Er zijn veel aanhoudende tekenen dat de planeet opwarmt, zelfs 'in brand'.
In de westelijke regio van Noord-Amerika heeft de langdurige droogte geleid tot hoge temperaturen en vele bosbranden, van Canada en het noordwesten eerder deze zomer naar Californië meer recentelijk. De Stille Oceaan is zeer actief met orkanen, tyfonen en tropische cyclonen, en met verschillende schadelijke hits in Japan, China en Taiwan in het bijzonder. Tot dusverre is het tropische stormseizoen in de Atlantische Oceaan dat wel rustig.
Wereldwijd hebben oppervlaktetemperaturen recordhoge waarden ingesteld (zie onderstaande afbeelding). Amerikaanse temperaturen dit jaar zijn ver boven het normale als geheel, hardlopen 1.7 Fahrenheit boven het gemiddelde van de 20e eeuw (tot en met juli: de 10th hoogste op record). De neerslag was echter ruim boven het gemiddelde in een groot deel van het land buiten het westen, waardoor de temperaturen lager waren dan anders het geval zou zijn geweest (vanwege meer verdamping door wolk en verdamping).
Dus wat is er aan de hand? Verhoogde opwarming wordt verwacht omdat menselijke activiteiten leiden tot toename van broeikasgassen die warmte vangen, voornamelijk koolstofdioxide door verbranding van fossiele brandstoffen. En inderdaad, de wereldwijde gemiddelde oppervlaktetemperatuur (GMST) is vrij gestaag gestegen: elk decennium na de 1960s was warmer dan de vorigeen het decennium van de 2000s was veruit het warmst; zie figuur.
Tegelijkertijd is het snel duidelijk dat er variabiliteit in GMST is van jaar tot jaar en van decennium tot decennium. Dit wordt verwacht en staat bekend grotendeels voort te komen uit interne natuurlijke variabiliteit. Terwijl de snelheid van de verhoging van de oppervlaktetemperatuur meestal opwaarts is gestegen vanaf ongeveer 1920 en de recente snelheid is niet uit de pas over het algemeen, er zijn twee hiatus-intervallen met veel lagere temperatuurverhogingen. De eerste was van ongeveer 1943 tot 1975, en de tweede was van 1999 tot 2013.
In een papier met de titel Has There Been a Global Warming Hiatus ?, vind ik dat natuurlijke variabiliteit door interacties tussen de oceanen, atmosfeer, land en ijs de opwaartse trend van de wereldwijde temperaturen gemakkelijk kan maskeren. Voor klimaatwetenschappers om klimaatmodellen te verbeteren, is een beter begrip van deze variaties en hun effect op de mondiale temperatuur essentieel.
Hiatus Revisited
Het warmste jaar in de 20 eeuw was 1998. Sindsdien is er echter kennelijk geen toename van GMST van 1998 via 2013. Dit is bekend geworden als de "hiaat. "Hoewel de 2005- en 2010 GMST-waarden de 1998-waarde iets overschreden, vertraagde de trend aanzienlijk tot 2014, wat nu het warmste jaar op de plaat is. Bovendien zijn er uitstekende vooruitzichten dat 2015 dat record zal doorbreken - de afgelopen 12 maanden tot en met juni zijn 2015 inderdaad de warmste 12-maanden op record (zie figuur). Het lijkt erop dat de onderbreking voorbij is!
Wereldwijd gemiddelde oppervlaktetemperaturen op jaarbasis van NOAA, na 1920, ten opzichte van het gemiddelde van de 20e eeuw. De seizoenen worden gedefinieerd als december-februari, enzovoort. Een 20-term Gauss-filter wordt gebruikt om de decadale variaties weer te geven (zware zwarte curve). (midden) De seizoensgemiddelde Pacific Decadal Oscillation (PDO) afwijkingen, in eenheden van standaarddeviatie. De positieve (roze) en negatieve (lichtblauwe) PDO-regimes zijn in de figuur aangegeven. (onder) Decimaal gemiddelde anomalieën (beginnend 1921-1930) van GMST (groen) samen met stuksgewijze hellingen van GMST voor de fasen van de PDO (geel). Kevin Trenberth / Data van NOAA, auteur verstrekt
El Niño en Pacific Decadal Oscillation (PDO)
Een nadere blik op de gebeurtenissen tijdens deze hiaatperioden belicht de rol van natuurlijke variabiliteit in de langetermijntrend van het broeikaseffect.
Het jaar waarin 1998 het warmst was in de 20 eeuw, omdat er opwarming plaatsvond in verband met de grootste El Niño op de plaat - de 1997-98-gebeurtenis. Voorafgaand aan dat evenement verspreidde de oceaanwarmte die was opgebouwd in de tropische westelijke Pacific, zich over de Stille Oceaan en de atmosfeer, versterkende stormen en opwarming van het oppervlak, vooral door latente warmteontwikkeling, terwijl de oceaan koelde van verdampingskoeling.
Nu is er in 2015 een andere sterke El Niño aan de gang; het begon in 2014 en heeft zich verder ontwikkeld en is in niet mindere mate verantwoordelijk voor de recente warmte en het patroon van het weer in de wereld: de verbeterde tropische stormactiviteit in de Stille Oceaan ten koste van de Atlantische Oceaan, de nattere omstandigheden over de centrale Verenigde Staten, en koele besneeuwde omstandigheden in Nieuw-Zeeland.
Er is ook een sterke variabiliteit op decenia-schaal in de Stille Oceaan, gedeeltelijk bekend als de Pacific Decadal Oscillation (BOB) of interdecodale pacifistische oscillatie (IPO) - de eerste is gericht op het noordelijk halfrond, maar de twee zijn nauw met elkaar verbonden. De positieve fase van het PDO-patroon, die de temperatuur van de oceaan beïnvloedt, is vergelijkbaar met die van El Niño.
De BOB is een belangrijke speler in deze hiaatperioden, zoals door waarnemingen en modellen. Er zijn grote veranderingen in Pacifische tractiewinden, druk op zeeniveau, op zeeniveau, regen en stormlocaties in de landen rond de Stille Oceaan en in de Grote Oceaan, maar ook in de zuidelijke oceanen en over het Noordpoolgebied in de Atlantische Oceaan.
Er is goed maar onvolledig bewijs dat deze veranderingen in winden de zeestromingen, oceaanconvectie en omvallen veranderen, wat leidt tot veranderingen in de hoeveelheid warmte die wordt gesekwestreerd op grotere diepten in de oceaan tijdens de negatieve fase van de BOB. De effecten zijn het grootst in winter op elk halfrond. Het resultaat is dat tijdens de positieve fase van de BOB de GMST toeneemt, terwijl deze tijdens de negatieve fase stagneert.
De resultaten suggereren dat de aarde totale energieonbalans - dat wil zeggen, de groeiende hoeveelheid binnenkomende energie van de zon gevangen door broeikasgassen - is grotendeels onveranderd gebleven met de BOB. Maar tijdens de positieve fase wordt meer warmte afgezet in de bovenste 300-meters van de oceaan, waar het de GMST kan beïnvloeden. In de negatieve fase wordt meer warmte gedumpt onder 300-meters, wat bijdraagt aan de algehele opwarming van de oceanen, maar waarschijnlijk onherroepelijk vermengd en verloren aan het oppervlak.
Modulerende door mensen geïnduceerde veranderingen
De interne klimaatvariabiliteit kan ook worden gemoduleerd door externe invloeden, waaronder de verschillende menselijke invloeden.
Verhoogde opwarming door toename van warmtevasthoudende broeikasgassen kan worden gecompenseerd door zichtbare verontreiniging (in de vorm van deeltjes genaamd atmosferische aerosols), die meestal ook een product zijn van verbranding van fossiele brandstoffen. Inderdaad, van 1945 tot 1970 was er een toename van vervuiling in de atmosfeer als gevolg van industrialisatie na de Tweede Wereldoorlog in Europa en Noord-Amerika, vooral over de Atlantische Oceaan, en enige vulkanische activiteit die aerosolen in de stratosfeer verhoogde. Echter, regelgeving in ontwikkelde landen, zoals de US Clean Air Act van 1970, heeft dat tijdperk tot een einde gebracht.
Klimaatmodel simulaties en projecties van GMST suggereren dat het signaal van door de mens veroorzaakte klimaatverandering voortkwam uit de geluid van natuurlijke klimaatvariabiliteit in ongeveer de 1970s. Verwachte veranderingspercentages kwamen in grote lijnen overeen met de snelheid die werd waargenomen van 1975 naar 1999, maar niet het lagere tempo van 1999 aan. (Dit is een andere reden om te zeggen dat er een hiaat is geweest van 2000 naar 2013.)
Door de mens veroorzaakte klimaatverandering is meedogenloos en grotendeels voorspelbaar, hoewel deze op elk moment en met name lokaal kan worden gemaskeerd door natuurlijke variabiliteit, zowel op de tussenliggende (El Niño) of decadale tijdschalen. Maar de belangrijkste oorzaak van de groeivertragingen in GMST is de BOB. Er wordt nu gespeculeerd of de decadale variabiliteit al dan niet is omgekeerd - naar een positieve fase (zie figuur). Met deze wijziging en het laatste El Niño-evenement zet de GMST een nieuwe stap naar een hoger niveau.
De rol van natuurlijke variabiliteit schildert een ander beeld dan een van gestaag stijgende wereldwijde gemiddelde temperaturen. Inderdaad, de combinatie van decadale variabiliteit plus een stijgende trend van toenemende broeikasgassen maakt het GMST-record meer als een stijgende trap dan een monotone klim.
Over de auteur
Kevin Trenberth is Distinguished Senior Scientist bij National Center for Atmospheric Research. Hij is nauw betrokken geweest bij het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering (en deelde de Nobelprijs voor de vrede in 2007), en het World Climate Research Program (WCRP). Onlangs was hij voorzitter van het Wereldwijde Energie- en Wateruitwisselingsprogramma (GEWEX) onder WCRP. Hij heeft meer dan 240 gerefereerde tijdschriftartikelen en meer dan 520-publicaties en is een van de meest geciteerde wetenschappers in de geofysica.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.
climate_books
