1 Experiment “Mens & Systeem Aarde” Klimaatverandering en Kansen voor de Nederlandse Delta Prof Dr Pavel Kabat Wageningen UR Klimaat voor Ruimte / Kennis.

Presentatie over: "1 Experiment “Mens & Systeem Aarde” Klimaatverandering en Kansen voor de Nederlandse Delta Prof Dr Pavel Kabat Wageningen UR Klimaat voor Ruimte / Kennis."— Transcript van de presentatie:

1 1 Experiment “Mens & Systeem Aarde” Klimaatverandering en Kansen voor de Nederlandse Delta Prof Dr Pavel Kabat Wageningen UR Klimaat voor Ruimte / Kennis voor Klimaat KNAW Waddeacademie IPCC

2 2

3 3

4 4 Global System of Geostationary Satellites

5 5 WMO WWW’s space-based component of the Global Observing System (2004) Unparalleled international cooperation has been achieved in satellite activities*

6 6

7 7 The Precursor: Wladimir I. Vernadsky ” The biosphere is a unique region of the Earth’s crust occupied by life. There are no stronger chemical forces at the earth surface [...] than living organisms taken in their totality”. 1926

8 8 MODIS WEEKLY LAND+OCEAN GPP

9 9 Vitousek (1994) What is Global Change? Reid & Miller (1989)

10 10 NOAA What is Global Change? NASA U.S. Bureau of the Census Mackenzie et al (2002) Richards (1991), WRI (1990)

11 11 Worldwide Water Use by Sector

12 12 Worldwide Water Use by Region

13 13 The current situation 1 billion people without access to safe drinking water 1.4 billion people in watersheds with < 1000m 3 /capita/year 2.4 billion people with poor sanitation

14 14 Global Reservoir Database Location (lat./lon.), Storage capacity, Area of water surface, Purpose of dam, Year of construction, … 13,382dams, Visual courtesy of Kuni Takeuchi

15 15 Global Water System Project IGBP – IHDP – WCRP - Diversitas Human modification of hydrological systems Columbia River at the Dalles, OR

16 16 1950 Analysis by Munich Re Data: U.N. Population Division World Cities exceeding 5 million residents

17 17 2015 Analysis by Munich Re Data: U.N. Population Division World Cities exceeding 5 million residents

18 18

19 19 © 1989 - FOTOS/ LIANA JOHN The Amazon Basin………..

20 20 The forest...

21 21 Biodiversity...

22 22 The rains...

23 23 The rivers...

24 24 Population Growth and Land Use Change modern occupation of Amazonia (since 1500): negligible land use change up to the 1960's, but large loss of ethnic diversity due to colonization large lad use change in the last 30 years close to 600,000 km 2 deforested in Brazilian Amazonia (15%) high annual rates of deforestation (15,000 to 30,000 km 2 /year)

25 25 Causes for Land Use Change: Government plans to “integrate” Amazonia road network throughout the region population growth in Amazonia: 3,5 million in 1970, up to 20 million in 2000, though 65% living in large and mid-size cities and towns colonization projects: rush of landless people to small scale, low tech agriculture subsidized cattle ranching destructive logging as a vector to subsequent deforestation

26 26 Klimaat en Landgebruik 1973 1991 1973 1999

27 27 Fire...

28 28 Fire...

29 29 Future biodiversity?

30 30 The Anthropocene Era Courtesy of Paul Crutzen

31 31 The Earth System: Coupling the Physical, Biogeochemical and Human Components

32 32 But who puts the puzzle together?

33 33 Klimaatverandering?

34 34 Broeikaseffect Zonnestraling warmt de Aarde op De Aarde zendt (o.a.) de langgolvige straling terug naar de atmosfeer Broeikasgassen zoals CO 2 (maar ook bvb H 2 O) absorberen deze langgolvige straling Temperatuur van het Aardoppervlak is daardoor nu +15°C i.p.v. -18°C

35 35 An Integrated Earth System

36 36 Svante Arrhenius (1896) Broeikasgassen warmen het klimaat op Arrhenius quantifies in 1896 the changes in surface temperature (approx. 5 C) to be expected from a doubling in CO 2, based on the concept of ”glass bowl” effect introduced in 1824 by Joseph Fourier

37 37 Last Ice Age Veranderingen in koolstofdioxide concentraties tijdens IJstijden (boringen) en laatste honderd jaar (mondiale metingen) Source: IPCC, 2001 The past 100 years Last Interglacial 350 300 250 200 Carbon Dioxide Amount (ppmv) 400x10 3 3002001000 Years Before Present

38 38 Rol van landgebruik (groen-blauw domein) 1990’s: landbouw en bosbouw (ontbossing) direct verantwoordelijk voor 25 % wereldwijde emissies van CO 2 ; daarnaast leggen de ecosystemen jaarlijks tussen 1,5 – 2 Gigaton C vast !! 1990’s: landbouw (rijst, wetlands,) veroorzaker van 70 % wereldwijde emissies van CH 4 1990’s: landbouw (intensieve bemesting, slash en burn in de tropen) veroorzaker van 90 % wereldwijde emissies van N 2 O Klimaateffecten en adaptatie 70% klimaatgevoelige sectoren wereldwijd direct of indirect verbonden met land- en ruimtegebruik (groen, blauw, stedelijk en voedselproductie)

39 39 Many times we lose sight of the scale of the problem Annual current global emissions (without deforestation) 6.6 gigatons of carbon - –24.2 gigatons of carbon dioxide Global reservoirs –Atmosphere is 750 gigatons (carbon) –Standing biomass is 650 gigatons (carbon) –Terrestrial soils have 1500 gigatons (carbon) Increase in Atmosphere since pre-industrial period - 200 gigatons carbon Just 1 gigaton is a lot …

40 40 One gigaton is… 2740 Empire State Buildings or 77 Empire State Buildings made out of solid lead 142,857,142 African elephants That’s enough elephants stacked on top of each other to reach from Earth to the moon and halfway back Greater than the mass of all the humans on the planet Greater than the annual global production of iron and steel

41 41 Gedachte Experiment: Morgen: Stabilisatie van de atmosferische concentratie van de broeikasgassen

42 42 Prediction of a stabilization’ response by one model Het aanpassen (adaptatie) aan de gevolgen van klimaatverandering is onvermijdelijk, ook als we erin slagen om de uitstoot van broeikasgassen fors (60 tot 80 %) te reduceren Wat er gebeurt als we de GHG en aerosol concetraties gestabiliseerd krijgen… Wij zijn hier Toekomst? … de atmosfeer warmt op in reactie op de oceaan Courtesy of the Hadley center

43 43 Air temperature stabilizes in a few decades after stabilization of concentrations as the ocean’s mixed layer warms. Sea level will continue to rise for centuries as the deep sea slowly absorbs energy from a warmer atmosphere. How about longer response time scales? Hot water expands…which is the main cause of current global sea level rise. (Hadley center)

44 44 Wat is adaptatie Groot aanpassingsvermogen.... Het gevaar…. …van een paar honderste graden per jaar!

45 45 Klimaat, Adaptatie, Duurzaamheid… …er is grote urgentie om het probleem aan te pakken…...niet alle neuzen zijn de zelfde kant op gericht… …risico is een relatief begrip…

46 46

47 47

48 48

49 49 Communicate the “obvious”: Climate scenarios chain……….. EmissionsNarratives Concentrations Climate changeImpacts

50 50 Accuracy versus Precision High accuracy Low precision Low accuracy High precision ‘Global mean temperature will increase between 1.4º and 5.8ºC by the end of the century’ ‘Maximum temperature in July will increase by 3.7ºC in Alkmaar in 2088...

51 51 Accuracy versus Precision Climate variable e.g. 20th percentil e Precise, but inaccurate ‘True’ value Probability density ‘Accurate’, but imprecise

52 52

53 53

54 54

55 55 Not if we understand the wider contexts in which adaptation has to take place...... spatial planning, technical regulation, economic priorities,adaptive management, risk management, cultural preferences, risk psychology ….. So is climate adaptation limited by current state of the affaires in climate modelling?

56 56

57 57 Adaptation (autonomous) Adaptation (with investments) x1x1 Climate parameter (e.g. rainfall) Frequency Extremen Drought risk Flood risk “Acceptable risk”

58 58 Adaptation (autonomous) Adapation (with investments) x1x1 Climate parameter (e.g.rainfall) Frequency P1P1 P2P2 x2x2 Climate Change “Acceptable risk”

59 59 Gemiddelde jaartemperatuur Significante stijging gemiddelde temperatuur voor de meeste Europese stations Grotere jaar-op-jaar variatie voor een regio dan op wereldschaal Wereld Nederland

60 60 Neerslag in Nederland Toename jaarneerslag door toename in herfst, winter en lente Gemiddelde 13 stations in Nederland

61 61 IPCC klimaatscenario’s IPCC, 2007 +6,4°C +1,1°C 1800 2000 2100 Toekomst 2 typen onzekerheden: Soc.-econ. ontwikkelingen Klimaatsysteem

62 62 Indeling van de scenario’s

63 63 Kenmerken alle KNMI’06 scenario’s: Opwarming zet door Winters gemiddeld natter Heviger extreme zomerbuien Veranderingen in het windklimaat klein Zeespiegel blijft stijgen Algemeen beeld

64 64 Overstromingsgebied bij NAP -6.0 m - 5 m 0 m + 5m M t.o.v. NAP Druk op de toetsen Den Haag Noordzee Markermeer A12 A4 A2 Haarlem A6 Amsterdam Utrecht A13 A9 A7 Waddenzee Noordwijk Delft

65 65 Overstromingsgebied bij NAP -5.0 m - 5 m 0 m + 5m M t.o.v. NAP Druk op de toetsen Den Haag Noordzee Markermeer A12 A4 A2 Haarlem A6 Amsterdam Utrecht A13 A9 A7 Waddenzee Noordwijk Delft

66 66 Overstromingsgebied bij NAP -4.0 m - 5 m 0 m + 5m M t.o.v. NAP Druk op de toetsen Den Haag Noordzee Markermeer A12 A4 A2 Haarlem A6 Amsterdam Utrecht A13 A9 A7 Waddenzee Noordwijk Delft

67 67 Overstromingsgebied bij NAP -3.0 m - 5 m 0 m + 5m M t.o.v. NAP Druk op de toetsen Den Haag Noordzee Markermeer A12 A4 A2 Haarlem A6 Amsterdam Utrecht A13 A9 A7 Waddenzee Noordwijk Delft

68 68 Overstromingsgebied bij NAP -2.0 m - 5 m 0 m + 5m M t.o.v. NAP Druk op de toetsen Den Haag Noordzee Markermeer A12 A4 A2 Haarlem A6 Amsterdam Utrecht A13 A9 A7 Waddenzee Noordwijk Delft

69 69 Overstromingsgebied bij NAP -1.0 m - 5 m 0 m + 5m M t.o.v. NAP Druk op de toetsen Den Haag Noordzee Markermeer A12 A4 A2 Haarlem A6 Amsterdam Utrecht A13 A9 A7 Waddenzee Noordwijk Delft

70 70 Overstromingsgebied bij NAP - 5 m 0 m + 5m M t.o.v. NAP Druk op de toetsen Den Haag Noordzee Markermeer A12 A4 A2 Haarlem A6 Amsterdam Utrecht A13 A9 A7 Waddenzee Noordwijk Delft

71 71 Overstromingsgebied bij NAP +0.5 m - 5 m 0 m + 5m M t.o.v. NAP Druk op de toetsen Den Haag Noordzee Markermeer A12 A4 A2 Haarlem A6 Amsterdam Utrecht A13 A9 A7 Waddenzee Noordwijk Delft

72 72 Overstromingsgebied bij NAP +1.0 m - 5 m 0 m + 5m M t.o.v. NAP Druk op de toetsen Den Haag Noordzee Markermeer A12 A4 A2 Haarlem A6 Amsterdam Utrecht A13 A9 A7 Waddenzee Noordwijk Delft

73 73 Ameland, 9 november 2007

74 74 Vlieland, 9 november 2007 Ameland, 9 november 2007

75 75 Vlieland, 9 november 2007 Breskens, 9 november 2007 Katwijk, 9 november 2007 Noordwijk, 9 november 2007 Vlieland, 9 november 2007

76 76 Vlieland, 9 november 2007 Breskens, 9 november 2007 Katwijk, 9 november 2007 Noordwijk, 9 november 2007 Texel, 9 november 2007

77 77 Vlieland, 9 november 2007 Breskens, 9 november 2007 Katwijk, 9 november 2007

78 78 Vlieland, 9 november 2007 Breskens, 9 november 2007 Katwijk, 9 november 2007 Noordwijk, 9 november 2007

79 79 Vlieland, 9 november 2007 Breskens, 9 november 2007 Katwijk, 9 november 2007 Noordwijk, 9 november 2007Zandvoort, 9 november 2007

80 80 … toegenomen aandacht…

81 81 Een perspectief uit de politiek…. “Het klimaat verandert en we moeten Nederland klimaatbestendig maken. Niet alleen de overheid, maar samen met wetenschap en maatschappij” Jan-Peter Balkenende -, november 2005” Wetenschap - beleid interactie

82 82 Delta Commissie Klimaatscenario’s Update met laatste kennis op het gebied van: de expansie van het water door stijgende temperatuur, het smelten van sneeuw en gletsjers, het smelten van ijskappen op Groenland en Antarctica. gravitatie-effecten, gerelateerd aan het smelten van de grotere ijskappen.

83 83

84 84 -120m, ijstijd + 6m, warme tijd 20 000 jaar geleden: eb 120 000 jaar geleden: vloed Natuurlijke dynamiek zeespiegel

85 85 1959 Duurzaamheid anno 1959

86 86 We moeten kiezen: óf de mensen óf de natuurlijke dynamiek 1995 2100? Wat leren we daaruit? Als de zeespiegel stijgt bewegen de eilanden landinwaarts (natuurlijke dynamiek)

87 87 Wadden Sea - 2007 Bron: Roggema e.a. (2007)

88 88 Wadden Sea - 2037 Bron: Roggema e.a. (2007)

89 89 Wadden Sea - 2100 Bron: Roggema e.a. (2007)

90 90 Zeespiegelstijging rond 2050: 40 centimeter rond 2100: 65 tot 130 centimeter rond 2200: 2 tot 4 meter

91 91 KNMI klimaatscenario’s G G+ WW+ klimaatverandering kans WB21 laag WB21 midden WB21 hoog

92 92

93 93 Netherlands: Are there technological limits to adapt?

94 94

95 95

96 96

97 97

98 98

99 99

100 100

101 101

102 102 40.000 ton 80.000 ton

103 103 2de Delta Commissie: Klimaat als een kans voor grootschalige innovaties

104 104

105 105

106 106.... sustainable planning – Space for the river

107 107 Relatie veiligheid – ruimtelijke kwaliteit Casus veenweidegebied

108 108

109 109

110 110 Stellingen (1) Klimaatverandering is en blijft een toekomstperspectief met veel onzekerheden. Ondanks deze onzekerheden is het nu al sociaaleconomisch verantwoord en economisch kansrijk om in klimaat(adaptatie) oplossingen te investerten.

111 111 Stellingen (2) Met klimaatrobuuste / klimaatadaptieve oplossingen valt op de duur wereldwijd veel geld te verdienen, en dit in het bijzonder met Nederlandse “duurzame Delta- oplossingen” als exportproduct

112 112 Klimaatkansen voor de Delta