Is anderhalve graad opwarming al niet teveel voor de ijskappen?

ACHTERGROND - Laat ik beginnen met een waarschuwing. Wie een absoluut zeker ‘ja’ of ‘nee’ verwacht als antwoord op de vraag hierboven, moet ik teleurstellen. Absolute zekerheid kan de wetenschap hierover niet geven. Los van het feit dat er geen harde, volledig objectieve criteria bestaan voor wat we onder ‘teveel’ moeten verstaan. Maar vooral leven we inmiddels in een klimaat dat onbekend terrein is voor ons. Wat er in dat onbekende terrein met ijskappen gebeurt hangt af van een ingewikkeld samenspel van onder meer smelt aan het oppervlak, veranderingen in patronen van sneeuwval en regen, stroomsnelheid van gletsjers, inwerking van warmer zeewater aan de basis, enzovoort. Het inzicht in al die processen is het afgelopen decennium wel toegenomen. Inmiddels beseffen ijsonderzoekers dat de gevolgen van een vrij beperkte opwarming, zeg een of twee graden, voor de ijskappen veel groter zijn dan lang werd gedacht. Met natuurlijk nog wel het een en ander aan onzekerheden. Waarbij de mogelijke tegenvallers veel groter en ingrijpender zijn dan de mogelijke meevallers.

Om een idee te krijgen van wat er zou kunnen gebeuren moeten wetenschappers afgaan op reconstructies van veranderingen in ijskappen in het verre verleden, op modellen en op waarnemingen van wat er nu gebeurt. Het is onredelijk om te verwachten dat die wetenschappers heel nauwkeurig, op een tijdschaal van een of twee decennia, kunnen voorspellen wat de gevolgen zullen zijn van enkele tienden van een graad meer of minder. In de ijskappen van Groenland van Antarctica zit genoeg ijs opgeslagen om de zeespiegel met 65 meter te laten stijgen. Een procentje meer of minder dat daarvan smelt, heeft al ingrijpende gevolgen voor kustgebieden overal ter wereld.

Dat experts zich in toenemende mate zorgen maken, blijkt bijvoorbeeld uit een artikel dat vorige week werd gepubliceerd in Nature Communications Earth & Environment. Het artikel bevat geen nieuw onderzoek, maar geeft een overzicht van de wetenschappelijke stand van zaken. Op basis daarvan concluderen de auteurs dat anderhalve graad geen veilige grens is voor de ijskappen. In een artikel in The Guardian lichten ze dat toe. Ze zien een zeespiegelstijging van 1 centimeter per jaar – een meter per eeuw, dus – als het maximum waaraan mensen in laaggelegen kustgebieden zich aan kunnen passen. En dan vooral in arme delen van de wereld. Een land als Nederland redt zich waarschijnlijk nog wel een tijd als het meer wordt. Chris Stokes, eerste auteur van het artikel, licht in de video hieronder toe waarom hij anderhalve graad geen veilige doelstelling vindt.

Instabiliteit van ijskappen

Het draait allemaal om de vraag wanneer delen van de ijskappen instabiel worden. Zolang dat niet gebeurt, zal het smelten vrij traag verlopen. Met een beetje geluk is aanpassing aan de zeespiegelstijging dan nog wel te doen. Maar wordt een ijskap, of een gletsjer die daar deel van is, instabiel, dan is het onvermijdelijk dat die uiteindelijk helemaal zal verdwijnen. En dat leidt tot een aanzienlijk grotere en snellere stijging van de zeespiegel. Dat ijskappen instabiel kunnen worden is al lang bekend. De roemruchte glacioloog John Mercer waarschuwde in 1978 al voor dit mogelijke gevolg van de opwarming van het klimaat. Het leverde hem vooral een enorme hoeveelheid kritiek op. Inmiddels is duidelijk dat waarschuwing van Mercer volkomen terecht was.

Het ging destijds niet zozeer over de vraag of ijskappen instabiel zouden kunnen worden. Critici van Mercer dachten vooral dat hij veel te pessimistisch was over wanneer dat zou kunnen gebeuren. Het risico van ijskapinstabiliteit is daarna nog lang enorm onderschat. In 1994 zou bijvoorbeeld volgens een modelstudie West-Antarctica pas instabiel worden bij 8 tot 10 graden opwarming, en Oost-Antarctica bij 17 tot 20 graden. De auteurs wezen er destijds al wel op dat dit moeilijk in overstemming was te brengen met de kennis van de paleoklimatologie. Inmiddels zijn er veel meer aanwijzingen dat de zeespiegel aanzienlijk hoger was in periodes die maar een klein beetje warmer waren dan het pre-industriële klimaat. Een beeld dat wordt bevestigd door reconstructies van de omvang van de ijskappen in het vorige interglaciaal, toen de wereld ongeveer net zo warm was als nu: ergens tussen de 1 en 1,5 graden boven de pre-industriële temperatuur. Het zijn sterke aanwijzingen dat een stijging van de zeespiegel in de orde van 5 tot 10 meter nagenoeg onafwendbaar is, ook bij een opwarming van anderhalve graad. Dat zal wel plaatsvinden over meerdere eeuwen. Hoe gelijkmatig en voorspelbaar de stijging is, is lastig te zeggen. Dat is natuurlijk wel van belang voor de mate waarin we ons aan kunnen passen. En natuurlijk bekent meer opwarming ook meer en snellere stijging van de zeespiegel. Elke tiende van een graad telt, concluderen Chris Stokes en zijn medeauteurs dan ook. En om op lange termijn veilig te zijn, moeten we mogelijk terug naar niet meer dan een graad boven pre-industrieel.

Er zijn drie mechanismes waardoor een (deel van) een ijskap instabiel kan worden, en uiteindelijk helemaal kan verdwijnen. Deze zijn beschreven in de oorspronkelijke versie van dit blog bij Klimaatveranda.

Modellen en waarnemingen

Er zijn maar weinig modelstudies gedaan naar het effect van een vrij beperkte opwarming op ijskappen. Ook zitten er nog behoorlijke verschillen tussen resultaten van verschillende modellen en zijn er aanwijzingen dat modellen regelmatig nog te optimistisch zijn. De meeste modellen bleken het ijsverlies van Groenland van de afgelopen decennia bijvoorbeeld aanzienlijk te onderschatten. Heel exacte voorspellingen van waar kantelpunten liggen zijn er nog niet.

Geruststellend is dat niet. Waarschijnlijk weten we pas echt zeker waar kantelpunten liggen, als we ze zijn gepasseerd. En zelfs dan kan het nog wel even duren tot het echt vaststaat, vanwege de traagheid waarmee grote ijskappen reageren op een stijging van de temperatuur van de atmosfeer en het zeewater. Absolute zekerheid hebben we mogelijk pas als de instabiliteit van een gletsjer of ijskap een gegeven is, en onomkeerbaar.

Wel kunnen wetenschappers waarnemingen bestuderen, om te zoek naar aanwijzingen van mogelijk naderende kantelpunten. Om te beginnen naar het grote geheel: de massabalans van heel Groenland en West- en Oost-Antarctica, alsmede de bijdrage daarvan aan de stijging van de zeespiegel. Daaruit blijkt dat die ijskappen tot in de jaren ‘80 behoorlijk stabiel waren, en dat ze sindsdien steeds sneller smelten. Met, dat wel, ook een toename van de variabiliteit. Die toegenomen variabiliteit is te verklaren via simpele, natuurkundige logica. Enerzijds smelt er meer ijs als het warmer wordt, maar er verdampt dan ook meer water uit de oceanen, waardoor er meer neerslag valt. En die valt in de poolgebieden als sneeuw. Dat droeg, samen met andere meteorologische omstandigheden die mogelijk ook werden versterkt door klimaatverandering, bij aan uitzonderlijk veel sneeuwval op Oost-Antarctica in 2022. Een toename van variabiliteit zou ook een aanwijzing kunnen zijn van een naderend kantelpunt. Voor Groenland en West-Antarctica is dat niet uit te sluiten, voor Oost-Antarctica is het niet aannemelijk.

De grafiek hieronder laat de massabalans van de grote ijskappen zien sinds het begin van satellietmetingen in 1992. Ook het cumulatieve effect op de zeespiegel is weergegeven. Let op de omgekeerde y-as voor de zeespiegel.*

De bijdrage van ijskappen aan de stijgende zeespiegel komt overeen met de meest pessimistische projecties uit de laatste twee IPCC-rapporten, of ligt daar zelfs nog iets boven. Die bijdrage is verviervoudigd sinds de jaren ‘90, en is nu groter dan die van smeltende berggletsjers. Zou de versnelling van de afgelopen decennia zich voortzetten, dan zou de zeespiegel eind deze eeuw al met meer dan een centimeter per jaar kunnen stijgen. Aanpassing aan zo’n snelle stijging zal in veel kustgebieden moeilijk zijn.

* Toelichting op de grafiek: De massabalans geeft het verschil tussen hoeveel massa een ijskap wint door sneeuwval, en hoeveel er verloren gaat door het smelten en afkalven van ijs. In een stabiel klimaat zijn die twee aan elkaar gelijk en blijven de ijskappen even groot. Door opwarming neemt het verlies toe en worden de ijskappen dus kleiner. (Om helemaal precies te zijn: ook de sneeuwval neemt toe, maar het verlies door smelten en afkalven nog meer. Dus netto blijft er dan nog steeds massaverlies over.) Met de omgekeerde y-as bedoel ik dat je de lijn van links naar rechts naar beneden ziet lopen, maar dat die dalende lijn juist voor een stijgende zeespiegel staat.