Het klimaat is simpel gezegd het gemiddelde weer over een periode van ongeveer 30 jaar. Klimaatverandering betekent dus dat het gemiddeld warmer, kouder, droger of natter zal worden. Het klimaat op Aarde is in haar bestaan al vaker veranderd. Belangrijk verschil met de huidige klimaatverandering is dat deze nu door de mens wordt veroorzaakt en zich sneller dan ooit lijkt te ontwikkelen. De veranderingen kunnen al deze eeuw het leven op Aarde heel onaangenaam maken en grote schade toebrengen aan de natuur, de economie en dus aan de mens.
De oorzaak van de huidige klimaatverandering is de grote hoeveelheid broeikasgassen die de mens sinds de industriële revolutie heeft uitgestoten. Broeikasgassen, waarvan de voornaamste CO2, houden warmte vast in de atmosfeer waardoor de Aarde opwarmt. Doordat CO2 in de atmosfeer langzaam afbreekt blijft het vele honderden jaren aan de opwarming bijdragen.
Door de uitstoot van deze broeikasgassen is de gemiddelde temperatuur op Aarde sinds het midden van de negentiende eeuw met ongeveer 0,85 graden Celsius gestegen. Dat klinkt niet als heel veel, maar toch heeft deze opwarming al tot grote veranderingen geleid zoals het smelten van het Noordpool ijs, het afsterven van het koraalrif en een toename van weersextremen zoals lange droogtes, hittegolven en overstromingen door zwaardere regenval.
Internationaal is afgesproken dat sprake is van ‘gevaarlijke klimaatverandering’ vanaf een temperatuurstijging van 2 graden Celsius. Recent onderzoek laat echter zien dat klimaatverandering al bij 1,5 graden Celsius gevaarlijke vormen aan kan nemen. Op basis van de huidige uitstoot van broeikasgassen zijn we echter op weg naar een opwarming van 4 tot 6 graden Celsius voor het einde van deze eeuw. Een dergelijke opwarming zou het leven op Aarde onherkenbaar en zeer onaangenaam veranderen.
Gevaarlijke opwarming kan onder andere leiden tot extreme hittegolven, lange droogtes, overstromingen, en massaal uitsterven van grote delen van het planten- en dierenrijk. Gevaarlijke klimaatverandering kan op de langere termijn ook leiden tot grote zeespiegelstijgingen door het smelten van gletsjers en ijskappen op Groenland en Antarctica. Het veranderende klimaat kan daarnaast grote gevolgen hebben voor de voedselvoorziening, de verspreiding van tropische ziektes en het vergroten van instabiliteit in gebieden die kwetsbaar zijn voor gewapende conflicten. Naarmate de temperatuur verder stijgt wordt daarnaast de kans groter dat er kantelpunten in het klimaat optreden waar de mens in het geheel geen grip op heeft. Wanneer we deze gevaarlijke vormen van klimaatverandering willen voorkomen moet binnen 20 jaar het roer volledig om.
Het staat onomstotelijk vast dat het klimaat sinds de industriële revolutie in hoog tempo is veranderd. De sterkste aanwijzing voor het veranderende klimaat is het stijgen van de gemiddelde temperatuur op Aarde. Deze temperatuur wordt sinds ongeveer 1880 bijgehouden. Het Nederlandse KNMI is één van de instituten die temperatuurmetingen uitvoert en analyseert op langetermijn trends. Naast metingen op de grond kan de temperatuur sinds 1978 ook vanuit satellieten worden gemonitord.
Op basis van alle beschikbare metingen is vastgesteld dat sinds de industriële revolutie de gemiddelde temperatuur op Aarde met 0,85 graden is toegenomen. Niet alleen de temperatuur boven land, maar ook de temperatuur van de zee en de troposfeer zijn gestegen.
Meer aanwijzingen
Naast deze temperatuurstijging zijn er veel andere aanwijzingen die duiden op een opwarmend klimaat. Zo zijn sinds 1850 de gletsjers wereldwijd met gemiddeld 1500 meter geslonken, smelten de ijskappen op Antarctica en Groenland, is het volume van het zomerzee-ijs op de Noordpool sinds 1979 met 80% verminderd en is de zeespiegel sinds 1880 met meer dan 20 cm gestegen.
Andere verschijnselen die op het bestaan van klimaatverandering wijzen zijn het stijgen van de luchtvochtigheid in de atmosfeer, het vervroegen van de lente met ongeveer een week sinds 1980 en het opschuiven van de boomgrens en migratie van dieren naar het noorden en bergopwaarts.
97% van de wetenschappers is het erover eens dat de huidige klimaatverandering door de mens veroorzaakt wordt. Waarom?
- Broeikasgassen houden warmte in de atmosfeer vast.
- De mens heeft de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer in korte tijd spectaculair verhoogd door het verbranden van fossiele brandstoffen en kappen van oerwouden.
- Voorspelde effecten die horen bij een opwarming als gevolg van broeikasgassen worden daadwerkelijk waargenomen.
- Alle beschikbare alternatieve verklaringen voor een zo snel veranderend klimaat zijn ontkracht.
Broeikasgassen houden warmte in de atmosfeer vast
In 1896 ontdekte de Zweedse wetenschapper Svante Arrhenius voor het eerst dat de mensheid wereldwijde temperatuurstijging kan veroorzaken met de uitstoot van ‘broeikasgassen’. Een van deze gassen, CO2, heeft namelijk de eigenschap om warmte in de atmosfeer vast te houden. Later werd ontdekt dat ook andere broeikasgassen zoals methaan en lachgas deze eigenschap bezitten. Preciezer gezegd, absorberen broeikasgassen de warmtestralen van de Aarde, die ontstaan doordat inkomende zonnestralen de Aarde opwarmen. Broeikasgassen vertragen daardoor de snelheid waarmee warmte van de Aarde naar de ruimte ontsnapt. Zonder de aanwezigheid van broeikasgassen in de atmosfeer zou de temperatuur op Aarde gemiddeld 18 graden onder nul zijn. Opwarming ontstaat doordat als gevolg van een verhoging van de broeikasgasconcentratie er meer warmte de atmosfeer binnenkomt dan dat er weggaat.
De mens heeft de concentratie van broeikasgassen spectaculair verhoogd
Sinds het begin van de industriële revolutie is de concentratie van broeikasgassen sterk toegenomen. Wetenschappers hebben kunnen vaststellen dat dit het gevolg is van menselijke activiteiten zoals het verbranden van kolen, olie en gas, en het ontginnen van grote stukken bos. Op deze blog post vind je een uitgebreidere lijst van de bewijzen voor de menselijke hand in het verhogen van de CO2-concentratie in de atmosfeer zoals de aanwezigheid van meer CO2 moleculen in de atmosfeer die afkomstig zijn van fossiele brandstoffen.
Gevolgen die de wetenschap voorspelde zijn daadwerkelijk waargenomen
In de afgelopen jaren zijn verschillende door wetenschappers voorspelde gevolgen van een verhoogde concentratie broeikasgassen in de atmosfeer door waarnemingen bevestigd. Zo is inmiddels vastgesteld dat er daadwerkelijk minder warmte richting de ruimte ontsnapt en meer warmte naar de Aarde wordt teruggekaatst. Vast staat dus dat een verhoogde CO2-concentratie de Aarde opwarmt en dat de mens (zie alinea hierboven) verantwoordelijk is voor de verhoging van die CO2-concentratie en dus voor de opwarming van de Aarde.
Andere mogelijke verklaringen voor de opwarming blijken bewezen onjuist
Al het bovenstaande wijst dus de mens aan als de oorzaak van de recente opwarming. Naast de bewijzen voor menselijke invloed hebben wetenschappers vastgesteld dat geen enkele andere natuurlijke oorzaak voor klimaatverandering de recente opwarming van de Aarde kan verklaren. Zo zou de opwarming van de Aarde in theorie veroorzaakt kunnen zijn door een verhoogde zonneactiviteit. Metingen hebben echter uitgewezen dat de zonneactiviteit de afgelopen 35 jaar juist is verminderd, terwijl de temperatuur verder is gestegen. Ook van vulkaanactiviteit is vastgesteld dat deze niet tot de recente opwarming heeft kunnen leiden, maar in de laatste eeuw eerder een afkoelend effect heeft gehad.
Al het beschikbare onderzoek wijst dus naar de mens als oorzaak van de huidige opwarming van de Aarde en geen van de mogelijke natuurlijke oorzaken blijkt een verklaring te kunnen geven voor de gerealiseerde opwarming. Meer uitgebreide informatie over de oorzaken van klimaatverandering kunnen worden gevonden in het recente rapport van het IPCC, vooral in de hoofdstukken 8 en 10 van dat rapport.
De gevolgen van de huidige klimaatverandering zijn onder andere:
- de alsmaar stijgende temperaturen;
- de toenames van stormen, zware regenval en hittegolven;
- het smelten van land- en zee-ijs;
- het ontdooien van permafrost en
- ingrijpende veranderingen in leefgebieden van dieren.
Al deze veranderingen zijn uitgebreid beschreven in de recente rapporten van het IPCC.
Temperatuurstijging
De wereldwijde temperatuur is sinds het begin van de industriële revolutie substantieel gestegen. In vergelijking met het pre-industriële tijdperk is het nu gemiddeld 0,85°C warmer op aarde. Het tempo van deze opwarming is 10 keer sneller dan in de periodes na elke ijstijd van het afgelopen miljoen jaar. De eerste tien jaar van de 21e eeuw waren de warmste sinds de start van temperatuurmetingen in 1850. Warme dagen komen vaker voor en het aantal koude dagen neemt af. Negen van de tien warmste jaren ooit gemeten vonden plaats in de 21e eeuw en 2014 werd wereldwijd het warmste jaar sinds de temperatuur metingen begonnen. In de afgelopen 30 jaar was ieder decennium warmer dan het voorgaande en warmer dan ieder ander decennium sinds 1850.
Zwaardere stormen
Een warmere atmosfeer kan meer vocht vasthouden. Als gevolg hiervan maken we meer en zwaardere stormen mee. Vooral in Amerika en Europa moeten we het vaker van het weer ontgelden. Een voorbeeld is de winter van 2013 in Groot-Brittannië, waar aanhoudende stormen voor overstromingen en veel schade zorgden in wat daar de natste winter in 250 jaar was. Wanneer de opwarming doorzet kan Europa volgens het KNMI in de toekomst iedere 2 jaar te maken krijgen met een storm die dezelfde kracht heeft als Sandy in New York en New Jersey. Klimaatgerelateerde rampen zoals deze brengen de maatschappij grote schade toe. In 2014 waren 87% van alle natuurrampen aan klimaatverandering gerelateerd. De Verenigde Staten werd dat jaar met 8 verschillende weersextremen geconfronteerd die ieder meer dan een miljard dollar schade veroorzaakte.
Zware regenval
Andere recente voorbeelden van extreem weer die aan klimaatverandering worden gerelateerd zijn de overstromingen als gevolg van zware regenval in midden-Europa (Oostenrijk, Tsjechië, Duitsland, Polen, Slowakije) in mei – juni 2013 en de overstromingen die de Balkan begin 2014 teisterden. In beide gevallen waren de overstromingen het gevolg van weersomstandigheden die zich voorheen alleen maar circa 1 keer in de 100 jaar voordeden. Door klimaatverandering worden dit soort zeldzame gebeurtenissen echter steeds meer een normale gang van zaken. Australië zal tegen 2100 bijvoorbeeld, zelfs bij slechts 50cm zeespiegelstijging, te maken gaan krijgen met tot 10.000 keer meer waterrampen dan nu.
Extreme hittegolven
In de afgelopen 50 jaar zijn hittegolven langer, frequenter en intenser geworden, vooral in Europa, Azië en Australië. In Australië heeft men zelfs kleuren aan de warmtekaart moeten toevoegen om de extreme hitte weer te kunnen geven. Hittegolven hebben heel schadelijke gevolgen voor mens en natuur. Zowel in 2003 in West Europa als in 2010 in Moskou stierven meer dan 10.000 mensen als gevolg van een hittegolf en verbrandde minstens 9 miljoen hectare aan gewassen. De Wereldgezondheidsorganisatie schat dat op dit moment ieder jaar gemiddeld 150.000 mensen sterven aan de gevolgen van klimaatverandering.
Verschillende weersextremen zijn door de wetenschap recentelijk in verband gebracht met het instabieler worden van de straalstroom. Deze op 10 kilometer hoogte voorkomende sterke wind zou door de opwarming van de aarde instabieler zijn geworden. De veranderende straalstroom zou onder andere de oorzaak zijn geweest van de extreme hittegolf in Moskou en gelijktijdige overstromingen in Pakistan in juli 2010. De straalstroom is mogelijk ook de verklaring voor de gelijktijdige extreme kou en extreme droogte in respectievelijk Oost- en West-Amerika.
Verminderde omvang land- en zee-ijs
De opwarming heeft ook al grote gevolgen gehad voor de omvang van zowel het land- als zee-ijs. Met name de laatste 10 tot 15 jaar is zowel het volume als de oppervlakte van het zee-ijs rondom de Noordpool in drastisch tempo afgenomen. Uit een recente studie blijkt dat de Noordelijke IJszee elke 10 jaar vijf dagen langer ijsvrij is en dat de vorst tot elf dagen langer op zich laat wachten. Daarnaast smelten wereldwijd gletsjers.
Stijgende zeespiegel
Het smelten van het Noordpoolijs heeft niet alleen vergaande gevolgen voor de natuur en het (menselijk) leven in dat gebied, maar versnelt op haar beurt ook weer de opwarming van de Aarde. De smeltende gletsjers dragen bij aan de stijging van de zeespiegel en creëren waterschaarste voor gebieden die eeuwen lang afhankelijk zijn geweest van smeltwater voor hun zoetwatervoorziening. De film Chasing Ice brengt het verdwijnen van gletsjers erg mooi in beeld. De gevolgen van de stijgende zeespiegel zijn nu al voelbaar op het eilandje Tuvalu, midden in de stille oceaan.
Ontdooiende permafrost
Door de opwarming ontdooit de permafrost in gebieden zoals noordelijk Rusland en Canada. Permafrost is permanent bevroren grond, waarin enorme hoeveelheden koolstof zijn opgeslagen. Door het ontdooien van de permafrost komen deze voorraden in de vorm van methaan en CO2 vrij in de atmosfeer, wat op haar beurt de opwarming weer versnelt. Wanneer een zogenaamd ‘tipping point‘ optreedt, zal de opwarming van de Aarde versnellen en in toenemende mate oncontroleerbaar worden, daaraan moeten we ons niet willen wagen.
Teruggedrongen ecosystemen
De opwarming zet ecosystemen onder druk doordat de leefomstandigheden veranderen. Zo moeten sommige soorten het hogerop zoeken of naar het noorden migreren voor aangenamere temperaturen, ontstaan er mismatches in ‘aanbod van en vraag naar’ voedsel, en trekken ziekteverwekkers en parasieten naar nieuwe gebieden. Volgens sommige wetenschappers zijn we al in de zesde grote uitstervingsgolf in de geschiedenis van de Aarde beland, waarin soorten 100 tot 1000 keer sneller uitsterven dan de natuurlijke snelheid. Klimaatverandering speelt daar een belangrijke rol in, naast o.a. vervuiling en verwoesting van leefgebieden.
Afgenomen landbouwopbrengsten en voedselzekerheid
Klimaatverandering heeft gemiddeld gezien ook een negatieve impact gehad op landbouw opbrengsten en voedselzekerheid. Met name graan- en maïs opbrengsten zijn als gevolg van klimaatverandering verminderd. Verschillende weersextremen zoals lange droogtes en overstromingen hebben daarnaast geleid tot het mislukken van grote delen van de oogst waardoor voedselprijzen in verschillende gebieden tijdelijk sterk zijn gestegen. Zo’n sterke stijging van voedselprijzen gebeurde bijvoorbeeld naar aanleiding van de hittegolf in Rusland in 2010. Het zijn met name de armere gebieden in de wereld die hier het meest onder te leiden hebben. Zo hebben verschillende analisten op verhoogde voedselprijzen gewezen als mede oorzaak voor de onrust die leidde tot de Arabische Lente.
Onomkeerbare processen in gang gezet
De huidige opwarming van 0,85 graden Celsius heeft daarnaast ook al tot een aantal onomkeerbare processen in ecosystemen geleid. Zo zijn koraalriffen op verschillende plaatsen massaal verbleekt en is de verwachting dat het zee-ijs op de Noordpool binnen tientallen jaren in de zomer helemaal verdwenen zal zijn. Een aantal studies wijzen er ook op dat de ijskap op West-Antarctica door de opwarming in een onomkeerbaar smeltproces is geraakt waardoor de zeespiegel op een honderden tot duizend jaar met 3 tot 5 meter kunnen stijgen.
Het Amerikaanse NASA heeft een interactieve ‘Climate Time Machine‘ gemaakt waarmee de veranderingen in temperatuur, zeespiegelstijging, CO₂-uitstoot en smeltend zee-ijs inzichtelijk worden gemaakt.
Hoe de toekomst er uit ziet hangt af van hoeveel broeikasgassen we nog uitstoten. Op dit moment koersen we nog steeds af op 3 tot 4 graden opwarming deze eeuw. De gevolgen daarvan zijn niet te onderschatten.
Welke gevolgen daarbij horen beschrijven we elders. Als we ons niets aantrekken van klimaatverandering worden over het algemeen de volgende gevolgen verwacht:
TEMPERATUREN
De temperaturen boven land zullen sneller stijgen dan die boven zee, en het noordpoolgebied zal sneller opwarmen dan de rest van de wereld. We kunnen meer extreem warme en minder extreem koude dagen verwachten, evenals meer en langere hittegolven. Ook de oceanen zullen opwarmen, met de sterkste opwarming in het oppervlaktewater in de tropen en in de sub-tropen van het noordelijk halfrond.
NEERSLAG
Over het algemeen zullen al natte gebieden natter worden en droge gebieden droger. Het contrast tussen natte en droge gebieden neemt dus toe, maar ook tussen natte en droge seizoenen. In gematigde en natte tropische regio’s zullen meer en sterkere hevige buien vallen. Ook moessonregens worden sterker, terwijl de moessonperiode langer duurt en moessonregens een groter gebied bestrijken. In het noordpoolgebied wordt meer neerslag verwacht, doordat smeltend zee-ijs meer verdamping van de oceaan in de hand werkt.
IJS
Het zee-ijs in het noordpoolgebied zal verder aan oppervlakte en dikte verliezen. Als we niets doen tegen klimaatverandering, zal er tegen 2100 94% van het ijsoppervlakte zijn verdwenen. Dat ijs is belangrijk omdat het wit is en dus veel warmte van de zon terugkaatst waar de donkere zee juist warmte opneemt. Als we op de huidige manier doorgaan, zal ook het mondiale gletsjervolume aan het eind van deze eeuw met 85% zijn afgenomen. De oppervlakte van met sneeuw bedekte gebieden neemt dan af met 25%, en de oppervlakte van de mondiale permafrostlaag met 81%.
ZEESPIEGELSTIJGING
Tegen 2100 zal de zeespiegel, afhankelijk van hoeveel we onze best doen om onze uitstoot te verminderen, met tot maximaal 82 centimeter stijgen, en mogelijk meer als de ijskappen op Groenland en vooral West-Antarctica versneld smelten. Uit recentelijk onderzoek is gebleken dat de West-Antarctische ijskap een mogelijk onherroepelijk smeltproces is ingegaan en dat dit proces door klimaatverandering verder wordt versneld. Dit zou betekenen dat de komende eeuwen de zeespiegel met nog eens 4 meter zou stijgen.
BIODIVERSITEIT
Bovenstaande veranderingen in het klimaat hebben grote gevolgen voor het leven op Aarde. Wetenschappers schatten bijvoorbeeld in 2004 dat, afhankelijk van het verloop van de verdere opwarming van de Aarde, in 2050 tussen 9 en 32 procent van de soorten met uitsterven bedreigd zal zijn. Volgens het meest recente IPCC-rapport krijgt een groot deel van de soorten te maken met een verhoogd risico op uitsterven door de verwachte klimaatverandering in de 21e eeuw en daarna. Met name de wisselwerking tussen klimaatverandering, veranderingen in leefgebieden, overexploitatie, vervuiling en invasieve soorten vormt een bedreiging. Veel soorten zullen de veranderingen niet bij kunnen houden, vooral niet in de scenario’s met snellere klimaatverandering, en zullen in populatie afnemen of uitsterven.
LANDBOUW
Deze (en meer) effecten op allerlei klimaatsystemen zorgen ervoor dat onze manier van leven ernstig aangetast zal worden. Gemiddeld zullen landbouwopbrengsten bijvoorbeeld afnemen (in de tweede helft van deze eeuw zelfs met ruim 25%) en zal de oogst moeilijker te voorspellen worden. Veel gebieden zullen met lange periodes van mislukte oogsten te kampen krijgen. Vooral in Sub-Saharisch Afrika, Zuid-Oost-Azië en Zuid-Azië verhoogt een opwarming boven de 2 graden het risico op oogstverliezen, met alle gevolgen van dien voor de voedselzekerheid en economische groei. De effecten van klimaatverandering op landbouw verergeren ondervoeding in verschillende gebieden, een grote oorzaak van kindersterfte in ontwikkelingslanden. Bovendien kunnen de voedselprijzen stijgen, en tegen 2050 zelfs verdubbelen.
GEZONDHEID
Klimaatverandering beïnvloedt ook de volksgezondheid op verschillende manieren, onder andere via extreme hitte, de kwaliteit van het drinkwater, het voedsel en de verspreiding van ziektes. In Nederland zijn de belangrijkste directe effecten: extra sterftegevallen tijdens de warmere zomers, toename van allergieën en een groter risico op infectieziektes. Maar ook de overstromingskans zal toenemen, met verstrekkende gevolgen voor de mensen in overstromingsgevoelige gebieden.
Het World Resources Institute heeft recent een infographic gemaakt om de gevolgen van de vier verschillende emissiescenario‘s van het IPCC in kaart te brengen. Alleen het laagste scenario blijft onder de 2 graden opwarming. Maar de risico’s op onomkeerbare veranderingen worden al navenant groter wanneer de temperatuur met meer dan 1,5 graden boven pre-industrieel niveau stijgt.
In 1992 hebben de landen van de Verenigde Naties afgesproken dat gevaarlijke klimaatverandering (in de woorden van het VN klimaatverdrag: ‘dangerous anthropogenic interference’) voorkomen moet worden. Zowel de wetenschappers van het IPCC als alle bij het VN-verdrag aangesloten landen hebben bepaald dat de grens voor gevaarlijke klimaatverandering in ieder geval bij 2 graden opwarming ligt. Daarbij is de optie open gelaten dat 1,5 graden mogelijk een betere grens is. Een aantal recente onderzoeken heeft namelijk uitgewezen dat gevaarlijke en onomkeerbare gevolgen van opwarming zich al eerder dan bij 2 graden opwarming voordoen en dat die grens dus eigenlijk te hoog is. Op dit moment is de Aarde al met 0,85 graden opgewarmd sinds het pre-industriële tijdperk.
Wanneer we op de huidige voet doorgaan, dan hebben we al in 2034 voldoende CO2 uitgestoten om de grens van 2 graden te doorbreken. Volgens wetenschappers zal de Aarde met 2 graden Celsius opwarmen bij een CO2-concentratie in de atmosfeer van rond de 450 parts per million (ppm). Inmiddels kwam de CO2-concentratie in het voorjaar van 2013 voor het eerst boven de 400 ppm. De laatste keer dat de concentratie zo hoog was is zo’n 3 miljoen jaar geleden, toen er kamelen in noordelijk Canada rondliepen.
In 1992 hebben de landen van de Verenigde Naties afgesproken dat gevaarlijke klimaatverandering (in de woorden van het VN klimaatverdrag: ‘dangerous anthropogenic interference’) voorkomen moet worden. Zowel de wetenschappers van het IPCC als alle bij het VN-verdrag aangesloten landen hebben bepaald dat de grens voor gevaarlijke klimaatverandering in ieder geval bij 2 graden opwarming ligt. Daarbij is de optie open gelaten dat 1,5 graden mogelijk een betere grens is. Een aantal recente onderzoeken heeft namelijk uitgewezen dat gevaarlijke en onomkeerbare gevolgen van opwarming zich al eerder dan bij 2 graden opwarming voordoen en dat die grens dus eigenlijk te hoog is. Op dit moment is de Aarde al met 0,85 graden opgewarmd sinds het pre-industriële tijdperk.
Wanneer we op de huidige voet doorgaan, dan hebben we al in 2034 voldoende CO2 uitgestoten om de grens van 2 graden te doorbreken. Volgens wetenschappers zal de Aarde met 2 graden Celsius opwarmen bij een CO2-concentratie in de atmosfeer van rond de 450 parts per million (ppm). Inmiddels kwam de CO2-concentratie in het voorjaar van 2013 voor het eerst boven de 400 ppm. De laatste keer dat de concentratie zo hoog was is zo’n 3 miljoen jaar geleden, toen er kamelen in noordelijk Canada rondliepen.
Als we op de huidige weg doorgaan met de uitstoot van broeikasgassen, is een temperatuurstijging van 3-4 graden ten opzichte van het pre-industriële tijdperk in de tweede helft van deze eeuw de realiteit.
Een dergelijke opwarming lijkt gering, maar heeft grote gevolgen: langere en extremere hitte, stormen en overstromingen, droogtes, bosbranden en verwoestijning, zeespiegelstijging en massaal uitsterven van diersoorten. Omstandigheden die het leven op Aarde zeer onaangenaam en gevaarlijk zullen maken, ook omdat het de vraag is of het in dergelijke extreme omstandigheden mogelijk zal blijven om de wereldbevolking te voeden. De Wereldbank heeft sinds 2012 in drie rapporten (1, 2, 3) onder de titel Turn Down the Heat een uitgebreid overzicht gegeven van de gevolgen voor het leven op Aarde bij 4 graden opwarming.
GEVOLGEN VAN 4 GRADEN OPWARMING
Hittegolven komen steeds vaker voor en zullen nog intenser worden. Hittegolven zoals die in Rusland in 2010 zijn niet langer uitzondering maar worden de regel. Enkele gevolgen: sterfte door hitte, bosbranden en oogstverliezen. Gedurende bepaalde periodes in het jaar zal het op sommige plaatsen in de wereld medisch onverantwoord zijn om naar buiten te gaan.
Het weer wordt nog grilliger met zowel meer overstromingen als droogtes. Overstromingen kunnen naast schade aan infrastructuur ook verontreinigingen en ziektes meebrengen, met gevolgen als diarree en aandoeningen aan de luchtwegen.
VOEDSELZEKERHEID
De extreme weersomstandigheden zullen grote gevolgen hebben voor landbouwopbrengsten overal ter wereld en daarmee de wereldvoedselvoorziening ernstig onder druk zetten. Onderzoek laat zien dat sommige gewassen zelfs bij 1 graden opwarming al 20% minder oogst geven. Bij 4 graden opwarming is de verwachting dat veel oogsten volledig ineen zullen klappen.
Droogtes, overstromingen, mislukte oogsten en stromen vluchtelingen als gevolg van onbewoonbaar geworden land zullen de druk verhogen in gebieden die kwetsbaar zijn voor massamigraties, onrust en gewapende conflicten. Het Amerikaanse leger noemt klimaatverandering als de grootste bedreiging voor de veiligheid van de Verenigde Staten in de 21e eeuw.
Opwarming heeft ook verschillende negatieve gevolgen voor de volksgezondheid. Werken in de buitenlucht zal moeilijk worden in gebieden met zowel hoge temperaturen als een hoge luchtvochtigheid. Veranderingen in temperatuur en neerslag bevorderen ook de verspreiding van ziektes zoals malaria en knokkelkoorts.
Voor het einde van de 21 eeuw kunnen we 50 centimeter tot één meter zeespiegelstijging verwachten, en mogelijk meer. De zeespiegelstijging houdt echter niet aan het einde van deze eeuw op. Verschillende onderzoeken wijzen erop dat huidige emissies op de lange termijn een totale stijging van 9 meter onvermijdelijk maken. Een deel van deze stijging is afkomstig van de ijskap op Groenland. Wanneer het Groenlandijs een bepaalde grens van opwarming passeert (tussen de 1 en 4 graden Celsius), is het totale volume van dit ijs goed voor 7 meter zeespiegelstijging.
Waar bij 2 graden opwarming de beschikbaarheid van zoetwater op veel plaatsen met 20% daalt, kan dat bij 4 graden zelfs verminderen tot 50%. Bijvoorbeeld in Zuid-Azië zal men te maken krijgen met lange perioden van droogte en veranderende moessonregens.
ECOSYSTEMEN
Verlies van biodiversiteit en daarmee ecosysteemdiensten waar de mens van afhankelijk is (bijvoorbeeld kustbescherming en visserij). Tussen de 20% en 30% van de plant- en diersoorten wordt met uitsterven bedreigd bij een opwarming boven de 2-3 graden Celsius. Bovendien zullen soorten zo’n 10 tot 100 keer sneller uitsterven dan in de recente geschiedenis. Dit dramatische verlies aan biodiversiteit en natuur heeft ook grote gevolgen voor de economie. In een uitgebreid onderzoek naar de waarde van ecosysteemdiensten wordt bijvoorbeeld geschat dat het halveren van de ontbossingssnelheden $3,7 biljoen zal besparen in de vorm van vermeden broeikasgasemissies. Volgens het zelfde onderzoek is de bestuiving door insecten wereldwijd €153 miljard waard. In totaal wordt het wereldwijde verlies aan ecosysteemdiensten op €50 miljard per jaar geschat en zou in 2050 alleen al het verlies aan biodiversiteit op land 7% van het mondiale BBP kunnen kosten.
Grote delen van de oerwouden en andere bosrijke gebieden zullen verloren gaan als gevolg van bosbranden, droogtes, en toenemende kap voor het uitbreiden van landbouwgronden die als gevolg van klimaatverandering elders verloren zijn gegaan.
Koraalriffen zullen door de verzuring van de oceanen waarschijnlijk volledig afsterven. Mensen die afhankelijk zijn van het koraal voor voedsel, inkomen, toerisme en kustbescherming voelen de gevolgen ver voordat de 4 graden is bereikt.
Dit (en meer) zijn allemaal voorspelbare gevolgen van een opwarming van 4 °C ten opzichte van het pre-industriële tijdperk. Deze gevolgen interacteren met elkaar en hebben ook zelf weer een effect op klimaatverandering. Deze feedback-effecten van klimaatveranderingen op het klimaat zijn maar moeilijk te voorspellen, maar wetenschappers waarschuwen dat ze kunnen leiden tot abrupte klimaatverandering. Denk hierbij bijvoorbeeld aan het afsmelten van de grote ijskappen, het vrijkomen van methaan uit permafrost, veengronden en de oceaanbodem, structurele veranderingen in ecosystemen, en het afsterven van het Amazoneregenwoud. Dit soort gebeurtenissen zouden ertoe kunnen leiden dat temperaturen worden bereikt van ver boven de 4 graden.
Dit is de wereld waar de voorzitter van het IMF over sprak toen zij in een toespraak voor een zaal vol wereldleiders zei: “We should make no mistake. Without concerted actions, the next generation will be roasted, toasted, fried and grilled.”
Ongeveer eenderde van de CO₂ die we uitstoten wordt door de oceanen opgenomen. Als CO₂ oplost in water vormt het een zwak zuur, genaamd koolzuur. Daardoor worden de oceanen zuurder: de zuurgraad neemt toe en de ‘pH-waarde‘ (een maat om de zuurgraad uit te drukken) daalt. Sinds de industriële revolutie is de zuurgraad van de oceanen met 30% gestegen. De afgelopen decennia steeg de zuurgraad van de oceanen 100 keer sneller dan in de laatste 55 miljoen jaar is voorgekomen. Als we niets doen tegen klimaatverandering zal de verzuring tegen het einde van deze eeuw met 150% kunnen zijn toegenomen ten opzichte van het pre-industriële tijdperk. Dat zou de grootste en snelste verzuring zijn die de oceanen hebben meegemaakt in meer dan 300 miljoen jaar.
Oceaanverzuring heeft grote gevolgen voor het leven onder water. Het zuurdere water zorgt ervoor dat koralen, schelpdieren en andere wezens moeilijker of langzamer groeien, misvormd raken, of dat zelfs hun skeletten oplossen. Er zijn ook gevolgen voor onder andere de werking van maritieme ecosystemen, visserijen, voedselzekerheid, bescherming van kustgebieden, en toerisme. Alleen al de kosten van productieverlies van weekdieren (bijvoorbeeld mosselen) door oceaanverzuring zal tegen het eind van deze eeuw tegen de 100 miljard dollar kunnen lopen.
De National Resources Defense Council maakte een goede video over deze gevolgen van oceaanverzuring.
Als gevolg van de opwarmende aarde smelt wereldwijd ijs, zowel op land, in de zee als in de bergen. NASA heeft een interactieve tool gemaakt om het smelten van zee-ijs in het noordpoolgebied, van gletsjers, en van de ijskappen op Groenland en Antarctica in kaart te brengen. National Geographic heeft een interactieve kaart die laat zien hoe onze kusten eruit zouden zien als al het ijs op Aarde zou smelten. Nederland zou dan voor het grootste deel onder water zijn verdwenen.
SMELTEND ZEE-IJS
Het zee-ijs rondom de Noordpool verdwijnt snel. Zowel oppervlak als volume van het ijs nemen af. Smeltend zee-ijs zorgt weliswaar niet voor een stijging van de zeespiegel (vergelijk het met een ijsblokje in een glas water, als dat smelt loopt je glas niet over), maar heeft wel verscheidene andere gevolgen. Een belangrijk effect is een zogenaamde ‘positive feedback‘: een zichzelf versterkend proces. Het zit zo: zee-ijs reflecteert veel zonlicht. Als zee-ijs smelt komt daar donker water voor in de plaats, wat veel minder zonlicht weerkaatst en juist warmte opneemt. Hierdoor kan nog meer ijs smelten, de aarde verder opwarmen, et cetera. Minder zee-ijs betekent voor mensen die in het noordpoolgebied leven een verandering die hun traditionele manier van leven bemoeilijkt. En dan zijn er nog allerlei politiek-economische gevolgen, zoals nieuwe scheepvaartroutes en de winning van bijvoorbeeld olie. Bij verbranding van die fossiele brandstoffen zal de CO2-concentratie weer toenemen en de Aarde verder opwarmen.
SMELTENDE GLETSJERS
Vrijwel alle gletsjers smelten wereldwijd, waardoor lengte, oppervlakte, volume en massa slinken. Dit heeft onder andere veel negatieve gevolgen voor de watervoorziening van de gebieden die zich beneden deze gletsjers bevinden. De film Chasing Ice brengt het verdwijnen van gletsjers erg mooi in beeld. Filmmaker James Balog verteld in een TED-talk over het maken van de film.
SMELTENDE IJSKAPPEN OP GROENLAND EN ANTARCTICA
De ijskappen op zowel Groenland als Antarctica waren in 2014 regelmatig in het nieuws. Zo kwamen onderzoekers erachter dat er op de bodem van Groenland diepe kanalen bestaan die zich onder zeeniveau bevinden. Hierdoor is de Groenlandse ijskap waarschijnlijk gevoeliger voor opwarmend oceaanwater dan eerder gedacht. Hoe gevoelig? Volgens een andere studie zou de grens voor instorting van de Groenlandse ijskap al op een paar graden temperatuurstijging boven het pre-industriële tijdperk kunnen liggen. Zo’n 400.000 jaar geleden zorgde Groenland daarmee voor 4,5 tot 6 meter zeespiegelstijging.
Het ijs op Groenland is goed voor 7 meter zeespiegelstijging, als het allemaal zou smelten. Aan de andere kant van de Aarde bevindt zich echter een veel grotere ijskap: Antarctica, in totaal goed voor een mondiale zeespiegelstijging van 57 meter. Het is niet waarschijnlijk dat al het ijs op Antarctica smelt, maar de bijdrage aan de zeespiegel van het meest gevoelige deel, West-Antarctica, wordt geschat op 3 tot 4 meter. Europese satellieten lieten onlangs zien dat Antarctica twee keer zo veel ijs verliest als tussen 1992 en 2011, wat de zeespiegel met 0,45 millimeter per jaar doet stijgen. Het grootste deel (87%) van dat verlies vindt plaats in West-Antarctica. Sommige gletsjers in die regio verliezen per jaar 4 tot 8 meter aan ijs (‘Pine Island’, ‘Thwaites’ en ‘Smith’ gletsjers). Alleen al het ijs van de Thwaites gletsjer kan de zeespiegel 60 centimeter laten stijgen, maar de rest van de West-Antarctische ijskap (3 tot 4 meter) ligt nog achter die ‘dam‘. Volgens twee andere studies (1,2) is zelfs de instorting van de ijskap op West-Antarctica begonnen als gevolg van stijgende temperaturen. Dit proces is waarschijnlijk niet meer te stoppen en onomkeerbaar, maar het duurt wel eeuwen tot millennia. Voor meer onderzoek naar de smeltende ijskappen op Groenland en Antarctica, zie 1, 2, en 3.
ONTDOOIENDE PERMAFROST
Door de opwarming ontdooit de permafrost in gebieden zoals noordelijk Rusland. Permafrost is permanent bevroren grond, waarin enorme hoeveelheden koolstof zijn opgeslagen. Als permafrost ontdooit, kunnen de in de bodem aanwezige micro-organismen de koolstof omzetten in methaan of CO2. Beide broeikasgassen dragen bij aan verdere opwarming en daarmee ook aan het verder ontdooien van permafrost: nog een positieve feedback dus waardoor het klimaat uiteindelijk sneller en oncontroleerbaar dreigt te veranderen. Het ontdooien van permafrost heeft daarnaast effect op infrastructuur (wegen en huizen verzakken) en op dieren en planten in het gebied. De Wereldbank waarschuwde onlangs nog dat alleen al in Rusland tegen 2050 tot 30% meer methaan in de atmosfeer terecht zal komen als gevolg van permafrost ontdooiing, als we op het huidige tempo CO2 blijven uitstoten.
Zeespiegelstijging heeft verschillende oorzaken: het opwarmen van de oceanen waardoor water uitzet, het smelten van gletsjers op land en het smelten van grote ijskappen op Antarctica en Groenland. De eerste twee, het uitzetten van water en het smelten van gletsjers, nemen volgens waarnemingen sinds 1971 het grootste deel voor hun rekening: samen 75%. De bijdrage van het smeltende ijs op Groenland en Antarctica groeit reeds sinds begin jaren ‘90. Inmiddels is bijvoorbeeld duidelijk geworden dat de West-Antarctische ijskap grotendeels onherroepelijk aan het smelten is, en dat de mens dat proces versnelt omdat warmer water de ijskappen van onderaf opwarmt. Op de lange termijn vertaalt dat zich in een extra zeespiegelstijging van nog eens 4 meter. Als het ijs op Groenland smelt vertaalt dat zich in een extra zeespiegelstijging van 7 meter.
De snelheid waarmee de zeespiegel stijgt is de afgelopen eeuw toegenomen en ligt nu op 3,3 millimeter per jaar. De NASA Climate Time Machine heeft een interactieve kaart gemaakt waarop voor iedere meter zeespiegelstijging de gevolgen voor Nederland worden weergegeven.
Het IPCC, kort voor Intergovernmental Panel on Climate Change, wordt vaak genoemd in discussies over klimaatverandering. Deze wetenschappelijke organisatie, is in 1988 opgericht door het United Nations Environment Programme (UNEP) en de World Meteorological Organization (WMO). Datzelfde jaar ondersteunde de Algemene Vergadering van de Verenigde Naties de oprichting. Bij aanvang was het doel om via drie werkgroepen (‘WG’) en op basis van de beschikbare wetenschappelijke literatuur de stand van zaken te geven over de wetenschap van klimaatverandering (WG I); de socio-economische gevolgen (WG II); en mogelijke antwoorden (response strategies) op deze veranderingen (WG III). Tegenwoordig is de rol van het IPCC iets anders geformuleerd, maar de werkgroepen zijn er nog steeds:
“…to assess on a comprehensive, objective, open and transparent basis the scientific, technical and socio-economic information relevant to understanding the scientific basis of risk of human-induced climate change, its potential impacts and options for adaptation and mitigation. IPCC reports should be neutral with respect to policy, although they may need to deal objectively with scientific, technical and socio-economic factors relevant to the application of particular policies.”
RAPPORTEN
Zo’n overzicht van de wetenschappelijke literatuur, waarin alle beschikbare kennis gewikt en gewogen wordt en wat als doel heeft beleid te informeren (policy-informing) en niet voor te schrijven (policy-prescriptive) wordt een ‘assessment‘ genoemd. De rapporten die om de 5 jaar verschijnen (de eerste verscheen in 1990) heten dan ook ‘Assesment Reports‘ (‘AR’). Verspreid over 2013 en 2014 verschenen de verschillende rapporten van AR5, het vijfde assessment report. Het IPCC doet hiervoor zelf geen onderzoek maar schrijft de rapporten op basis van al bestaande en meest recente wetenschappelijke onderzoeken. Het IPCC is er dus om als onafhankelijke organisatie alle klimaatwetenschappelijke publicaties te beoordelen en er conclusies aan te verbinden. Het presenteren van de bevindingen van het IPCC als slechts één mening geeft daarom een vertekend beeld. De bevindingen zoals neergelegd in de rapporten van het IPCC zijn een weergave van alle beschikbare kennis over het klimaat; de ultieme samenvatting. Het is vervolgens niet aan het IPCC maar aan de lidstaten zelf om iets met die informatie te doen.
Duizenden wetenschappers van over de hele wereld en van alle relevante disciplines zijn bij het uitgebreide proces van rapporten schrijven betrokken. Dat doen ze geheel vrijwillig; ze krijgen er niet voor betaald. Het schrijven is een lang proces met meerdere review-rondes, waarin externe experts en de nationale overheden de rapporten uitgebreid checken en van commentaar voorzien. Om een idee te geven van de hoeveelheid aan expertise en precisie van zo’n IPCC klimaatrapport: aan alleen al het eerste deel van het meest recente rapport is jarenlang geschreven door 259 van de beste specialisten (maar liefst 977 auteurs wilden meeschrijven). Het team verwerkte in totaal 54.677 commentaren van 38 overheden en 1089 experts. Het uiteindelijke rapport beslaat 1535 pagina’s, en elke tekstregel van de samenvatting voor beleidsmakers (Summary for Policymakers, SPM) is goedgekeurd door 195 overheden die lid zijn van het IPCC ( – het IPCC is intergovernmental, wat betekent dat alle landen die lid zijn van de VN en de WMO lid mogen worden).
EERDER TE VOORZICHTIG DAN ALARMISTISCH
De SPM is overigens weliswaar een samenvatting voor beleidsmakers, maar ook die is geschreven door de wetenschappers. De tekst moet regel voor regel door alle nationale overheden goedgekeurd worden. Als er in dat proces iets in de SPM-tekst ontstaat wat wetenschappelijk niet klopt met wat in de onderliggende hoofdstukken is geschreven, kunnen de wetenschappers hun vetorecht uitoefenen om de wetenschappelijke kwaliteit te waarborgen. Toch vinden sommigen (inclusief wetenschappers) dat deze werkwijze tot afzwakking van de conclusies leidt, met name door de review door nationale overheden. Het IPCC is dus in haar bewoordingen eerder te voorzichtig dan alarmistisch.
Ondanks de uitgebreide werkwijze met alle ruimte voor feedback komt er wel eens commentaar op de rapporten en werkwijze van het IPCC. Daarom is het de afgelopen jaren aan uitgebreide evaluaties onderworpen: wat gaat goed, wat kan beter? Zo werd in 2011 het beleid aangescherpt en toetsten andere partijen het werk van het IPCC. De conclusies bleven ook na al die evaluaties overeind.
Een tipping point is een kantelpunt. Bijvoorbeeld het punt waarop de ijskappen te klein zijn geworden en niet langer het oceaanwater afkoelen. Grist.org legt het duidelijk en beeldend uit.
020 – 33 00 566
