Klimaatverandering van dichtbij en persoonlijk

Het opkomende veld van schaalverkleining helpt mensen omgaan met klimaatverandering op wijkniveau.

Als je je ooit hebt afgevraagd hoeveel kleine dingen er echt toe doen, denk dan eens aan de dennenkever. Het glanzend zwarte insect, dat ongeveer zo groot is als een rijstkorrel, leeft slechts ongeveer een jaar, maar een vrouwelijke kever kan wel 30 mijl reizen om een ​​dennenboom te vinden, waar de larven kunnen uitkomen en de binnenkant van de schors kunnen opeten. Een zwerm kevers kan een pijnboom zo hoog als een gebouw van acht verdiepingen teisteren, aangezien de boom eerst sap afscheidt en daarna zijn naalden roestig rood worden.

In het afgelopen decennium zijn in de dennenbossen die in het westen en zuidwesten van de VS groeien, van Alaska tot Zuid-Californië, miljoenen hectaren dennenbomen gestorven in een van de ergste dennenkeverepidemieën die iemand ooit heeft gezien.

Boswachters vermoeden al meer dan twee decennia dat er een explosie van insecten in het verschiet lag, gebaseerd op voorspellingen voor de opwarming van de aarde. Warmer weer kan kevers en andere insecten een kans geven om uit te breiden naar een nieuw territorium in ijskoude noordelijke klimaten en op grote hoogte. Al in 1991 begonnen managers van de US Forest Service te bespreken hoe ze zich moesten voorbereiden op meer wijdverspreide plaagepidemieën. Maar wereldwijde voorspellingen voor klimaatverandering, hoewel consistent met grootschalige trends, waren niet specifiek genoeg om de variaties in temperatuur en terrein (zoals op verschillende hoogtes langs een berghelling) te onderscheiden die een verschil kunnen maken voor kevers.

Voorspellen hoe veranderingen in het klimaat planten en insecten beïnvloeden

Wereldwijde klimaatmodellen verdelen de planeet in een gigantisch raster en gooien alles ter grootte van Yellowstone National Park in een pixel of twee. "De dingen die uiteindelijk van belang zullen zijn voor kevers, gaan veel verloren op de schaal van die modellen", zegt James Powell, een wiskundeprofessor aan de Utah State University die wiskundige simulaties gebruikt om te voorspellen hoe veranderingen in het klimaat van invloed zijn op planten en insecten.


innerlijk abonneren grafisch


De resultaten helpen bij het beantwoorden van praktische vragen, zoals hoe droogte zich over Afrika zou kunnen verspreiden of hoe erg de ziekte van Lyme in Maine zou kunnen worden als warmere winters hertenteken naar het noorden laten marcheren.

In de afgelopen jaren hebben vorderingen in zowel klimaatwetenschap als supercomputing ertoe geleid dat mensen als Powell een ingewikkelder beeld van de toekomst krijgen: modellen van klimaatverandering die inzoomen op hyperlokale schaal. In 2011 onthulde de Universiteit van Idaho een model dat geschatte toekomstige klimaat voor gebieden zo klein als twee en een halve mijl over het hele vasteland van de Verenigde Staten. Gecombineerd met jarenlange veldgegevens over bomen en temperaturen verzameld op verschillende locaties van Zuid-Californië tot Noord-Washington, is dit genoeg informatie voor Powell en zijn medewerker, US Forest Service entomoloog Barbara Bentz, om te beginnen met het in kaart brengen van de plaatsen waar dennenbomen kevers kunnen zich over het westen uitbreiden. Ze zullen de resultaten aan bos- en parkbeheerders geven, zodat ze kunnen beginnen met het plannen van hoe te reageren op toekomstige keveraanvallen.

Dergelijke kleinschalige modellen worden nu over de hele wereld gebruikt om tot in detail te voorspellen hoe klimaatverandering de basis van het leven zal beïnvloeden. Het is een proces dat 'downscaling' wordt genoemd — een snel opkomend onderzoeksgebied. Wetenschappers beginnen met een of meer van de tientallen wereldwijde klimaatmodellen en praktijkgegevens over weer en topografie. Ze gebruiken complexe computersimulaties, statistische berekeningen of beide om hun voorspellingen te lokaliseren tot het domein van het specifieke. De resultaten helpen bij het beantwoorden van praktische vragen, zoals hoe droogte zich over Afrika zou kunnen verspreiden, hoe erg de ziekte van Lyme in Maine zou kunnen worden als warmere winters hertenteken naar het noorden laten trekken, of hoe vaak de Columbia-rivier tegen het midden of het einde van deze eeuw zal overstromen.

Vraag naar details

"Veel van de aandacht gaat eigenlijk weg van fundamenteel onderzoek naar de meer toegepaste kant", zegt Robert Oglesby, klimaatwetenschapper aan de Universiteit van Nebraska-Lincoln. "Wat zullen de gevolgen zijn van deze klimaatveranderingen, met behulp van downscaling van klimaatmodellen met een hoge resolutie?"

Dit voorjaar hebben Oglesby en een andere UNL-klimaatwetenschapper, Clinton Rowe, de resultaten vrijgegeven van verkleinde modellen die met een resolutie van twee en een halve mijl handelden met het grillige berggebied van Guatemala. De gevolgen van klimaatverandering zijn bijzonder ernstig in een land dat al onderhevig is aan modderstromen en hevige kuststormen en waar een grote bevolking in armoede leeft. Maar de topografie van Guatemala is zo ongelijk dat het moeilijk is om de volledige impact te visualiseren met de grote penseelstreken van een wereldwijd klimaatmodel. Met financiering van de InterAmerican Development Bank en de Guatemalteekse regering trainen Oglesby en Rowe wetenschappers in Guatemala om de nieuwe voorspellingen te gebruiken om rekening te houden met specifieke vragen, zoals hoe klimaatverandering overstromingen, landbouw of waterkracht kan beïnvloeden.

In de scenario's waarin de uitstoot van broeikasgassen hoog blijft, verwoesten insecten en droogte grote delen van het bos en veranderen ze rond 2100 in struiken en grasland, zegt Hansen.

Dit type onderzoek speelt in op een groeiende vraag naar steeds gedetailleerdere informatie over klimaatverandering. In de VS heeft de regering-Obama bijvoorbeeld van alle federale agentschappen geëist dat ze plannen schrijven om zich aan te passen aan de opwarming van de aarde en toenemende stormen, overstromingen en andere rampen.

Verkleinde modellen kunnen ook, in soms schokkend levendige details, de gevolgen van het vrijkomen van te veel koolstofdioxide in beeld brengen. In september onthulde NASA klimaatprojecties voor de VS op een nog kleinere afstand - een resolutie van een halve mijl - op basis van de nieuwste wereldwijde modellen van het Intergovernmental Panel on Climate Change, het toonaangevende internationale orgaan van klimaatwetenschappers. Andrew Hansen van de Montana State University gebruikt de gegevens van NASA om in te schatten wat er zou kunnen gebeuren met openbare gronden, zoals de nationale parken Yellowstone, Grand Teton en Glacier in de noordelijke Rockies.

In de scenario's waarin de uitstoot van broeikasgassen hoog blijft, verwoesten insecten en droogte grote delen van het bos en veranderen ze rond 2100 in struiken en grasland, zegt Hansen. Zonder de dekking van bomen neemt het sneeuwpakket in de bergen af, waardoor de waterbronnen in het Westen uithongeren. “Het is behoorlijk dramatisch. De noordelijke Rockies zijn de watertoren van het Westen', zegt hij.

Meer onzekerheid

Terwijl wereldwijde klimaatmodellen een ondubbelzinnig beeld schetsen van een opwarmende planeet, is er meer onzekerheid op kleine schaal. Het zuidwesten van de VS wordt bijvoorbeeld vrijwel zeker droger. Maar kunnen onderzoekers een betrouwbare voorspelling doen over een enkele vierkante mijl in bijvoorbeeld Pasadena die duidelijk en betrouwbaar genoeg is voor het plaatselijke waterdistrict om zich voor te bereiden op wat komen gaat?

"Het is zeker de moeite waard om die fijne ruimtelijke schalen, zoals een kilometer, te verkennen, maar we moeten uitzoeken wat we wel en niet weten", zegt William Gutowski, professor meteorologie aan de Iowa State University. Gutowski maakt deel uit van een groep wetenschappers die vijf jaar geleden een samenwerking vormde met de naam Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment, een project van het World Climate Research Programme.

De wetenschappers, afkomstig van onderzoeksinstellingen in verre landen als Korea, Australië en Italië, proberen het onafhankelijke werk op het gebied van schaalverkleining dat over de hele wereld plaatsvindt, samen te brengen en uit te zoeken welke methoden de meest betrouwbare resultaten opleveren. Ze ontwikkelen ook verkleinde voorspellingen voor elke regio van de wereld op dezelfde schaal, ongeveer 31 kilometer, die toegankelijk zijn voor wetenschappers over de hele wereld, inclusief die in ontwikkelingslanden die mogelijk geen toegang hebben tot dezelfde supercomputertechnologie als onderzoekers elders.

Vierkante mijl per vierkante mijl brengen de onderzoekers in kaart hoe de zomerdagen zullen broeien in de wijken in het binnenland van Los Angeles en hoe minder sneeuw er minder vaak zal vallen op hellingen in de San Gabriel Mountains.

Aan de University of California, Los Angeles's Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, leidt wetenschapper Alex Hall een team dat een pionier is in een downscaling-methode die volgens hem een ​​deel van de onzekerheid op kleine schaal wegneemt. In plaats van te vertrouwen op slechts één wereldwijd klimaatmodel, zoals sommige downscaling-methoden doen, combineert de UCLA-aanpak computersimulaties en statistieken om de resultaten van 32 modellen samen te brengen. Het team van Hall maakt nu lokale klimaatvoorspellingen voor Los Angeles met financiering van onder andere de stad en de American Recovery and Reinvestment Act van 2009. Vierkante mijl na vierkante mijl brengen de onderzoekers in kaart hoe de zomerdagen zullen broeien in het binnenland van Los Angeles buurten en sneeuw zal minder vaak vallen op hellingen in de San Gabriel Mountains.

Een lokale milieugroep belde Klimaat oplossen, opgericht door Jonathan Parfrey, voormalig stadscommissaris voor water en energie, heeft gebruik gemaakt van de bevindingen van UCLA om publieke discussies op gang te brengen over het groener maken van Los Angeles en de voorbereiding op de gevolgen van klimaatverandering. Vorig jaar hielp de groep van Parfrey LA ertoe aan te zetten om de eerste grote stad te worden die bouwvoorschriften invoerde die “koele daken”, die zonlicht weerkaatsen en huizen minder vatbaar maken voor oververhitting, op nieuwe en gerenoveerde huizen. Parfrey gelooft dat de verkleinde modellen ook tastbaar genoeg details bieden om mensen bewust te maken van wat er op het spel staat.

"Door naar het buurtniveau te gaan, gaan we mensen helpen begrijpen wat klimaatverandering voor hen, hun huis, hun gezin betekent", zegt hij.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Ensia


Over de auteur

Madeline OstranderMadeline Ostrander is een onafhankelijke journalist en redacteur van YES! Magazine, en een 2014 National Health Journalism Fellow. Ze schrijft over klimaatverandering en het milieu voor verkooppunten als Al Jazeera America, The Nation en High Country News. Ze woont in Seattle, Washington.


Aanbevolen boek:

The Climate Casino: Risico, onzekerheid en Economie voor een warming wereld
door William D. Nordhaus. (Uitgever: Yale University Press, oktober 2013)

The Climate Casino: Risk, Uncertainty and Economics for a Warming World van William D. Nordhaus.William Nordhaus brengt alle belangrijke kwesties rond het klimaatdebat samen en beschrijft de wetenschap, economie en politiek die daarbij betrokken zijn - en de stappen die nodig zijn om de gevaren van de opwarming van de aarde te verminderen. Gebruikmakend van taal die toegankelijk is voor elke betrokken burger en ervoor zorgend verschillende standpunten eerlijk te presenteren, bespreekt hij het probleem van begin tot eind: vanaf het begin, waar opwarming zijn oorsprong vindt in ons persoonlijk energieverbruik, tot het einde, waar samenlevingen regelgeving of belastingen toepassen. of subsidies om de uitstoot van gassen die verantwoordelijk zijn voor klimaatverandering te vertragen. Nordhaus biedt een nieuwe analyse van waarom eerder beleid, zoals het Protocol van Kyoto, de uitstoot van kooldioxide niet vertraagde, hoe nieuwe benaderingen kunnen slagen en welke beleidsinstrumenten de uitstoot het meest effectief zullen verminderen. Kortom, hij verduidelijkt een bepalend probleem van onze tijd en zet de volgende cruciale stappen uiteen om het traject van de opwarming van de aarde te vertragen.

Klik hier voor meer info en / of om dit boek op Amazon te bestellen.