Klimaatverandering: feiten en onzekerheden Prof. Gerbrand Komen (ex-) Directeur Klimaatonderzoek KNMI 12 Maart 2009 NNV Sectie Energie en Klimaat

Bron: KNMI De Toestand van het Klimaat 2008, Jaargemiddelde temperatuur (afwijking van 1951-1980) in Nederland (rode lijn) en wereldgemiddeld (blauwe en groene lijn). Bron: KNMI, CRU/Hadley Centre, NASA/GISS. Data: CNT, CRU/Hadley Centre, NASA/GISS Jaargemiddelde temperatuur (afwijking van 1951-1980) in Nederland (rode lijn) en wereldgemiddeld (blauwe en groene lijn). Bron: KNMI De Toestand van het Klimaat 2008,

. . complex turbulent geophysical flow . .

Variabiliteit Karakteristieke patronen en karakteristieke tijdschalen Voorbeeld : Noord Atlantische Oscillatie NAO Index - luchtdrukverschil tussen IJsland en de Azoren

. . many feedbacks and forcings . .

Wetenschappelijke aanpak Gebruik alle beschikbare waarnemingen Kwantificeer processen, transporten, interacties en terugkoppelingen

Waarnemingen: tijdschalen “Natuurlijk archief” (boomringen, ijskernen, oceaan sediment, etc): Instrumentele waarnemingen (20ste eeuw) Geologische tijdschaal biedt belangrijk perspectief Hier: focus op de afgelopen eeuw

Instrumentele waarnemingen

Observation components of the Global Observing System - Surface observations The backbone of the surface-based sub-system continues to be about 11,000 stations (Volume A) on land making observations at or near the Earth’s surface, at least every three hours and often hourly, of meteorological parameters such as atmospheric pressure, wind speed and direction, air temperature and relative humidity. Some 4000 of these stations comprise the Regional Basic Synoptic Networks (RBSNs) drawn up by the six WMO Regional Associations. Data from these stations are exchanged globally in real time. A subset of these surface stations are used in Global Climate Observing System (GCOS) Surface Network (GSN).    Oppervlaktestations in het Global Observing System (GOS) van de Word Meteorological Organisation (www.wmo.ch)

Upper-air observations From a network of roughly 900 upper-air stations, radiosondes, attached to free-rising balloons, make measurements of pressure, wind velocity, temperature and humidity from just above ground to heights of up to 30km. Over two thirds of the stations make observations at 0000UTC and 1200UTC. Between 100 and 200 stations make observations once per day. In ocean areas, radiosonde observations are taken by about 15 ships, which mainly ply the North Atlantic, fitted with automated shipboard upper-air sounding facilities (ASAP). A subset of upper-air stations comprise the GCOS Upper-air Network (GUAN). For more details of the upper-air stations see the Catalogue of Radiosondes and Upper-air wind Systems. Bovenluchtstations in het Global Observing System (GOS) van de World Meteorological Organisation (www.wmo.ch)

Scheepswaarnemingen (Voluntary Observing Ships Programme) Marine observations Over the oceans the GOS relies - in addition to satellites - on ships, moored and drifting buoys and stationary platforms. Observations made by ships recruited under the WMO Voluntary Observing Ship (VOS) Programme, comprise much the same variables as at surface land stations with the important additions of sea surface temperature, wave height and period. The number of observing ships is about 7,000. About 40% are at sea at any given time. The operational drifting buoy programme comprised about 900 drifting buoys providing 12,000 sea surface temperature and surface air pressure reports per day. These ships and buoys are part of the WMO Marine Programme, which maintains lists of ships and observing standards. Scheepswaarnemingen (Voluntary Observing Ships Programme)

In het jaar 2007 : 383 ppm (37% boven pre-industrieel) Mauna Loa In het jaar 2007 : 383 ppm (37% boven pre-industrieel)

Voorbeeld: jaargemiddelde neerslag CMAP dataset, CPC (limate Predictions Centers) Merged Analysis of Precipitation, global gridded dataset based on gauge measurements, satellite data and reanalyses data. Voorbeeld: jaargemiddelde neerslag

Earth System Models 1975 1985 1992 1997 Atmosphere Atmosphere Atmosphere Atmosphere Atmosphere Atmosphere Land surface Land surface Land surface Land surface Land surface Ocean & sea-ice Ocean & sea-ice Ocean & sea-ice Ocean & sea-ice The Mt.Office Hadley Centre Sulphate aerosol Sulphate aerosol Sulphate aerosol Non-sulphate aerosol Non-sulphate aerosol Carbon cycle Carbon cycle Atmospheric chemistry Concerted efforts in Climate Model Diagnosis and Intercomparison http://www-pcmdi.llnl.gov/

Jaargemiddelde neerslag Waarnemingen Multi-model gemiddelde Fig 8.5 neerslag: gemiddelde jaarsom (cm) Waarnemingen CMAP; Modellen PCMDI database Jaargemiddelde neerslag

FAQ 8.1 waarnemingen zwart; 14 modellen; modelgemiddelde rood Wereldgemiddelde jaartemperatuur in de 20ste eeuw model simulaties vs waarnemingen

Klimaatverandering is van alle tijden Natuurlijke oorzaken: chaos, zon, oceaan, orbitaalvariaties, vulkaanstof . . Hoe wordt de menselijke invloed in kaart gebracht (broeikasgassen, aerosolen, verandering in landoppervlak . . Klimaatverandering is van alle tijden . .

Attributie Forcering met alle bekende forceringen Observations Forcering met alle bekende forceringen Forcering met alleen natuurlijke forcingen Vergelijk modelsimulaties met waarnemingen All forcing Solar + volcanic Resultaat hangt altijd af van kwaliteit modellen en waarnemingen “Understand and predict” limitations

Bronnen van onzekerheid Complex en uniek systeem Waarnemingen Modelbeperkingen Slechts beperkt te begrijpen Beperkte voorspelbaarheid

‘Kwantificeren’ van onzekerheden Most warming over the past 50 years is very likely due to anthropogenic GHG increases. Part of the variation can be accounted for by natural causes. Δ T in 2100 (relative to 1990) is likely to lie between 1.1 en 6.4 °C Likely > 66 % Very likely > 90 % NB: De waarschijnlijkheden zijn ook maar schattingen, voor een deel gebaseerd op het (subjectieve) oordeel van deskundigen.

IPCC: "Robust findings, key uncertainties" Robuust Mondiale opwarming1, toename atm CO21, menselijke invloed2, verwachte verdere stijging van de gemiddelde temperatuur3, . . Key uncertainties Grootte van de verwachte verandering, trends in extremen, regionale klimaatveranderingen, terugkoppelingen, rol van aërosolen, Groenland (zeespiegel), . . Gebaseerd op waarnemingen Gebaseerd op waarnemingen en hun interpretatie mbv modellen Gebaseerd op broeikasgastheorie en modellen

IPCC: “Possible responses” Robust Invloed op de menselijke samenleving en de biosfeer Reductie van kwetsbaarheiddoor “adaptatie” – maar er zijn grenzen aan de aanpasbaarheid “Mitigatie” is mogelijk Key uncertainties Kosten van: ongemitigeerde klimaatverandering, adaptatie, mitigation Optimaal ontwikkelingspad (energie innovatie snelheid, aanpassingsvermogen, governance, . .)

Taxonomie van actoren in het klimaatdebat Forget uncertainties Open mind Try to refute Just curious . . Policy relevant but not policy prescriptive Influence policy . Pure scientists Honest broker Alarmists Sceptics

Slotopmerkingen De klimaatwetenschap zal nooit absolute zekerheid bieden De beschrijving van de stand van zaken van het onderzoek is nogal complex (zie bv IPCC/SYR Ch6 Robust findings and key uncertainties) Die complexe boodschap wordt vaak vervormd in de media en in het publieke debat Waarden spelen een belangrijke rol bij de besluitvorming Er is behoefte aan voortzetting onderzoek

The end