Klimaatverandering in de 21 ste eeuw

Transcriptie

1 Waterstaat Klimaatverandering in de 21 ste eeuw Reinout Boers KNMI [Dank aan Peter Siegmund, KNMI en Bart Verheggen, PBL]

2 Inhoud Warmt de aarde op? Komt dat door de mens? Wat is het bewijs? Wat brengt de toekomst? Wat betekent dit mondiaal? Wat betekent dit voor Nederland? Hoe verloopt de communicatie met de samenleving en [de dialoog met klimaatsceptici]? 2

3 Warmt de aarde op? En komt dat door de mens? 3

4 De wetenschappelijke positie is niet veel veranderd in de laatste 3 decennia Diverse studies wijzen op een consensus dat menselijke verbranding van fossiele brandstoffen en verandering in landgebruik zal resulteren in klimaatverandering National Academy of Sciences Archives, An Evaluation of the Evidence for CO2-Induced Climate Change 1979 Opgericht in antwoord op toenemend bewijs dat de aarde opwarmt International Panel on Climate Change 1988 Opwarming aarde uiterst waarschijnlijk door de mens International Panel on Climate Change

5 De fundamentele natuurkunde van het broeikaseffect is al bijna twee eeuwen oud! 1) Fourier (1826): De atmosfeer is transparant voor zonnestraling maar niet voor aardse straling. 2) Tyndall (1861): Waterdamp en CO 2 zijn broeikasgassen. 3) Arrhenius (1896): Berekening van temperatuurtoename bij verdubbeling van CO2: 6 degrees [is een beetje veel]. 5

6 Broeikaseffect Broeikasgassen absorberen warmtestraling. Minder energie ontsnapt naar de ruimte. Aarde is warmer dan het anders zou zijn. Door menselijk toedoen meer broeikasgassen; Aarde houdt dus nog meer energie vast en warmt op. 6

7 Observaties van de toegenomen CO2 concentratie Charles Keeling Baseline van voor de industriele revolutie is 270 ppm 31 oktober 2017: ppm 7

8 Het klimaatsysteem, conceptueel Klimaat forceringen (CO2...) Feedbacks (waterdamp..) stralingsforcering stralingsbalans Temperatuurstijging klimaatimpact 8

9 CO2 bronnen en putten 9

10 De stralingsforcering in de tijd 10

11 Bewijs van klimaatverandering 1) Toename in temperatuur; 2) Toename in neerslag; 3) Toename in waterdamp; 4) Zeespiegelstijging; 5) Afname van gletsjers; 6) Afname in arctisch zeeijs. 11

12 Wat zijn de mondiale effecten? Wat zijn de effecten in Nederland? Een paar voorbeelden. 12

13 Mondiale temperatuur toename sinds

14 Een1000-jaar perspectief op de mondiale temperatuur toename: de hockey stick curve 14

15 Waargenomen afname in arctische zeeijsbedekking 15

16 Waargenomen zeespiegelstijging sinds

17 Zeespiegelstijging sinds 500 BC Historical Global Mean Sea Level Rise 17

18 Waargenomen veranderingen in Nederland Gem. jaartemperatuur : + 1,8 C 18

19 Waargenomen veranderingen in Nederland Gemiddelde jaarneerslag

20 Wat brengt de toekomst? Modellen en scenarios 20

21 Bouwstenen van modellen van de atmosfeer 21

22 Modelontwikkeling 22

23 Temperature Change (C) Scenarios van toekomstige temperatuurstijging

24 Bijdrages tot onzekerheid in toekomstige temperatuurstijging 24

25 Hoeveel stijgt de temperatuur als CO 2 verdubbelt? 25 Beste schatting: 3ºC Tussen: 2-4.5ºC, gebaseerd op modelgevoeligheidsstudies

26 Implicaties van het 2C-doel van het Parijsaccoord Limiet van 2 C betekent: CO 2 mag tot 450 ppm stijgen Wordt bereikt in minder dan 20 jaar 26

27 Het Parijsakkoord, de urgentie van het probleem: CO 2 emissies en temperatuurstijging INDC: Intended Nationally Determined Contributions 27

28 NL emissies ( illustratief, quantiatief niet correct) Het Parijsakkoord en Rutte III Evaluatie van het regeerakkoord (Koelemeijer et al, 2017, PBL, ECN) Rutte III 0 49% reductie: Met de beoogde maatregelen kan de helft van deze opgave worden overbrugd. Er moeten aanvullend maatregelen genomen worden in een nieuw klimaat- en energieakkoord. 28

29 Het Arctische zeeijs verdwijnt en ijskap van Groenland smelt 29

30 hoogte Waarom de ijskap van Groenland wegsmelt Berekende grenswaarde voor T-stijging = 1.6 graden Celsius ( C, 95% betrouwbaarheid, Robinson et al., Nature Clim. Ch., 2012). Consensus is dat we 1.5 graden Celsius in ieder geval gaan overstijgen. T 3 >T 2 >T 1 30 T 1 T 2 T 3 temperatuur

31 Wat kunnen we in Nederland verwachten? De korte termijn ( jaar) 31

32 Dia 32, Gemeentewerken 2010, 24 juni 2010

33 Temperatuur Dia 33, Gemeentewerken 2010, 24 juni 2010

34 Neerslag Dia 34, Gemeentewerken 2010, 24 juni 2010

35 Zeespiegelstijging Dia 35, Gemeentewerken 2010, 24 juni 2010

36 In 2050 is de winter in Amsterdam hetzelfde als nu in Bordeaux 36

37 Temperatuur extremen 37

38 Orkaanbanen in de toekomst 38

39 Meer extreme buien door opwarming (+2 graden Celsius) 39

40 Nederland wordt sneller warmer dan het mondiale gemiddelde meer wind uit het westen in winter en vroege lente meer straling in lente en zomer 40

41 Wat kunnen we in Nederland verwachten? Wat kunnen we in Nederland verwachten op de lange termijn ( jaar) De lange termijn ( jaar) Grootste probleem: Zeespiegelstijging 41

42 Lange-termijn perspectief Mondiaal gemiddelde zeespiegelstijging na 5000 jaar Thermische expansie Gletsjers en ijskappen Groenland 3 meter 0.4 meter 4 meter Antarctica 40 meter 42 ~47 meters Leeuwarden, 16 november 2017,

43 Noordwest Europe in jaar 43

44 Hoe verloopt de communicatie met de politiek, samenleving en met klimaatsceptici? 44

45 Probleem bij communicatie van klimaatverandering 45

46 Politiek beweegt op basis van consensus in de samenleving, niet op basis van consensus in de wetenschap 46

47 Kritisch blijven: het onderscheid tussen wetenschappelijk en publiek / politiek debat Scientific debate Public debate 47

48 Belangrijkste argumenten van klimaatsceptici 1) Er is geen consensus tussen de wetenschappers 2) Klimaatwetenschap is gewoon een andere mening 48

49 Consensus percentage Dertigjarige (97%) consensus tussen wetenschappers over de oorzaak en gevolg van de uitstoot van broeikasgassen N aar: Consensus on consensus: a synthesis of consensus estimates on human-caused global warming John C ooke et al. P ublished 1 3 A pril IOP P ublishing Ltd E nvironmental Research Letters, V olume 1 1, N umber 4 49

50 Verschil in consensus over de invloed van de mens op het klimaat: experts versus samenleving/politiek Climate scientist position General public and politician position From: Consensus on consensus: a synthesis of consensus estimates on human-caused global warming John Cook et al, 2016 Published 13 April IOP Publishing Ltd Environmental Research Letters, Volume 11, Number 4 50

51 Het belang van de media Wetenschappelijk bewijs Media aandacht Publieke perceptie 51

52 Geloof / overtuiging leidt tot Confirmation Bias Ik geloof niet in klimaatverandering Ik geloof niet in thermometers Het KNMI wil alleen maar meer budget Contrary to the rules of philosophers of science, who advise testing hypotheses by trying to refute them, people seek data that are likely to be compatible with the beliefs they currently hold. Daniel Kahneman, Nobel Prize Winner in Economics,

53 Waar Confirmation Bias tot leidt.. Mensen zoeken naar feiten die hun geloof bevestigen 53

54 (Half)-inhoudelijke argumenten van klimaatsceptici. [er zijn meer dan 150 van geproduceerd] 1) De opwarming is opgehouden; 2) De opwarming is het gevolg van verstedelijking; 3) Er zijn grote verschillen tussen satelliet- en grondwaarnemingen; 4) Methodes om de opwarming te meten zijn fout; 5) Klimaatverandering is van alle tijden, dus waar praten we over; 6) In de 13de eeuw was het zo warm als nu, dus is er niets aan de hand; 7) Zonneactiviteit is de oorzaak van klimaatverandering; 8) Waterdamp is een veel belangrijker broeikasgas dan CO2, dus stijging van CO2 maakt niet uit; 54

55 Vervolg (half)-inhoudelijke argumenten van klimaatsceptici 9) Anthropogene uitstoot van CO2 is veel kleiner dan de natuurlijke uitstoot, dus het maakt geen verschil; 10) De concentratie van CO2 is 0.04 %, dus het maakt geen verschil; 11) Zeespiegelstijging is het naijlen van de laatste ijstijd; 12) Het wordt warmer omdat we fossiele branstof opmaken, dus als we ermee ophouden wordt het kouder; 13) Hoe kun je het klimaat voorspellen als je niet eens het weer 10 dagen vooruit kunt voorspellen? 14) Klimaatvoorspelling wordt gedaan door modellen, maar de werkelijkheid is veel complexer. Dus zijn de voorspelling niet te vertrouwen; 15) De tropische atmopsfeer is bijna niet te voorspellen met klimaatmodellen, dus kunnen ze niet gebruikt worden om het klimaat te voorspellen; 16) Uiteindelijk is het netto effect van klimaatverandering positief. 55

56 Conclusies Het wetenschappelijke process 1) Wetenschap is gebaseerd op kritische evaluatie van beschikbaar bewijs in de context van beschikbare kennis 2) Meer kennis bevestigt (en stabiliseert) het bestaande beeld van klimaatverandering 3) Bevestiging leidt tot groeiende consensus over de richting en timing van klimaatverandering 56

57 Conclusies The big picture: Wat weten we? Broeikasgassen houden straling vast in de atmosfeer; De concentratie van broeikasgassen is toegenomen door menselijke activiteiten; De Aarde warmt op; Natuurlijke factoren zijn onvoldoende om de opwarming te verklaren; Meer opwarming > meer negatieve effecten. 57

58 Extra slides 1. Ontkrachting van diverse klimaatmythes 2. Voorbeelden van impact van klimaatverandering op NL 3. Zwaartekracht en zeespiegelstijging 58

59 Ontkrachting van diverse klimaatmythes 59

60 Urban Heat Island effect (stadseffect) Locatie van steden (uitgestraald nachtlicht) Locatie van opwarming (opwarming t.o.v ) Dezelfde trend voor: lichte en donkere stations goede en slechte stations dichtbevolkte en dunbevolkte stations (bijv. Arctisch gebied) hoge en lage windsnelheden satellieten en grondmetingen Mythe: De opwarming wordt veroorzaakt door het stadseffect 60 Hansen, 2010; Menne, 2009; Parker, 2010

61 Satellieten en grondmetingen laten dezelfde opwarming zien Mythe: Er zijn grote verschillen tussen metingen van satellieten en op de grond 61

62 Verschillende methoden komen tot hetzelfde resultaat Mythe: Methode om opwarming te bepalen klopt niet 62

63 Was het warmer in de middeleeuwen? Maakt dat wat uit? Mythe: Het was in de dertiende eeuw net zo warm als nu, en dus is het natuurlijk 63

64 Variatie in zonnesterkte over laatste 400 jaar Kleine ijstijd Mythe: Opwarming komt door de zon 64

65 Geen variatie in de zon laatste 50 jaar Mythe: Opwarming komt door de zon 65

66 Natuurlijke broeikaseffect: 18 graden door waterdamp 7 graden door wolken 6 graden door CO2 CO 2 of waterdamp? 2 graden door andere broeikasgassen Waterdamp en wolken reageren snel op temperatuur condensatie en precipitatie, dus feedback in plaats van forcing agent CO2 levert het raamwerk voor het broeikaseffect Zonder CO2 zou het broeikaseffect van waterdamp en wolken verdwijnen Mythe: Waterdamp is het belangrijkste broeikasgas en dus kan CO2 niet veel uitmaken 66

67 CO 2 emissies: Waar komen ze vandaan? 80% 20% - Verbranding van fossiele brandstoffen (isotopische vingerafdruk ) - Ontbossing en veranderd landgebruik Mythe: De menselijke CO2 emissie is slechts een fractie van de natuurlijke uitstoot en kan dus geen effect hebben 67

68 CO 2 concentratie 0.04%, waar hebben we het over? 99.6% van gassen absorbeert geen infrarode straling Dankzij natuurlijk broeikaseffect is de aarde 33 graden warmer dan het anders zou zijn Versterkt broeikaseffect gemeten vanuit de ruimte en vanaf de grond Voor waterdamp zou hetzelfde moeten gelden Mythe: De concentratie CO2 is minder dan 0.04% en kan dus geen effect hebben. 68

69 Zeespiegelstijging vanaf laatste ijstijd Mythe: Zeespiegelstijging is het na-ijl effect van de ijstijden 69

70 Emissie (Gton per jaar) Concentratie (ppm) CO 2 concentratie kan slechts langzaam worden verlaagd: Is niet reactief, slecht oplosbaar, stabiele verbinding. CO 2 opname door 1) Oceanen (honderden jaren) 2) Kalkgesteente (duizenden jaren) concentratie 3) Verwering (tienduizenden jaren) emissie Year Tans, 2009 Mythe: Het wordt warmer door het verbranden van fossiele brandstoffen, als we daarmee stoppen wordt het weer kouder 70

71 Weer versus Klimaat Weer: hoe de condities veranderen van dag tot dag of zelfs jaar tot jaar Onvoorspelbaar op lange termijn Klimaat: lange termijn gemiddelde van het weer (over ~30 jaar) Voorspelbaar op lange termijn of: De kans op het zich voordoen van bepaalde weerscondities Climate is what you expect, weather is what you get Mythe: We kunnen het weer niet eens een week vooruit voorspellen, laat staan het klimaat 71

72 Geobserveerde en gemodelleerde opwarming Natuurlijke en menselijke oorzaken Alleen natuurlijke oorzaken Observaties in zwart; Model in kleur IPCC, 2007 Mythe: Klimaatprognoses zijn de uitkomst van modellen, maar modellen zijn alleen een setje berekeningen, het echte klimaat is veel ingewikkelder 72

73 Aerosolen maskeren opwarming Zonder aerosolen Alle factoren Alleen aerosolen 73 Boucher et al., 2011

74 De toekomst met vertrouwen tegemoet? Mythe: De effecten van klimaatverandering zijn per saldo positief 74

75 Voorbeelden van impact van klimaatverandering op NL 75

76 Impact voorbeeld 1: Heating degree days 76

77 Impact voorbeeld 2: Start van groeiseizoen 77

78 Verdere uitleg van zeespiegelstijging op de lange termijn 78

79 Temperatuur, zeespiegel blijven stijgen lang nadat de emissies zijn verminderd 79

80 Dichtbevolkte gebieden die getroffen worden door zeespiegelstijging Percentage van Bevolking levend in gebied dat onderloopt Clark et al, Feb 2016, Nature Climate Change % van Nederland zal op termijn onder water verdwijnen

81 Effect van zwaartekracht op zeespiegstijging 81

82 Verandering in zwaartekracht en de impact op zeespiegelstijging in Nederland Groenland of Antarctica IJskap ±20 60 (rigid Earth) NL t.o.v. Groenland NL t.o.v. Antarctica 82