Karel Knip - Rijzend Smeltwater
De opvatting dat de zeespiegel stijgt door thermische uitzetting
van het zeewater blijkt onjuist. Toevoer van zoet smeltwater levert de
grootste bijdrage.
De leek had gelijk. De zeespiegel is de laatste eeuw gewoon gestegen
doordat ergens op aarde veel landijs smolt. De bijdrage van de
zogenoemde `thermische uitzetting' van oceaanwater aan de
zeespiegelrijzing is veel kleiner dan steeds wordt aangenomen. De
toevoer van zoet smeltwater is de hoofdzaak.
Dat
concluderen de Amerikaanse onderzoekers Laury Miller en Bruce Douglas
deze week in Nature (25 maart). Het is een afrekening met de Franse
onderzoekster Cecile Cabanes c.s. die op grond van
satelliet-waarnemingen in Science (26 oktober 2001) vaststelde dat de
zeespiegel de laatste eeuw helemaal niet zo sterk was gestegen als
aangenomen en dat de trend geheel als thermische uitzetting kon worden
verklaard. Nature brengt het nieuwe Amerikaanse inzicht zonder veel
ophef. Toch kunnen de conclusies van grote invloed zijn op de
voorspelling van de zeespiegelrijzing in de komende eeuw.
Het is nog steeds niet goed bekend hoe snel de zeespiegel de afgelopen
eeuw steeg en wat de huidige stijgsnelheid is. De klassieke
peilschalen (en moderne vervangers daarvan) geven verschillende
uitkomsten en het schort ook aan voldoende lange meetreeksen. De
gezochte `lange' trend wordt pas zichtbaar in meetreeksen van vele
decennia, want er zijn veel `korte' trends die de lange trend maskeren.
Gedeeltelijk komt dat doordat de zeespiegel niet op alle plaatsen op
aarde even snel stijgt, hoe vreemd dat ook klinkt. Minieme
niveauverschillen die in een badkuip snel verdwijnen blijven in
oceanen lang bestaan. Satellieten hebben dit vermoeden bevestigd. Des
te pijnlijker is daarom het gemis aan voldoende lange
waarnemingsreeksen op het zuidelijk halfrond.
Er komt bij dat registraties met behulp van peilschalen inherent
onbetrouwbaar zijn: wat wordt waargenomen als de stijging van de zee
kan net zo goed een daling van land zijn. En dat komt ook op grote
schaal voor, de aardmantel reageert nog steeds op het wegvallen van de
loodzware ijskap die in de laatste ijstijd op het oppervlak drukte.
Het laatste rapport van de VN-commissie voor klimaatverandering IPCC
(Climate Change 2001) houdt het erop dat de zeeën, gemiddelde over de
hele aarde, in de 20ste eeuw met een snelheid van 1 tot 2 mm per jaar
stegen, met 1,5 mm als `centrale waarde'. Tot aan 2000 leek deze
snelheid redelijk in overeenstemming met het aangenomen effect van de
opwarming van het zeewater (en een kleine bijdrage van smeltwater).
Maar op 24 maart 2000 rekende Sydney Levitus c.s. in Science voor dat
de oceanen bij lange na niet zoveel warmte hadden opgenomen als werd
verondersteld. Er kon geen grotere gemiddelde stijgsnelheid dan 0,5
mm/jaar uit worden afgeleid. Smeltend landijs zou er hoogstens 0,2 mm
aan toevoegen.
enigma
Het IPCC heeft deze waarden in 2001 overgenomen en sindsdien gaapt er
een kloof tussen meting en model. De zee stijgt sneller dan de
modellen verklaren kunnen. Het `enigma' is vorig jaar expliciet aan de
orde gesteld in Physics Today (maart 2002) en de Proceedings of the
National Academy of Sciences (14 mei 2002).
Daaruit kan al worden afgeleid dat het genoemde artikel van Cecile
Cabanes niet voor iedereen overtuigend was. Cabanes gaf een eerste
uitwerking van de hoogtemetingen van de Frans-Amerikaanse Topex/Poseidon-satelliet,
die sinds 1992 de hoogte van het zeeoppervlak meet. De metingen gelden
als secuur en betrouwbaar en hebben het voordeel dat ze gegevens
opleveren voor nagenoeg het hele oceaanoppervlak, niet alleen de
kustgebieden waar de peilschalen staan.
Cabanes analyseerde waarnemingen uit de periode 1993-1998 waaruit een
ongekend hoge zeespiegelrijzing van maar liefst 3,2 mm/jaar volgde.
Die vergeleek ze met de uitkomsten van een wat gecompliceerde
oceanografische methode om uit veranderingen in het verloop van
temperatuur en zoutgehalte tussen zeebodem en zeeoppervlak een kleine
uitzetting (of krimp) van de waterkolom af te leiden. De uitkomsten
van dit soort berekeningen heten `sterische niveaustijgingen'. De
Amerikaanse dienst NOAA beheert een omvangrijke databank met gegevens
over temperaturen en zoutgehaltes.
Cabanes stelde vast dat de sterische niveaustijgingen die zij met
behulp van de NOAA-bank voor 93-98 berekende volmaakt overeenstemden
met die van de satelliet en zich ook op de juiste plaatsen op aarde
voordeden. Het berekenen van sterische niveaustijgingen geeft dus
betrouwbare uitkomsten, concludeerde zij. Toen ze vervolgens de
mondiaal-gemiddelde sterische niveaustijging voor de periode 1955-1996
berekende vond zij een opvallend lage waarde: maar 0,5 mm/jaar. Mooi
in overeenstemming met wat Levitus voor mogelijk hield, maar slechts
een fractie van wat de peilschalen voorspiegelen. Wat nu? Cabanes
zette een bijzondere stap: zij berekende de sterische stijgingen niet
langer voor de gehele oceaan, maar voor kleine zeegebieden in de
omgeving van een selecte groep peilschalen. Dat leverde wèl een goede
overeenstemming in uitkomst op. Conclusie: de peilschalen staan
toevallig in gebieden waar de zee atypisch snel stijgt. Zij geven geen
goed beeld.
pech
Miller en Douglas hebben het werk van Cabanes uitgebreid en
gepreciseerd. Hun bevindingen staan lijnrecht tegenover die van de
Franse onderzoekster. In de eerste plaats zijn de nieuwere
satellietmetingen waarover zij konden beschikken wèl in lijn met de
peilschalen. De sterische niveaustijgingen berekend voor kleine
zeegebieden in de buurt van peilschalen blijken juist op geen stukken
na overeen te stemmen met peilschaal-registraties. Belangrijker is dat
Miller en Douglas aantonen waardoor Cabanes in 2001 tot haar verkeerde
conclusie kwam. Zij had de pech berekeningen te doen voor een
zeegebied waarom omstreeks 1965 een uitloper van de warme Golfstroom
binnendrong. De lokale sterische stijging kwam daardoor raar hoog uit.
De conclusie van de Amerikanen klinkt overtuigend: de zee stijgt wel
degelijk tamelijk snel, zij het niet door opwarming maar door aanvoer
van smeltwater. Dat is ook in goede harmonie met een in 2002 door John
Antonov c.s. geconstateerde verzoeting van de oceanen.
