Klimaatverandering: hier en daar warmer en kouder

Over het bestaan van klimaatverandering zijn we het nu wel eens. Maar over de gevolgen ervan leren de geleerden kennelijk nog elke dag bij. Dat leidt tot verrassende nieuwe inzichten en mogelijke gevolgen. Bijvoorbeeld over waar het nu precies warmer of kouder wordt.

Klimaatverandering leidt tot een opwarmend noordpoolgebied en het afnemen van zee-ijs in de winter. De afname van zee-ijs wordt soms gelinkt aan het optreden van extreme winterkou op gematigde breedtes. In een nieuwe studie in het tijdschrift Nature Climate Change concluderen onderzoekers van het KNMI en de Universiteit van Exeter dat een afname in zee-ijs niet de koudegolven veroorzaakt: fluctuaties in de atmosferische circulatie zorgen gelijktijdig voor zowel een afname in zee-ijs als koudegolven op gematigde breedtes. Dat schrijven Karin van der Wiel en Richard Bintanja in een recent KNMI-klimaatbericht.  

Warme Noordpool – koude continenten

Eind januari, begin februari van dit jaar teisterde een koudegolf grote delen van Noord-Amerika. Sommige onderzoekers denken dat dit soort koudegolven samenhangen met de opwarming van het noordpoolgebied, de zogenaamde ‘Warm Arctic-Cold Continents’ of afgekort de ‘WACC hypothese’. Volgens deze hypothese veroorzaakt een afname in zee-ijs in bijvoorbeeld de Chukchi-Bering Zee koude noordenwinden boven Canada en de Verenigde Staten met extreme winterkou en sneeuwval tot gevolg.

Minder zee-ijs gaat samen met kou boven land

De WACC-hypothese is nu getest met behulp van twee onafhankelijke klimaatmodellen, waaronder het KNMI-klimaatmodel EC-Earth. Met elk model is 2000 jaar wereldwijde klimaatdata gesimuleerd. Op deze manier kan onderzocht worden of jaren met koudegolven in Noord-Amerika systematisch samenhangen met gebrek aan zee-ijs in het noordpoolgebied. Winters met minder zee-ijs dan normaal in de Chukchi-Bering Zee worden inderdaad gekarakteriseerd door relatief warmere temperaturen in dat gebied en relatief koude temperaturen in Noord-Amerika.

Minder zee-ijs niet de oorzaak van de kou boven land

Als in een bepaalde winter de atmosfeer de Chukchi-Bering Zee opwarmt, veroorzaakt de atmosfeer het gebrek aan zee-ijs in die winter. Als echter de atmosfeer warmte onttrekt aan de Chukchi-Bering Zee, is de atmosfeer in die winter niet de oorzaak van het gebrek aan zee-ijs. In zo’n winter leidt de opwarming van de atmosfeer boven de Chukchi-Bering Zee mogelijk tot een aanpassing in de atmosferische circulatie met een koudegolf tot gevolg.

Om dit te testen, zijn de winters zijn gesplitst in twee groepen: één waarin de atmosfeer het zee-ijs aanstuurt en één waarin het zee-ijs de atmosferische circulatie forceert. Enkel de eerste groep resulteert in het WACC patroon (Figuur 2). Wanneer de atmosfeer dit afwijkende patroon laat zien, leidt dit tot zowel extreme kou in Noord-Amerika als de zee-ijsafname in de Chukchi-Bering Zee. Kortom, gebrek aan zee-ijs is niet de oorzaak van de kou boven land.

Zee-ijs experiment

Dit is verder onderzocht met een extra simulatie met minder zee-ijs in het klimaatmodel. Lagere zee-ijsconcentraties leiden voornamelijk tot warmere temperaturen in het noordpoolgebied en het WACC patroon wordt niet gereproduceerd. Het is dus onwaarschijnlijk dat verdere Arctische klimaatveranderingen op deze manier tot extremere koudegolven op de gematigde breedtes zullen leiden.

En op de Zuidpool?

Door de klimaatverandering maken zich ijsbergen los van Antarctica. Net die ijsbergen zullen de klimaatopwarming in het zuidelijk halfrond vertragen, voorspellen wetenschappers.

Antarctica smelt af, en steeds sneller. Een groot deel van het ijs zal in de Zuidelijke Oceaan terechtkomen in de vorm van ijsbergen, voorspelt een team van Amerikaanse en Zuid-Koreaanse klimaatwetenschappers in Nature Climate Change.

De ijsbergen zullen het warmere oceaanwater afkoelen, “zoals ijsblokjes in een cocktailglas”, merken ze op. Dat leidt tot de vorming van zee-ijs en werkt een verschuiving van winden en oceaanstromingen in de hand, onder meer doordat het smeltende zoetwater van de ijsbergen het zoutgehalte in de oceaan verlaagt.

Op basis van computermodellen verwachten de wetenschappers dat de ijsbergen op die manier de door de mens veroorzaakte opwarming van het zuidelijk halfrond en de daarmee samenhangende zeespiegelstijging zullen verzwakken en vertragen.

Complexer beeld

Uit recente studies was het vermoeden gerezen dat de toename van smeltwater in de oceaan het smelten van Antarctica en de zeespiegelstijging nog zou versnellen. Deze studie schetst een complexer beeld. Het koeleffect van de ijsbergen compenseert grotendeels de processen waarvan eerder werd gedacht dat ze het afsmelten van Antarctica versnelden, zeggen de klimaatwetenschappers.

Onstabiele gletsjers

Uit een andere recente studie was al gebleken dat het poolijs op West-Antarctica in 25 jaar tijd zo hard geslonken is dat ook een kwart van het gletsjerijs is aangetast.

De ijslaag is op sommige plaatsen tot 122 meter dunner geworden. Dat heeft ertoe geleid dat op West-Antarctica ook de gletsjers onstabiel zijn geworden. Gletsjers zijn ijsmassa’s die worden gevormd door sneeuw dat op land terecht komt.

De gletsjers worden onstabiel als ze massa verliezen doordat ze smelten en afkalven, terwijl dat niet wordt gecompenseerd door voldoende nieuwe sneeuw.

IJsmassa verliezen

Dit patroon heeft de gletsjers op West-Antarctica 24 procent uitgedund. Twee van de grootste gletsjers, de Pine Island- en de Twaites-gletsjer, verliezen recent vijf keer sneller ijsmassa dan aan het begin van het onderzoek.

Aan de nieuwe studie werkten klimaatonderzoekers mee van de Universiteit van Hawaï, de Penn State University en de Universiteit van Massachusetts in de VS en het IBS Center for Climate Physics in Zuid-Korea.

Bronnen: KNMI en IPS News