld. Die laagjes vormen als het ware een logboek van het klimaat. Dit logboek is met moderne technieken tot 800.000 jaar vrij nauwkeurig af te lezen en onthult tientallen kantelpunten waarbij de temperatuur op aarde binnen relatief korte tijd tot wel 10 graden steeg.

Kanteling van het klimaatsysteem is dus mogelijk, maar dat wil niet zeggen dat de oorzaak steeds dezelfde is. De tijdschaal waarop de kantelpunten in de ijstijden zich afspeelden is een paar duizend jaar en het is maar de vraag of zoiets ook binnen enkele tientallen jaren kan gebeuren. Als dat wel zo is, kunnen we met maatregelen om de opwarming tegen te gaan misschien niet snel genoeg zijn. Dat is angstwekkend, maar angst is een slechte raadgever en, hoewel het niet trendy is, doen we er beter aan naar de wetenschap te luisteren.

Om het risico voor het bereiken van een kantelpunt binnen afzienbare tijd (tot bijvoorbeeld 2050) te kunnen inschatten, is gedegen kennis nodig omtrent de onderliggende processen. We moeten heel veel factoren eerst nog beter meten en zowel de afzonderlijke versterkende factoren als de combinatie of een eventuele kettingreactie beter begrijpen, zo mogelijk kwantificeren of in natuurkundige formules vatten en ze dan invoeren in de moderne computermodellen.  Daarmee kunnen we dan eventueel gaan voorspellen. Dat is nog niet zo eenvoudig en als we zouden wachten tot de wetenschap alles zeker weet, is het waarschijnlijk te laat om het tij nog te keren.

Ik ben geen klimaatdeskundige, laat staan dat ik de kennis van duizenden wetenschappers die gebundeld is in de rapporten van IPCC kan bevatten. Toch wil ik proberen door lezen en checken van wetenschappelijke en gereviewde publicaties een stuk of 20 afzonderlijke processen voor iedereen begrijpelijk te beschrijven en daarbij na te gaan of en hoe snel die processen volgens de laatste inzichten alleen of met elkaar tot een kanteling van het klimaat kunnen leiden. Behalve deze inleiding en de samenvatting aan het eind is de inhoud verdeeld in de volgende hoofdstukken:

1 Overeenkomsten en verschillen met de ijstijden

2 Positieve terugkoppelingen door smeltend ijs

3 Versterking door verandering van straalstromen

4 De rol van methaan als versterker van klimaatopwarming

5 Positieve terugkoppeling door verzuring en warmer oceaanwater.

In deze serie columns wil ik overigens niet te lang stil staan bij de effecten op mens en natuur als de gemiddelde temperatuur op aarde 3 of zelfs 4 graden warmer is. Een korte schets over de effecten per graad is te lezen op de site http://globalwarming.berrens.nl/globalwarming.htm#: of de uitgebreide versie in het laatste boek van Mark Lynas .

Voor wie wil huiveren en niet te gevoelig is voor depressiviteit is het boek  “De onbewoonbare aarde” van David Wallace-Wells aan te bevelen.

Lees meer over: klimaat

Meer artikelen uit de categorie: Inzicht