Stijgt de zeespiegelstijging?

De afgelopen 17 jaar steeg de zeespiegel met 3,2 mm per jaar.² Als die waarde niet (of nauwelijks) zou veranderen, dan komt de zeespiegelstijging op eeuwbasis uit op 32 cm. Dat is bij lange na niet zo veel als de laatste jaren werd gevreesd én verwacht (zie tabel). Sinds het verschijnen van het 4e IPCC-rapport in 2007 is de verwachte stijging voor de komende eeuw ongeveer verdubbeld.² Een zeespiegelstijging van 1 meter is volgens onderzoekers niet extreem meer. Er zijn grotere getallen genoemd. Als de temperatuur op aarde blijft stijgen, dan ligt het voor de hand dat de snelheid waarmee de zeespiegel stijgt, eveneens zal oplopen. Hoewel klimaatsceptici het afgelopen jaar een aantal onbelangrijker fouten in het IPCC-rapport groot brachten en opbliezen tot persschandalen, gingen ze aan de te lage zeespiegelschatting (18 -59 cm) van het IPCC voorbij. Nu konden ze beweren dat de 'fouten' in het IPCC-rapport (die voor een deel géén fouten waren) het klimaatprobleem allemaal overdrijven. Echter, volgens inzichten van de laatste jaren heeft het IPCC de zeespiegelstijging eerder onderschat. (Dit is niet the full story. Feitelijk ligt het net even anders.)

Met behulp van satellieten kunnen zwaartekrachtmetingen worden verricht. Hieruit kan de grootte van de ijsmassa's op de poolkappen worden afgeleid. Zulke metingen bestaan nog niet zo lang. In een eerste resultaat van Velicogna & Wahr (2006) kon het ijsmassaverlies al duidelijk worden waargenomen, maar over een versnelling van dit massaverlies kon men nog niets zeggen. Maar drie jaar later werd al een versnelling zichtbaar. De grafiek bovenaan dit stuk, toont het ijsmassaverlies van Groenland volgens Velicogna (2009). Je ziet een duidelijke een curve. Zowel Groenland als Antarctica zijn in een versnelling terechtgekomen. Voor Groenland in de periode 2002-2003, was het ijsmassaverlies 137 Gt per jaar. In de periode 2007-2009 was het ijsmassaverlies opgelopen tot 286 gigaton per jaar. Dit komt neer op een versnelling van 30 Gt/j² in de periode 2002-2009. Voor Antarctica was bedroeg het ijsverlies 104 Gt/jr in 2002-2006 tegen 246 Gt/j in 2006-2009. De versnelling in de gehele periode 2002-2009 bedraagt 26 Gt/j². De grafiek van Antarctica heeft eenzelfde vorm als die van Groenland:

Een regelmatige versnelling kan door een kwadratische functie worden beschreven. De snelheid van de zeespiegelstijging komt overeen met bepaalde hoeveelheid ijsmassaverlies per jaar (Gt/j), als we even afzien van andere factoren die de zeespiegel beïnvloeden. Een versnelling is dan verandering van die snelheid, dus de hoeveelheid Gt/j per jaar, ofwel de hoeveelheid Gt/j² (merk het kwadraadteken op). We zouden, puur om een indruk te krijgen van de 'kwadratische krachten' die in het spel zijn, de versnelling over een langere periode moeten doortrekken. Met de gegevens van Velicogna komt de zeespiegelgrafiek er dan als volgt uit te zien:

Bij de uitkomst moeten we nog optellen de bijdrage van het smelten van gletsjers op gematigde breedte (zo'n 10-20cm) en de uitzetting van het zeewater als gevolg de stijgende temperatuur (5-20cm). Als we voor deze effecten een lineair verband aannemen (dus geen versnelling), dan komt de zeespiegelstijging in totaal uit op 195 cm, dus bijna 2 meter in het jaar 2100 ten opzichte van 2002. Als de stijgende zeespiegel inderdaad het beste door een kwadratische functie kan worden benaderd, dan kan het tot 2040 lijken, wanneer er nog 'slechts' 37 cm zeespiegelstijging is, alsof er nog niet veel aan de hand is. Maar de overige 158 cm volgen in de rest van de eeuw.

Veligcogna heeft gegevens van het landijs op de poolkappen gebruikt. Maar ook voor het zeeijs op de Noordpool zou een kwadratische functie op het oog beter passen dan een lineaire trend, zowel voor het ijsoppervlak als voor het ijsvolume.

David Barber geeft die kwadratische vergelijking in een lezing in Oslo. Hij heeft zijn verwachting dat het water op de Noordpool in de zomer ijsvrij zal worden bijgesteld van 2100 (begin jaren tachtig) tot ergens in de periode 2013 - 2030 nu:

Er bestaan dus duidelijke aanwijzingen voor een versnelling van het verdwijnen van noordpoolijs de afgelopen decennia. Deze animatie geeft nog een duidelijke aanwijzing. Het ijsverlies aan de kuststroken heeft het koudere noorden van Groenland inmiddels bereikt.

Een sterk dalende vorm zien we ook weer terug in het verdwijnend gletsjerijs op gematigde breedtegraad. Een kwadratische functie zou er goed op passen:

En hetzelfde geldt voor de grafiek van Kaser ea 2006 in het rapport van het Norwegian Polar Institute, Snow and Ice: A Call for Action 2009:

Ook Vermeer en Rahmstorf (2009) komen met een kwadratisch verband tussen de hoogte van de zeespiegel en de temperatuur (dus niet de tijd). Hier is hun belangrijkste grafiek, met de uitwerking van het gevonden verband voor diverse temperatuurscenario's in de 21e eeuw. De hoogste en laagste waarden voor de periode 1990–2100 liggen tussen 75 cm en 190 cm.

Vermeer en Rahmstorf konden de parameters van hun 'semi-empirische' model bepalen door te corrigeren voor het stuwmeereffect. Doordat er in de loop van de 20e eeuw steeds meer water in stuwmeren is opgeslagen, kon het lijken dat de zeespiegelstijging in die periode ongeveer constant bleef. Maar er is meer water gesmolten dan er in de oceanen is terechtgekomen. Door hiervoor te corrigeren komt er een lichte buiging te zitten in de grafiek van de zeespiegelstijging van de 20e eeuw. Dit was mij een aantal jaar geleden ook opgevallen, maar ik durfde daar niet uit te concluderen dat er reeds een lichte versnelling in de zeespiegelstijging zat. Vermeer en Rahmstorf hebben het idee cijfermatig uitgewerkt in een eenvoudig model dat opmerkelijk goed past op de meetgegevens, beter dan een lineaire fit (zoals nog werd voorgesteld in Rahmstorf 2007). Voor een boeiend verslag over het tot stand komen van deze nieuwste zeespiegelstudie, zie RealClimate: Science Story: the Making of a Sea Level Study, 6 apr 2010.

De ijsindictoren wijzen dezelfde kant op. Het ijs verdwijnt niet alleen, het verdwijnt ook steeds sneller. En volgens Tamino is dit gegeven een sterke aanwijzing dat de aarde opwarmt door antropogene broeikasgassen: "It’s glaringly obvious that conditions in the arctic, and especially of arctic sea ice, are some of the strongest evidences of global warming. This isn’t some “urban heat island” effect and it really was not like this back in the 50s or the 40s or any other decade you care to mention, and probably not like this since at least sometime B.C. Things have changed in a fundamental way, unexplainable except by the fundamental change in our atmosphere we brought about via the industrial revolution."

Puur gevoelsmatig zou je denken dat de zeespiegelstijging zal gaan oplopen als ook de temperaturen blijven stijgen. En wat als de temperatuur op de Noordpool versterkt oploopt? Maar om uit de huidige gegevens al te concluderen dat de stijging van de stijging zal aanhouden, is toch iets anders. Velicogna doet terecht geen uitspraak over de toekomst. Haar data beslaan nog een veel te korte periode om er een betrouwbare toekomsttrend uit te destilleren. En voor Rahmstorf en Vermeer geldt iets soortgelijks. De lichte knik in de gegevens van de 21e eeuw lijken me een eerste aanwijzing, maar zeker nog geen hard 'bewijs' dat de zeespiegelstijging over vijftig jaar nog steeds volgens een kwadratische functie zal stijgen. We blijven dus met een portie onzekerheid zitten. Maar dit is een onzekerheid naar twee kanten. Het smelten van de grote ijskappen zou tijdelijk best iets kunnen afnemen of stabiliseren. Maar het omgekeerde is ook heel goed mogelijk, en misschien zelfs waarschijnlijker. Het zou mij niet verbazen als over enige decennia de ijskappen in zwaar versneld tempo beginnen af te brokkelen, bijvoorbeeld doordat de temperaturen aan het ijsoppervlak van Groenland hard stijgen of doordat het zeeijs rond Groenland, dat een beschermende functie heeft, zich steeds verder terugtrekt. Er bestaan ook exponentiële en explosieve versnellingen en je weet bijna zeker dat een eenvoudige eenparige versnelling geen recht doet aan de ongekende complexiteit van het smeltproces met al zijn feedbackmechanismen en afhankelijkheden. De tijden van een gematigde zeespiegelprojectie door het IPCC lijken inmiddels ver achter ons te liggen. Wat de zeespiegel en de ijskappen de komende eeuw ook gaan doen, de afgelopen jaren zijn de verwachtingen van onderzoekers veel extremer geworden.

In onderstaande links naar recente onderzoeken zijn nog meer versnellingen te vinden.