In 2023 bereikte de gemiddelde wereldtemperatuur een nieuw ‘hoogtepunt’: een plus van bijna 1,5°C vergeleken met het voorindustriële niveau. De oorzaken van deze plotselinge toename brachten onderzoekers in verwarring. Als je kijkt naar de effecten van door de mens veroorzaakte invloeden, het fenomeen El Niño en natuurlijke gebeurtenissen, kan een groot deel van de opwarming worden verklaard. Een verschil van ongeveer 0,2°C is dan nog niet goed verklaard. Onderzoekers van, onder meer, het Alfred Wegener Instituut hebben nu een verklaring: het zijn de laaghangende wolken die het verschil maken.“Naast het begin van El Niño en de verwachte opwarming op de lange termijn, veroorzaakt door antropogene broeikasgassen, zijn er verschillende factoren die kunnen hebben bijgedragen aan de verrassend hoge mondiale gemiddelde temperaturen sinds 2023”, zegt Helge Gößling, hoofdauteur van de studie van het Alfred Wegener Instituut voor pool- en zeeonderzoek (AWI). “Zo geeft grotere zonneactiviteit meer waterdamp in de atmosfeer of een vulkaanuitbarsting meer deeltjes in de atmosfeer. Als we al deze factoren in aanmerking nemen, blijft er nog steeds een opwarming van 0,2°C over, waarvoor geen duidelijke verklaring bestaat.”
Over dat verschil hebben klimaatdeskundigen het hoofd gebroken. Om dat verschil te ‘dichten’ hebben klimaatmodelbouwers van AWI en het Europese centrum voor middellange weersvoorspellingen (ECMWF) satellietgegevens van NASA en heranalysegegevens van ECMWF onderzocht, die diverse observatiegegevens combineren met een complex weermodel. Een deel van de gegevens gaat terug tot 1940 en maakt een gedetailleerde analyse mogelijk van de ontwikkeling van de energiebalans van de wereld en de bewolking op verschillende hoogten.
“Wat opviel was dat in de gegevens van zowel NASA als ECMWF dat 2023 het jaar was met de laagste planetaire albedo“, zegt medeonderzoeker Thomas Rackow van ECMWF. Planetaire albedo beschrijft het deel van de zonnestraling dat terug de ruimte in wordt gespiegeld na enige interactie met de atmosfeer en het aardoppervlak. “De afgelopen jaren zien we al een zekere daling. De gegevens duiden er nu op dat het planetaire albedo in 2023 wellicht het laagste is sinds minstens 1940.” Dat versterkt de opwarming van de aarde en zou de tot nu toe ontbrekende 0,2°C kunnen verklaren, maar wat veroorzaakte die daling van de planetaire albedo?
Lage bewolking
De albedo van het aardoppervlak heeft sinds de jaren zeventig de neiging af te nemen. Dat komt doordat sneeuw en zeeijs in het Noordpoolgebied verdwijnt en daarmee witte oppervlakken die zonnestralen kunnen reflecteren. Sinds 2016 is er ook sprake van een afname van het zeeijs rond Antarctica.
Gößling: “Uit de analyse van de gegevens blijkt echter dat de afname van de oppervlakte-albedo in de poolgebieden slechts ongeveer 15% heeft bijgedragen aan de recente afname van de planetaire albedo.”
Ook elders is de reflectiviteit merkbaar afgenomen. Om te berekenen welk effect de verminderde albedo zou kunnen hebben gehad, gebruikten de onderzoekers een energiebalansmodel dat de temperatuurontwikkeling van complexe klimaatmodellen zeer goed weergeeft. Het resultaat: zonder de verminderde reflectie sinds december 2020 zou 2023 gemiddeld zo’n 0,23°C koeler zijn geweest.
Eén ontwikkeling lijkt de afname van de planetaire reflectiviteit aanzienlijk te hebben beïnvloed: de afname van lage bewolking (tot enkele km’s boven de aarde) op de noordelijke breedtegraden en in de tropen. Vooral de Atlantische Oceaan springt eruit, precies de regio waar in 2023 de meeste hitterecords werden waargenomen.
“Het is opvallend dat de oostelijke Noord-Atlantische Oceaan, een van de belangrijkste aanjagers van de recente stijging van de mondiale gemiddelde temperatuur, niet alleen in 2023 een significante afname van de lage bewolking te zien gaf, maar – net als bijna de hele Atlantische Oceaan – ook al in de afgelopen tien jaar”, zegt de AWI-onderzoeker. Uit de gegevens blijkt dat de bewolking op lage hoogte afnam, terwijl deze op grote en middelhoge hoogte slechts licht of helemaal niet was afgenomen.
Hoge bewolking
Het feit dat vooral lage bewolking en niet hogere bewolking achter de albedodaling zit, heeft grote gevolgen. Wolken op alle hoogten reflecteren zonlicht en hebben een verkoelend effect. Wolken in hoge, koude luchtlagen (-30°C tot -50°C) hebben echter ook een opwarmend effect, omdat ze de door het aardoppervlak uitgestraalde warmte tegenhouden.
“Dit komt in principe overeen met het effect van broeikasgassen”, zegt Gößling. Dit effect is echter grotendeels afwezig bij lagere wolken en daarmee verliezen we met het verdwijnen van de lage bewolking het afkoelend effect.
De afname van de lage bewolking zou, opmerkelijk genoeg, kunnen zijn veroorzaakt doordat de mens minder vervuilende deeltjes in de atmosfeer brengt. Zo zouden strengere eisen aan scheepsdiesel hebben kunnen leiden tot aardopwarming.
Als condensatiekernen spelen aërosolen een sleutelrol bij de wolkvorming. Ze reflecteren zelf ook zonlicht. Natuurlijke schommelingen en oceaaninteracties kunnen ook een rol spelen. Gößling acht het echter onwaarschijnlijk dat deze factoren voldoende zijn als verklaring en brengt een derde mechanisme in het spel: het is de opwarming van de aarde zelf die ervoor zorgt dat de lage wolken verdwijnen.
“Als er een versterkende terugkoppeling is tussen de opwarming van de aarde en de wolken achter de afname van het albedo, zoals sommige klimaatmodellen suggereren, moeten we een vrij sterke toekomstige opwarming verwachten. We zouden al dichter bij de opwarming van de aarde van ruim 1,5°C kunnen zijn dan eerder werd gedacht. De resterende uitstoot van broeikasgassen zoals bepaald in het Akkoord van Parijs zouden dienovereenkomstig naar beneden moeten worden bijgesteld en maatregelen om de gevolgen van te verwachten weersextremen aan te pakken zouden zelfs nog urgenter worden.”
Bron: idw-online.de