Allereerst de temperatuur. Het zal de meesten niet ontgaan zijn: de gemiddelde temperatuur op aarde brak in 2016 weer eens een record, voor de derde keer op rij maar liefst. Ook de satellietwaarnemingen, die de temperatuur van hogere luchtlagen representeren, rapporteerden records.
De grafiek hieronder van drie oppervlakte-temperatuurdatasets laat zien dat het (volgens de langetermijntrend) inmiddels circa 1 graad warmer is op aarde dan rond het einde van de 19e eeuw. Duidelijk is ook dat sinds circa 1970 de temperatuurstijging op de klimaatschaal van 30 jaar onverminderd doorgaat.
Noordpoolgebied
De opwarming die optreedt, is niet gelijkmatig verdeeld over de aarde. Het Noordpoolgebied warmt het snelste op, iets dat lang geleden al voorspeld was door bijvoorbeeld de eerste klimaatmodellen (Manabe en Wetherald in 1975).
2016 was qua temperatuur een bijzonder jaar voor het Arctische gebied: afgelopen november was het daar zelfs een tijdje 20 graden warmer dan normaal. Volgens data van NASA was het in het Noordpoolgebied over het hele jaar 2016 gemiddeld maar liefst 4 graden warmer dan circa 120 jaar geleden.
Klimaatmodellen
Klimaatmodellen hebben de mondiale opwarming die we nu zien ook voorspeld. De zogenaamde klimaatsceptici spreken vaak over ‘niet-kloppende modellen’, maar klopt dat ‘niet-kloppend’ wel? Onderstaande grafiek is een update van figuur 10.1 uit het laatste IPCC rapport, gemaakt door klimaatwetenschapper Gareth Jones met daarin de gegevens tot en met 2016 (observaties in zwart, modelberekeningen in oranje). Dat ‘klopt’ vrij aardig, lijkt mij. Bedenk daarbij dat bij de korte termijn variatie (de ups en downs van jaar tot jaar) toeval een grote rol speelt, bijvoorbeeld de timing van het optreden van El Niño. Een tweede kanttekening is het feit dat de klimaatmodellen na 2005 o.a. werken met prognoses van veranderingen in de CO2-concentratie, vulkaanuitbarstingen en de zonneactiviteit. Wetenschappers hebben echter vastgesteld dat vooral die laatste twee zich echter niet aan deze prognoses hebben gehouden en meer afkoelend hebben gewerkt. In onderstaande grafiek is dat eveneens niet verwerkt.
Klimaatmodellen kunnen iets zeggen over de gemiddelde klimaatverandering en de bandbreedte (de oranje banden) zegt iets over de grenzen waarbinnen de korte termijn variatie met een bepaalde waarschijnlijkheid zal blijven. Met de tijd neemt uiteraard ook de onzekerheid van de prognose toe en die zit ook in de oranje banden.
CO2 concentratie
De toename van de temperatuur op aarde is voornamelijk een gevolg van een versterking van het broeikaseffect, grotendeels veroorzaakt door de toename van de CO2-concentratie in de atmosfeer.
Deze stijging van de CO2-concentratie wordt op zijn beurt weer veroorzaakt door ons verbruik van fossiele brandstoffen. 2016 was het eerste jaar in het bestaan van de mensheid waarin het maandgemiddelde van de CO2-concentratie in de atmosfeer steeds boven de 400 ppm (het aantal deeltjes per miljoen) lag.
Zeespiegelstijging
Opwarming leidt tot zichtbare en meetbare veranderingen op aarde en in de oceanen. Een van die veranderingen is de stijging van de zeespiegel; die bedroeg over de afgelopen 24 jaar circa 3,3 mm/jaar.
De grafiek hieronder is van Aviso en betreft metingen uitgevoerd met satellieten.Een belangrijke oorzaak van de zeespiegelstijging is de thermische uitzetting van het zeewater doordat de temperatuur van het water stijgt. Een andere belangrijke bijdragen aan de stijging van het zeeniveau wordt geleverd door het smelten van de gletsjers op het land en van de grote ijskappen van Groenland en Antarctica. Ook aan deze zaken hebben wetenschappers metingen verricht.
Zo verloor Antarctica over 2002-2016 circa 1000 miljard ton aan ijs en Groenland maar liefst 3500 miljard ton. Onderstaande grafiek geeft de bijdrage van de gletsjers en de ijskappen aan de zeespiegelstijging weer van 1992 – 2012.
Sneeuwbedekking
Buiten een afname van de hoeveelheid ijs op de ijskappen en het krimpen van de gletsjers heeft de opwarming van de aarde ook een effect op de sneeuwbedekking. Vooral in de lente- en zomermaanden neemt de sneeuwbedekking af. In de herfst- en wintermaanden neemt die echter toe, zoals de volgende grafiek gebaseerd op data van Rutgers University laat zien (data over het noordelijk halfrond vanaf 1966).
Als het warmer wordt, neemt de hoeveelheid vocht in de atmosfeer toe en dat komt in de warmere maanden als regen naar beneden, maar in de wintermaanden als sneeuw. Het totale gemiddelde oppervlak per jaar bedekt met sneeuw op het noordelijk halfrond neemt echter af.
Zee-ijs
Het oppervlak aan zee-ijs in het Arctische gebied neemt al decennia lang af, met de nodige ups en downs door natuurlijke variatie. In september bereikt dit ijsoppervlak zijn minimum en dit septemberminimum daalt sinds 1979 met 13,3% per decennium.
Rond Antarctica is het ijsoppervlak jarenlang een beetje toegenomen, maar niet zo snel als het in het Noordpoolgebied afnam. Vorig jaar was de zomerse afname rond Antarctica echter een stuk sterker dan gemiddeld. Dat leverde een interessante grafiek op van het verloop van het totale oppervlak aan zee-ijs op de wereld, na september 2016 was dit totale zee-ijsoppervlak veel lager dan in alle andere voorgaande jaren.
Warmte inhoud van de oceanen
Verreweg het grootste gedeelte van alle extra energie, circa 90%, die op aarde achterblijft als gevolg van het versterkte broeikaseffect verdwijnt in onze oceanen. Deze opgeslagen energie wordt door klimaatwetenschappers aangeduid als de warmte-inhoud van de oceanen. De grafiek hieronder, gebaseerd op data van het Amerikaanse NOAA, geeft de verandering in de gemiddelde warmte-inhoud over 5 jaar weer, gemeten over een oceaandiepte tot 2000 meter.
Volgens de website SkepticalScience komt de toename van de warmte-inhoud van de oceanen sinds 1998 ongeveer overeen met de energie die vrijkomt bij het ontploffen van 4 Hiroshima-atoombommen per seconde.
Oceaanverzuring
Niet alleen de warmte-inhoud en het watervolume van de oceanen verandert door ons toedoen, maar ook de chemie. Van al het CO2 dat wij mensen produceren blijft ongeveer 50% in de atmosfeer achter, ongeveer een kwart wordt opgenomen door het land (de planten en bomen), wat leidt tot een meetbare vergroening. Het resterende kwart wordt opgenomen door het zeewater en dat zorgt ervoor dat de oceanen verzuren. De term ‘verzuren’ geeft hier de richting van de verandering aan, want de oceanen zijn niet zuur maar licht basisch. Het verzuren van de oceanen heeft over het algemeen een negatieve invloed op veel zeeleven, zoals bijvoorbeeld koralen. De volgende grafiek bevat metingen aan de zuurgraad (pH) van de oceanen in de buurt van Hawaii en laat zien dat deze pH gestaag daalt.
De toekomst
En wat zal de toekomst brengen? Dat hangt van ons af, namelijk hoeveel broeikasgassen wij met z’n allen nog zullen produceren. De laatste grafiek in dit stuk geeft een prognose (afkomstig uit het laatste IPCC rapport) tot het jaar 2100, waarbij de pre-industriële temperatuur rond de -1°C ligt t.o.v. de gekozen referentieperiode. RCP8.5 is een scenario waarbij we niets doen aan het verminderen van onze broeikasgasemissies en RCP2.6 is een scenario waarbij de broeikasgasemissies met een hoog tempo naar nul worden teruggebracht.
Ter vergelijking: Tijdens de laatste ijstijd was de gemiddelde temperatuur op aarde ongeveer 3 tot 5 graden kouder dan nu. Een paar graden meer of minder kan het aangezicht van onze planeet dus flink veranderen.
