Klimaat-icoon zeespiegel

Zeespiegelstijging: nu nóg alarmerender

E.Jesse, Hoofddorp, Oktober 2021

De zeespiegelstijging is het nationale icoon van klimaatverandering, want dit is het enige wat echt bedreigend is voor een land als Nederland: een beetje meer warmte kunnen we best aan. Dus als ons eigen KNMI aan de alarmbel trekt in hun “klimaatsignaal 21”, en daarin meldt dat de zeespiegel stijgt tot 1.2m boven het huidige niveau in 2100 dan moeten we dat wel serieus nemen. Maar zien we daar eigenlijk al wat van?

De zeespiegelstijging: wat is er aan de hand?

De voorspellingen zijn al lang zorgwekkend: stijgingen van 1 tot 5 meter worden genoemd, en uiteraard komen de hoogste waarden in de krantenkoppen terecht. Ook onze overheid doet daar aan mee. Zie bijvoorbeeld de website van ons Nationaal Deltaprogramma:

Veel officiëler kan je het niet krijgen. Maar net als in de krant wordt de nadruk gelegd op een mogelijk extreem scenario. En hier zelfs twee: maximaal 1m, maar het kan ook 2m worden. Die 1,2 m van het “klimaatsignaal 21” valt hier dus mooi binnen, en zegt dus niets nieuws.

De vraag is of deze voorspellingen plausibel zijn. Uiteraard kan je alle eventualiteiten stapelen, inclusief de inslag van een komeet, maar dat kan niet tot veel anders leiden dan paniek. Een betere manier is om te zien wat er tot nu toe gebeurd is. Uiteindelijk warmt de aarde al 150 jaar op, dus een extrapolatie van 80 jaar zou een goede eerste indruk moeten geven.

Hoeveel is de zeespiegel intussen eigenlijk al gestegen?

Het IPCC geeft in het 5e assessment report een waarde van bijna 20 cm vanaf 1900:

Volgens NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, deze gaat u vaker tegenkomen in dit artikel) is de zeespiegel over een periode van ongeveer 150 jaar met 1.7 a 1.8 mm per jaar gestegen. Dat komt neer op 25 cm sinds het midden van de 19^e eeuw, het eind van de kleine ijstijd. Dat strookt met deze IPCC waarde.

En hoe snel stijgt de zeespiegel nu?

Volgens NOAA gaat dat nog steeds met iets minder dan 2 mm/jaar. Het eerder genoemde nationaal Deltaprogramma stelt dat de historische stijging inderdaad 2 mm/jaar is, maar dat die recent versneld is tot 4 mm/jaar. Dat is alleen nog niet zichtbaar aan onze kust “vanwege windinvloeden”. Dit maakt wel de scepticus in mij wakker. Hoe weet de Commissie dit dan zo zeker?

Er zijn twee informatiebronnen voor het niveau van de zeespiegel: getijdemetingen en satellietmetingen. Getijdemetingen worden al heel lang gedaan, omdat waterstanden vitaal zijn voor scheepvaart en kustbescherming. Satellietmetingen zijn begonnen in 1993. Beide meten dezelfde zeespiegel, dus hun antwoorden horen over de periode na 1993 overeen te komen.

NASA citeert Frederikse et.al (2020) die stelt dat uit analyse van getijdemetingen blijkt dat de zeespiegel tussen 1900 en 1993 gemiddeld met 1.1 mm/jaar gestegen is, en tussen 1993 en 2018 met 3.35 mm/jaar. Over deze laatste periode laten satellietmetingen eenzelfde stijging zien. NASA publiceerde de volgende grafiek:

Een serie van 4 opeenvolgende satellieten heeft sinds 1993 het niveau van de zeespiegel gemeten met een nauwkeurigheid van 0.4 mm per jaar (90% betrouwbaarheidsinterval). Ik ben zo vrij geweest om die er even in te tekenen.

De reeks van Jason-2 zou ik met enige achterdocht beschouwen. Tussen 2011 en 2016 meet deze een zeespiegelstijging van ruim 35 mm, dat is 7 mm per jaar. De andere satellieten, ook Jason-3 die erna komt, gaven zo’n 3 mm/jaar. Maar omdat de reeksen aan elkaar geknoopt worden zet een eventuele fout van Jason-2 zich door naar Jason-3.

Bij het verwerken van de metingen is een correctie toegepast voor het opveren van het land na de ijstijd in noordelijke gebieden. Als gevolg hiervan daalt de zeebodem, gemiddeld met ca 0.3 mm per jaar, en dit wordt opgeteld bij de gemeten absolute zeespiegelstijging. Dus de grafiek boven geeft de stijging van de zeespiegel ten opzichte van de zeebodem.

NASA noemt dit Glacial Isostatic Adjustment, en deze moet er weer van afgetrokken worden als je wil weten hoeveel de zeespiegel gaat stijgen ten opzichte van onze kustlijn.

De opgegeven nauwkeurigheid is spectaculair, gegeven dat de meetnauwkeurigheid van de instrumenten opgegeven wordt in centimeters, en ook de omloopbaan een dergelijke afwijking kan vertonen. De satelliet geeft dus 3 mm stijging per jaar, en toont geen versnelling buiten de onzekerheidsband. De door de Deltacommissie genoemde 4 mm stijging per jaar wordt hier niet onderbouwd. Maar misschien volgt die uit getijdemetingen?

De zeespiegelstijging volgens Getijdemetingen

NOAA heeft een openbare en gemakkelijk toegankelijke database met gegevens van, schat ik, rond de duizend getijdemeetstations over de gehele wereld. NOAA stelt hierin “that the absolute global sea level rise is believed to be 1.7-1.8 millimeters/year”, dit is exclusief de voor de satellietmetingen ingevoerde GIA van 0.3 mm/jaar. Het verschil met de satellietmetingen is in absolute zin klein, iets meer dan 1 mm/jaar, maar relatief significant: bijna een factor 2.

Dit is relevant; als de zeespiegelstijging in de satelliettijdperk sneller gaat dan daarvoor suggereert dat menselijke invloed, doorgaande acceleraties en een veel hogere zeespiegel in 2100 AD.

Hoe kan je als leek nu een mening vormen over deze materie? Dat valt enorm mee. Zie de NOAA database. Deze info is voor iedereen beschikbaar, dus ook voor u, via
https://tidesandcurrents.noaa.gov/sltrends/sltrends_global.html

Dit is een goed toegankelijke website, logisch opgezet en je kan vanachter je bureau een virtuele wereldreis maken zonder kou, muskieten of andere ontberingen. Kan ik van harte aanbevelen. Om in Nederland te beginnen: NOAA geeft de volgende info voor Maassluis, door Simon Roozendaal recent in zijn column in EW genoemd als een plek waar nog géén versnelling van de zeespiegelstijging zichtbaar is. En dat klopt.

Horizontaal het jaartal, verticaal het gemeten niveau, in meters. De schaal is in eenheden van 15 cm. Deze reeks bestrijkt ruim anderhalve eeuw, en in die tijd is de zeespiegel hier met ruim 25 cm gestegen. De trend blijkt over de complete meetreeks lineair: 1.7 mm per jaar. Je ziet géén toename door menselijke invloed rond 1950 (volgens het IPCC het tijdstip waarna menselijke invloed significant geworden is), en geen trendbreuk rond 1990 volgens de studie van Frederikse. Allemaal gecompenseerd door “veranderende windinvloeden” bij Maassluis?

Maar er zijn nog veel meer Nederlandse plaatsen met getijdemetingen in deze database te vinden, en die geven allemaal hetzelfde beeld. Een verzoek: geloof mij nou niet op mijn woord, ga naar deze database en roep er een paar op en kijk zelf. 2 minuten werk. Met getijdemetingen wordt niet het absolute niveau van de zeespiegel bepaald, maar die ten opzichte van het land ter plaatse. Een eventuele hoogteverandering hiervan verstoort de meting. Neem bijvoorbeeld Oslo:

Hier is sprake van een daling van de zeespiegel met 3 mm per jaar. Geologen leggen uit dat Scandinavië nog steeds aan het opveren is na de laatste ijstijd, toen er een kilometers dikke ijslaag over het landschap lag, zodat het meetapparaat sneller stijgt dan de zeespiegel. Dit proces is overigens al 20 000 jaar of zo aan de gang, dus dat mag je op deze schaal wel lineair veronderstellen. Hetzelfde effect overigens als waar bij satellietmetingen voor gecorrigeerd wordt: als het land hier omhoogkomt daalt de zeebodem ergens anders.

Overigens zijn ook andere oorzaken aan te wijzen voor plaatselijke bodemverzakkingen maar ik ga er hier even van uit dat dit mondiaal uitmiddelt over de database.

Maar ook hier valt op dat de trend van links naar rechts lineair blijft, net als bij Maassluis.
Een recente versnelling zal het meest duidelijk zijn bij meetstations waarbij over de afgelopen 100 jaar vanwege geologische omstandigheden geen zeespiegelstijging geconstateerd is. Zie bijvoorbeeld Frederikshaven, in Denemarken. Vlakbij Oslo, dus dezelfde zeespiegel:

Ook hier is in het geheel geen trendverandering zichtbaar. Niet in 1950, niet in 1993.

En helemaal aan de andere kant van de wereld:

Sommige stations laten grote variaties zien, andere hebben kortere of onderbroken meetreeksen, maar er is een heldere conclusie: je ziet géén menselijke invloed.

Ik kan hier nog wel meer voorbeelden geven maar het is veel overtuigender om zelf de database in te gaan en willekeurige stations op te roepen. Tegen drempelvrees: Google gewoon NOAA Sealevel Maassluis en een van de eerste hits brengt je waar je wezen wilt.

Dus ook getijdemetingen geven geen 4 mm/jaar zeespiegelstijging. Hier blijkt de trend stabiel op minder dan 2 mm/jaar.

Maar wat staat ons in de toekomst te wachten?

De eerste benadering: doortrekken van de geconstateerde trend uit de getijdemetingen. De wereld warmt nu al ongeveer anderhalve eeuw op, en de zeespiegel is in totaal met ca 25cm gestegen. De menselijke invloed, die volgens het IPCC al 70 jaar aan de gang is, heeft geen zichtbaar effect op de trend gehad. En als de eerste 70 jaar geen effect gehad heeft, waarom de volgende 80 dan wel? Met deze simpele benadering vinden we dat in het jaar 2100 de zeespiegel 15 cm hoger zal staan dan nu.

Om in plaats hiervan 1,2 meter te halen moet de zaak dus ernstig versnellen. Het eind van deze eeuw is “al” over 80 jaar, dat vraagt een niveauverandering van 15 mm per jaar. Vergeleken met 2 mm nu.

En als dat zou gebeuren zie je dat snel terug in de getijdemetingen: over 10 jaar zou het niveau bij Maassluis 15 cm hoger zijn dan de NOAA trend, en dat komt dan echt wel boven de ruis uit.

Extrapoleren naar de mondiale temperatuur?

Maar als de temperatuur echt sneller gaat stijgen zal de zeespiegel dat waarschijnlijk ook wel doen. Dus extrapoleren met de mondiale temperatuur geeft waarschijnlijk een betere prognose. Dat elimineert ook de discussie over al of geen recente versnelling.

Het lijkt mij volstrekt realistisch om dit effect lineair te veronderstellen. De zeespiegelstijging is het gevolg van uitzetten van het warmere zeewater en smelten van landijs. Dit kost energie. De zeespiegelstijging is hiermee een maat geworden voor de extra energie die in het systeem gekomen is, en die zal wel een directe relatie hebben met de geconstateerde opwarming.

Uiteraard zijn scenario’s mogelijk met afbreken van ijsschotsen van Antarctica, of het smelten van de ijsmassa op Groenland, maar al die processen zijn ook al 150 jaar aan de gang; het gaat hier om een immense interactie tussen de atmosfeer, oceanen en ijsmassa’s. Het is daarom niet logisch om van een volgende graad stijging een wezenlijk andere reactie te verwachten dan we bij de eerste constateren.

Stellen we dus de zeespiegelstijging niet op 1.8 mm per jaar, maar op 20 cm per graad opwarming? Dat is de huidige 25 cm zeespiegelstijging gedeeld door de al opgelopen 1.2 °C opwarming. Wat betekent dit dan voor de beruchte 2 graden max, waar de politiek bol van staat? Dit is ten opzichte van “pre-industrieel”, oftewel de Kleine IJstijd. Omdat we hiervan al 1.2 graden gehad hebben is er nog 0.8 graad te gaan. Deze geeft dan 16 cm extra zeespiegelstijging, ongeveer evenveel als doortrekken van de historische trendlijn.

Maar er is angst dat we die limiet van +2 °C gaan overschrijden. Het IPCC maakt projecties met zelfs 4 graden aan het eind van deze eeuw. Dit is een stijging van bijna 3 graden ten opzichte van nu. En dat geeft dus met 20 cm/graad een zeespiegelstijging van rond 60 cm. Nog maar de helft van de KNMI prognose.

Hiervoor moet de opwarming wel drastisch versnellen, van ruim 0.1 °C per decade tot 0.3 °C voor de decades die nog volgen. En ook daar is nog niets van zichtbaar.

En als U zich afvraagt waarom serieuze wetenschappers toch dergelijke absurde prognoses uiten, misschien ligt het antwoord in het volgende citaat van klimaatwetenschapper Stephen Schneider:

Dit was in Discovery Magazine in 1989. Sinds die tijd is de zeespiegel met 5 cm gestegen.

Conclusie:

Alleen de naam van “Klimaatverandering” is nieuw. Vroeger heette het Global Warming, en dat is al 150 jaar aan de gang. Als je de historische zeespiegelstijging extrapoleert, hetzij in de tijd, hetzij met de voorspelde mondiale temperatuur, vind je tegen het eind van deze eeuw een zeespiegelstijging van ongeveer 15 cm. Het lijkt daarom zinnig om hier op voorlopig te plannen, en intussen de zeespiegel te blijven monitoren. Bij een onverhoopte versnelling hebben we tijd genoeg om er nog wat aan te doen. Uiteindelijk gaat zelfs ambtelijke besluitvorming sneller dan deze zeespiegelstijging.