• Nature
  • Reader
  • Hittegolven, droogtes, overstromingen: wiens schuld is het?

Hittegolven, droogtes, overstromingen: wiens schuld is het?

Nature | Londen | Quirin Schiermeier | 18 augustus 2018

Of de snoeihete zomer en de verwoestende bosbranden van 2018 een direct gevolg zijn van de klimaatverandering is een vraag die wordt onderzocht in de jonge ‘attributiewetenschap’. Want zoals ook de recente hittegolven in noordelijke gebieden in Canada, de VS, Rusland en Finland laten zien, wordt het steeds belangrijker om extreem weer te kunnen voorspellen.

Keuze uit ons archief

De recente hittegolven in het noordwesten van de Verenigde Staten en Canada, Rusland en momenteel Finland wijzen erop dat extreem weer steeds vaker voorkomt. Of dat een gevolg is van klimaatverandering is de vraag waar Friederieke Otto, verbonden aan de Universiteit van Ofxford, zich al jaren mee bezighoudt. Ook al in 2018 werd de wereld geteisterd door hitte en zelfs door grootschalige bosbranden. Otto en haar collega‘s ontwikkelden toen een model dat de relatie tussen die extreme weersverschijnselen en het veranderende klimaat blootlegt.

Voor Friederieke Otto, die aan de Universiteit van Oxford klimaatmodellen ontwerpt, is het een hectische tijd geweest. Journalisten liepen te hoop om haar mening te horen over de rol van de klimaatverandering in deze hete zomer [2018]. De gebruikelijke wetenschappelijke reactie is dat ernstige hittegolven frequenter zullen worden door de opwarming van de aarde. Maar Otto en haar collega’s wilden antwoord geven op een specifiekere vraag: wat was de invloed van de klimaatverandering op juist déze hittegolf?

Nadat ze drie dagen lang computermodellen hadden bestudeerd, meldden ze op 27 juli [2018] dat hun eerste analyse voor Noord-Europa uitwijst dat het als gevolg van de klimaatverandering tweemaal zo waarschijnlijk was dat deze hittegolf zich op veel plekken zou voordoen.

Het zal misschien niet lang meer duren eer journalisten voor dit soort snelle analyses bij weerbureaus terecht kunnen in plaats van op ad-hocbasis bij academici. Met behulp van Otto bereidt de Deutsche Wetterdienst (DWD) zich voor om als eerste ter wereld snelle inschattingen te leveren van de invloed van de opwarming van de aarde op specifieke meteorologische omstandigheden. In 2019 of 2020 hoopt het instituut zijn bevindingen bijna onmiddellijk via sociale media te publiceren, een of twee weken later gevolgd door een volledig rapport. ‘We willen de invloed van de klimaatverandering kwantificeren op alle atmosferische condities die extreem weer kunnen veroorzaken in Duitsland of Midden-Europa,’ zegt Paul Becker, onderdirecteur van het in Offenbach gevestigde weerinstituut. ‘De wetenschap is er rijp voor.’ Ook de Europese Unie is geïnteresseerd. Het Europees Centrum voor Weersverwachtingen op Middellange Termijn (ECWMF) in Reading, Zuid-West Engeland, bereidt voor 2020 een dergelijk programma voor, waarmee men wil trachten extreem weer, zoals hittegolven of overstromingen, toe te schrijven aan de door mensen veroorzaakte klimaatverandering. Als dat goed werkt, zou er een jaar of twee later een reguliere dienst van de EU in het leven kunnen worden geroepen, zegt Richard Dee, hoofd van de Copernicus Climate Change Service van het Europese centrum. ‘Het is ambitieus maar te doen,’ zegt Otto, die ook betrokken is bij het EU-initiatief.

Enquêtes wijzen uit dat mensen eerder geneigd zijn beleid te steunen dat zich richt op de aanpassing aan klimaatverandering als ze net extreem weer hebben meegemaakt

Dat weerbureaus zulke reguliere diensten overwegen, toont aan hoe ver de ‘attributiewetenschap’ is gekomen sinds de eerste experimentele onderzoeksprojecten meer dan een decennium geleden afzonderlijke weersgesteldheden aan klimaatverandering probeerden toe te schrijven. Nu staat deze vorm van wetenschap op het punt vanuit het laboratorium naar de wereld van alledag door te breken. Er zijn nog wat problemen met bepaalde extreme weersverschijnselen, maar naarmate meteorologische instituten regelmatiger informatie beginnen te leveren, zal het een grotere uitdaging worden om te bepalen hoe die studies van nut kunnen zijn voor de mensen die ze misschien zullen gebruiken. ‘Wetenschappelijk verantwoorde attributieverklaringen leveren is één ding,’ zegt Peter Walton, als sociaal wetenschapper verbonden aan de Universiteit van Oxford. ‘Hoe je vervolgens met die informatie omgaat, is weer iets anders.’

Lees ook:

Het idee achter de attributiewetenschap is simpel. Rampen als extreme hittegolven en zeer zware regenval zullen zich waarschijnlijk vaker voordoen omdat de toename van broeikasgassen de atmosfeer verandert. Warme lucht bevat meer waterdamp en slaat meer energie op. De oplopende temperaturen kunnen ook op grote schaal luchtcirculatiepatronen veranderen. Maar extreem weer kan eveneens het gevolg zijn van natuurlijke cycli, zoals het verschijnsel El Niño, dat van tijd tot tijd het oppervlak van de tropische Stille Oceaan opwarmt.

Onderzoekers zeggen dat het bepalen van de rol van door mensen veroorzaakte wereldwijde opwarming – in tegenstelling tot natuurlijke fluctuaties – bij individuele weersextremen de stedenbouwkundigen, ingenieurs en huiseigenaren zal helpen begrijpen wat voor soort overstromingen, periodes van droogte of andere weerscalamiteiten een toenemend risico gaan vormen. En enquêtes wijzen uit dat mensen eerder geneigd zijn beleid te steunen dat zich richt op de aanpassing aan klimaatverandering als ze net extreem weer hebben meegemaakt, zodat het snel verifiëren van een connectie tussen een regionale weersgesteldheid en klimaatverandering, of het uitsluiten daarvan, bijzonder effectief zou kunnen zijn bij het beïnvloeden van de publieke opinie.

© Pexels
© Pexels

Friederieke Otto heeft als doorgewinterd attributiewetenschapper inmiddels zo’n vijfentwintig analyses gemaakt. Van de zuidelijke rand van Afrika bijvoorbeeld, die al drie jaar onder droogte lijdt. Begin dit jaar was de situatie in de Zuid-Afrikaanse provincie West-Kaap zo ernstig dat ambtenaren in Kaapstad waarschuwden dat weldra ‘Dag Nul’ zou aanbreken, waarop de regio geen water meer zou hebben om in de basisbehoeften te voorzien – de eerste keer in een grote stad.

Terwijl Dag Nul de internationale krantenkoppen haalde, besloten Friederike Otto en Mark New, een klimaatwetenschapper van de Universiteit van Kaapstad, dat de weersgesteldheid in Kaapstad een goede kandidaat was voor een attributiestudie. Ze maakten ook een index van de ernst van het fenomeen, waarin regen- en warmtemetingen werden gecombineerd. Daarna schakelden de teams de werkpaarden voor attributiestudies in: complexe computerprogramma’s die het klimaat op aarde nabootsen. Op vijf verschillende onafhankelijke modellen lieten ze duizenden simulaties los. Sommige daarvan hielden rekening met waargenomen niveaus van door mensen uitgestoten broeikasgassen, andere richtten zich op natuurlijke concentraties van gassen, alsof de Industriële Revolutie zich nooit had voorgedaan.

Tegen de tijd dat het team weer bijeenkwam, was de regen teruggekeerd in Zuid-Afrika en was Dag Nul dus niet aangebroken. Toch zag Otto in de resultaten haar vermoeden bevestigd. ‘Door de opwarming van de aarde is de kans op drie opeenvolgende droge jaren in de regio drie keer zo groot geworden,’ zegt ze.

Hoewel Kaapstad dit jaar dus aan Dag Nul is ontkomen, zeggen beleidsmakers in de regio dat de resultaten van Otto een ontnuchterende waarschuwing zijn voor waterautoriteiten, die geneigd zijn te denken dat het wel losloopt met de opwarming van de aarde. ‘Dit is een ongelooflijk krachtige boodschap die we onmogelijk kunnen negeren,’ zegt Helen Davies, directeur Groene Economie van het ministerie voor Economische Ontwikkeling en Toerisme van de West-Kaap. ‘We zullen wellicht een radicaal nieuwe benadering van het waterbeheer moeten ontwikkelen.’

Ernst en frequentie

Volgens een analyse van het blad Nature hebben wetenschappers van 2004 tot halverwege 2018 meer dan 170 rapporten gepubliceerd over 190 gevallen van extreem weer. Tot dusver duiden de bevindingen erop dat ongeveer twee derde van de bestudeerde extreme weersgesteldheden in de hand was gewerkt of verergerd door klimaatverandering als gevolg van menselijk handelen. In meer dan 43 procent van deze gevallen was sprake van extreme hitte, gevolgd door droogte (18 procent) en extreme regenval of overstromingen (17 procent). In 2017 bevestigden studies zelfs voor de eerste keer dat drie gevallen van extreem weer zich zonder klimaatverandering niet zouden hebben voorgedaan: hittegolven in Azië in 2016, een wereldhitterecord in datzelfde jaar en de opwarming van de Golf van Alaska en de Beringzee in de periode 2014-16. Maar volgens de analyse van Nature toonde het beschikbare bewijs in 29 procent van de gevallen geen duidelijke menselijke invloed aan, of kon deze niet met zekerheid worden vastgesteld.

Soms lijken studies over een bepaalde weersgesteldheid tot tegengestelde conclusies te leiden. Eén studie over een Russische hittegolf in 2010 wees uit dat de ernst daarvan nog binnen de grenzen van de natuurlijke variabiliteit bleef, maar een andere analyse gaf aan dat de weersgesteldheid in de hand was gewerkt door klimaatverandering. De media vonden deze resultaten verwarrend, maar klimaatwetenschappers zeggen dat de discrepantie niet verrassend is omdat de twee studies naar verschillende zaken hebben gekeken: ernst en frequentie. Friederike Otto vreest dat als wetenschappers er niets over zeggen, andere mensen erop in zullen spelen, en dan niet op basis van wetenschappelijk bewijs, maar al naar gelang het in hun straatje past.

Gabriel Hegerl, klimaatwetenschapper van de Universiteit van Edinburgh, is coauteur van een in 2016 verschenen rapport van de US National Academies, dat concludeerde dat de attributiewetenschap snelle vorderingen heeft gemaakt en erbij gebaat zou zijn als de resultaten aan operationele weersvoorspellingen zouden worden gekoppeld. Maar nog niet alle wetenschap is optimaal toegesneden op attributiestudies, zegt hij. Computeralgoritmen hebben nog steeds moeite om ernstige lokale stormen te modelleren die het gevolg zijn van de snelle convectie van lucht, zoals kleine hagelstormen of tornado’s, zodat wetenschappers niet kunnen zeggen of de klimaatverandering deze weersgesteldheden in de hand heeft gewerkt. Betrouwbare attributie is ook moeilijk of zelfs onmogelijk als er geen klimaatgegevens over een langere termijn beschikbaar zijn, zoals in sommige Afrikaanse landen. En er zou altijd sprake kunnen zijn van natuurlijke klimaatvariabiliteit die niet volledig zichtbaar is in de relatief nog slechts korte periode waarin rechtstreekse waarnemingen worden gedaan.

Onderzoekers voeren nu studies uit waarbij gebruikgemaakt wordt van meerdere, onderling onafhankelijke klimaatmodellen, hetgeen de onzekerheid verkleint omdat die naar overeenkomstige resultaten kunnen zoeken. En wetenschappers zijn voorzichtig bij het doen van op waarschijnlijkheid berustende uitspraken. ‘De attributie van extreme weersgesteldheden heeft veel vooruitgang geboekt nadat men er met karige middelen aan is begonnen,’ zegt Erich Fischer, klimaatwetenschapper bij het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich. ‘Voor kleine hagelstormen of tornado’s werkt het misschien nog steeds niet. Maar voor grootschalige weerspatronen die door moderne klimaatmodellen kunnen worden gepresenteerd, is het toeschrijven van oorzaken inmiddels behoorlijk betrouwbaar.’

Volgens Helen Davies zou de laatste studie van Otto in Zuid-Afrika moeten leiden tot een nieuwe benadering van het regionale watermanagement. ‘Meteorologen verzekerden ons na het tweede droge jaar dat het onmogelijk was dat er nog een derde zou volgen. Maar we kunnen niet meer naar het verleden kijken om te weten wat er in de toekomst kan gebeuren. We moeten ons leren aanpassen aan een veranderend klimaat, en attributie is daarvoor een absolute voorwaarde.’ Een van de lessen van de recente droogte en de attributieanalyse is dat de West-Kaap niet alleen meer op regen moet vertrouwen om zijn watervoorraad aan te vullen, zegt ze. In plaats daarvan zou men moeten diversifiëren door grondwater af te tappen en de faciliteiten voor de ontzilting van zeewater en de behandeling van afvalwater uit te breiden.

Effect

Over het algemeen valt moeilijk uit te maken wat voor effect attributiestudies hebben, zeggen sociale wetenschappers. Dat komt doordat de invloed van deze bevindingen moeilijk los kan worden gezien van andere studies die verhoogde risico’s van extreem weer voorspellen als gevolg van klimaatverandering – of van de schok van de weersgesteldheden zelf. Maar als attributiestudies regelmatig in weersvoorspellingen gaan figureren, in plaats van alleen maar in wetenschappelijke tijdschriften, dan zouden ze meer effect kunnen krijgen, meent Jörn Birkmann, expert op het gebied van ruimtelijke en regionale planning aan de Universiteit van Stuttgart. ‘Stedenbouwkundige en infrastructurele plannenmakers, die nieuwe woongebieden, ziekenhuizen of treinstations willen ontwerpen, moeten nog meer rekening houden met risico’s van extreme weersgesteldheden als deze duidelijk aan klimaatverandering kunnen worden toegeschreven,’ zegt hij.

Gegevens uit attributierapporten zouden ook kunnen worden gebruikt bij processen over klimaatverandering, opperen Birkmann en James Thornton, hoofd van ClientEarth in Londen, een internationaal kantoor van milieu-advocaten. Tot nu toe zijn er nog geen attributiestudies geciteerd tijdens rechtszaken waarin het verzuim om zich voor te bereiden op de gevolgen van klimaatverandering ten laste wordt gelegd, zegt Thornton. Maar hij denkt dat rechters daar in toenemende mate gebruik van zullen maken om te bepalen of gedaagden – of dat nu olie-maatschappijen, architecten of overheidsinstellingen zijn – aansprakelijk kunnen worden gesteld. ‘Rechtbanken zijn geneigd overheidsgegevens te vertrouwen,’ zegt hij. ‘Als attributie een publieke dienstverlening wordt in plaats van een wetenschap, zullen de rechters er veel makkelijker gebruik van gaan maken.’

Paul Becker van het Duitse weerinstituut zegt dat hij ervan overtuigd is dat attributiestudies een waardevolle dienstverlening worden voor veel onderdelen van de maatschappij. ‘Het is mede onze taak om de verbanden tussen klimaat en weer te verduidelijken,’ zegt hij. ‘Er is vraag naar die informatie, er is een wetenschap die daarin kan voorzien, en wij zullen die wetenschap graag verspreiden.’

Lees ook:

Recent verschenen
Een remedie tegen navelstaren?
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief.
Onze nieuwsbrief wordt wekelijks verzonden.
inschrijven

360 is jarig en trakteert!

Schrijf je in voor de nieuwsbrief en krijg 3 maanden gratis toegang tot 360 online.