Winterstorm op zuidelijk halfrond. Foto Nasa via Weizmann Instituut.
Het klimaat op aarde verandert sneller dan we hadden verwacht. Een nieuwe studie onder leiding van het Weizmann Institute of Science onthult dat stormen op het zuidelijk halfrond al intensiteitsniveaus hebben bereikt waarvan eerder werd verwacht dat ze pas in het jaar 2080 zouden plaatsvinden
Ongeveer 30 enorme, ingewikkelde computernetwerken dienen de wetenschappers die in de voorhoede staan van onderzoek naar klimaatverandering. Elk netwerk voert een softwareprogramma uit dat bestaat uit miljoenen regels code. Deze programma's zijn rekenmodellen die de talloze fysieke, chemische en biologische fenomenen combineren die samen het klimaat van onze planeet vormen.
De modellen berekenen de toestand van de atmosfeer, de oceanen, het land en het ijs van de aarde, leggen de klimaatvariabiliteit in het verleden en het heden vast en gebruiken de gegevens om toekomstige klimaatverandering te voorspellen.
Deze resultaten worden geanalyseerd door toonaangevende onderzoeksinstituten over de hele wereld, waaronder het Weizmann Institute of Science en vervolgens opgenomen in het beoordelingsrapport van het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering (IPCC) van de VN. Beleidsmakers vertrouwen op het IPCC-rapport wanneer ze adaptatie- en mitigatiestrategieën ontwikkelen voor klimaatverandering, een van de grootste crises van onze generatie.
Een nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in Nature Climate Change, zal het IPCC - en andere milieu-instanties - zeker opmerken. Een team van wetenschappers onder leiding van Dr. Rei Chemkevan de afdeling Aard- en Planetaire Wetenschappen van Weizmann onthulde een aanzienlijke intensivering van winterstormen op het zuidelijk halfrond.
De studie, uitgevoerd in samenwerking met dr. Yi Ming van Princeton University en dr. Janni Yuval van MIT, zal zeker voor veel opschudding zorgen in het klimaatgesprek. Tot nu toe voorspellen klimaatmodellen een door de mens veroorzaakte intensivering van winterstormen pas tegen het einde van deze eeuw. In de nieuwe studie vergeleken Chemke en zijn team klimaatmodelsimulaties met huidige stormwaarnemingen.
Hun ontdekking was somber: het werd duidelijk dat de stormintensivering van de afgelopen decennia al niveaus heeft bereikt die naar verwachting in het jaar 2080 zullen plaatsvinden.
“Een winterstorm is een weersverschijnsel dat maar een paar dagen duurt. Individueel draagt elke storm niet veel klimatologisch gewicht. Het langetermijneffect van winterstormen wordt echter duidelijk bij het beoordelen van cumulatieve gegevens die over lange perioden zijn verzameld", legt Chemke uit. Samengevat hebben deze stormen een aanzienlijke impact en beïnvloeden ze de overdracht van warmte, vocht en momentum in de atmosfeer, wat bijgevolg de verschillende klimaatzones op aarde beïnvloedt.
“Een voorbeeld hiervan is de rol die de stormen spelen bij het reguleren van de temperatuur aan de polen van de aarde. Winterstormen zijn verantwoordelijk voor het grootste deel van het warmtetransport van tropische gebieden naar de polen. Zonder hun bijdrage zouden de gemiddelde pooltemperaturen ongeveer 30°C lager zijn.” evenzo,
"We hebben ervoor gekozen om ons op het zuidelijk halfrond te concentreren omdat de intensivering die daar is geregistreerd sterker is geweest dan op het noordelijk halfrond", zegt Chemke. “We hebben het noordelijk halfrond niet onderzocht, maar het lijkt erop dat de intensivering van stormen op dit halfrond langzamer gaat dan op het zuidelijk halfrond. Als de trend aanhoudt,” voegt Chemke eraan toe, “zullen we hier de komende jaren en decennia een grotere intensivering van de winterstorm waarnemen.”
In zijn lab aan het Weizmann Instituut onderzoekt Chemke de fysische mechanismen die ten grondslag liggen aan grootschalige klimaatverandering. In deze studie probeerden hij en zijn onderzoek partners te begrijpen of deze veranderingen in klimaatpatronen werden veroorzaakt door externe factoren (zoals menselijke activiteit), of dat ze het gevolg waren van de interne fluctuaties van het wereldwijde klimaatsysteem. Ze analyseerden klimaatmodellen die stormintensiteit patronen simuleerden onder de geïsoleerde invloed van interne klimatologische oorzaken, zonder externe impact. Ze toonden aan dat de stormen de afgelopen 20 jaar sneller zijn toegenomen dan alleen door het interne klimaatgedrag kan worden verklaard.
Daarnaast ontdekten de onderzoekers het fysieke proces achter de stormintensivering. Een analyse van de groeisnelheid van de stormen toonde aan dat veranderingen in atmosferische jet streams in de afgelopen decennia deze escalaties hebben veroorzaakt, en de huidige klimaatmodellen zijn niet in staat om deze veranderingen nauwkeurig weer te geven.
De studie van Chemke, Ming en Yuval heeft twee onmiddellijke, aanzienlijke implicaties. Ten eerste laat het zien dat niet alleen de klimaatprojecties voor de komende decennia ernstiger zijn dan eerdere beoordelingen, maar het suggereert ook dat menselijke activiteit een grotere impact zou kunnen hebben op het zuidelijk halfrond dan eerder werd geschat. Dit betekent dat snel en slagvaardig ingrijpen nodig is om de klimaatschade in deze regio een halt toe te roepen. Ten tweede is een correctie van de bias in klimaatmodellen op zijn plaats, zodat deze in de toekomst een nauwkeuriger klimaatprojectie kunnen opleveren.
Zouden de klimaatmodellen andere belangrijke fenomenen onnauwkeurig kunnen voorspellen? "De modellen doen het erg goed in het voorspellen van bijna alle parameters", zegt Chemke. “We hebben één parameter ontdekt waarvoor de gevoeligheid van de modellen moet worden aangepast. Veranderingen in bijvoorbeeld temperatuur, neerslag, zee-ijs en zomerstormpatronen worden allemaal nauwkeurig gesimuleerd.”
Verwacht wordt dat de bevindingen van de studie klimaatonderzoekers over de hele wereld zullen helpen de vertekening in de modellen te corrigeren en een nauwkeurigere voorspelling van toekomstige klimaatpatronen te creëren. Bovendien zal het bijgewerkte begrip van de intensivering van winterstormen in de afgelopen decennia ons helpen een beter begrip te krijgen van de toestand van het klimaat op aarde. Klimaatwetenschappers zullen nu nauwkeuriger kunnen inschatten hoeveel schade klimaatverandering naar verwachting zal aanrichten - schade die alleen zal worden beperkt als de mensheid ingrijpt en verantwoordelijkheid neemt voor de toekomst van de planeet.
Het onderzoek van Dr. Chemke wordt ondersteund door het Willner Family Leadership Institute voor het Weizmann Institute of Science en het Zuckerman STEM Leadership Program.
