In eerdere blogs ben ik uitgebreid ingegaan op de ‘paniek’ die volgens Volkskrant journalist Maarten Keulemans zou moeten ontstaan door de hoge temperaturen die werden gemeten in 2023 en 2024. Volgens klimaatwetenschapper Frank Selten van het KNMI, die werd geïnterviewd door Keulemans was dit onmiskenbaar het gevolg van een versnelde klimaatverandering. De verwachting voor de komende jaren was dan ook: “hittegolven, stormen en noodweer.”
Ik had het gevoel dat het meer te maken kon hebben met de uitbarsting van een onderwatervulkaan in 2022. De temperaturen van dit jaar geven geen aanleiding voor paniek en het lijkt erop dat de vulkaan inderdaad de grote boosdoener was. Maar hoe dan?
En minstens zo belangrijk: welke lessen zijn hieruit te trekken?
De vulkaanuitbarsting
Het ging bij deze onderwater-vulkaanuitbarsting over een vulkanische pluim die 58 km diep in de mesosfeer reikte. Het betrof (tot dusverre) de grootste vulkaanuitbarsting in de 21e eeuw. Op 15 januari 2022 injecteerde de uitbarsting van Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH) 146 Mt H2O en 0,42 Mt SO2 in de stratosfeer.
Dat waterdamp geen goede invloed heeft op ozon- concentraties hebben we hierboven al gezien en wordt nu zelfs bevestigd zoor NASA:
“Waterdamp breekt af in de stratosfeer, waarbij reactieve waterstofoxidemoleculen vrijkomen die ozon vernietigen. Deze moleculen reageren ook met chloorhoudende gassen en zetten deze om in vormen die ozon vernietigen. Een nattere stratosfeer zal dus minder ozon bevatten.”
Dat dit in bij de Hunga Tonga vulkaanuitbarstig inderdaad het geval bleek te zijn, heb ik in de eerder aangehaalde blogs (link en link) al eerder besproken. En aangezien ozon (en dus niet kooldioxide) verantwoordelijk is voor de temperatuur van de stratosfeer, zorgt dit voor een forse afkoeling van deze luchtlaag (zie bovenstaande links), overigens fraai geïllustreerd door de onderstaande figuur.
Maar een koude stratosfeer is gelinkt aan een hogere temperatuur van de troposfeer. En dat lijkt ook te kloppen.
New Scientist stelt:
“In 2023 en 2024 werden temperatuurrecords gebroken. In beide jaren lagen de gemiddelde temperaturen ongeveer 1,5 graden Celsius boven het pre-industriële niveau. Klimaatverandering en een El Niño-weerpatroon zijn hier deels schuldig aan, maar geen van beide factoren kon de buitengewone hitte volledig verklaren.
Onderzoekers denken nu dat het antwoord ligt in een scherpe afname van de laaghangende bewolking in 2023. Deze verandering vermindert de zogeheten albedo van de aarde – het vermogen van de planeet om zonnestraling terug te kaatsen in de ruimte – waardoor de temperaturen stijgen.”
Nu zou je toch graag willen weten waardoor dat nu weer komt. Maar de optelsom lijkt eigenlijk vrij gemakkelijk te maken. Minder ozon zorgt voor minder opname van de UV-straling in de stratosfeer (en dus afkoeling), die dan dus doordringt in de troposfeer, waar het mogelijk kan zorgen voor een afbraak van de wolkenbedekking?
Wolken en UV
Het zoeken van een relatie tussen wolkenvorming en -afbraak en UV-straling is lastig. Uiteraard wordt, vanwege het gezondheidsaspect, op het internet veel aandacht besteed aan de door wolken veroorzaakte reductie van UV-straling. Wat UV-absorptie echter doet met wolkenvorming, blijft onduidelijk. Toch kan wel tot 80% van de door de ozonlaag dringende UV-straling worden opgevangen door (dikke) bewolking.
Uiteraard is er dan ‘enige opwarming’ van de wolken, maar normaliter is dit eigenlijk alleen een stimulans voor de wolkvorming. Door deze opwarming zal de wolk verder omhoog stijgen, wat weer voor afkoeling gaat zorgen en mogelijk nog meer opname van waterdamp.
Alle AI-bots weten het dan ook zeker: “Nee, uv-straling breekt wolken niet af.”
Da Yang, wolken-onderzoeker aan de Universiteit van Chicago, weet het niet. In een interview aan ‘The Atlantic’ (2024) laat hij weten dat wolken nog steeds een van de minst begrepen factoren is bij het voorspellen van klimaatveranderingen.
De belangrijkste aspecten van wolken op waar we, volgens Yang, nog steeds geen volledig begrip van hebben: hoe ze ontstaan, wat hun ruimtelijke schaal bepaalt, hoe lang ze kunnen aanhouden. “Dat klinken als simpele vragen,” zei hij, “maar ze zijn in feite baanbrekend in het vakgebied.”
Maar dat is dus eigenlijk alles wat we willen weten van wolken.
In 2023 publiceerde Yaodong Tu, et al. (zie link), onderzoeker aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) een studie waaruit juist wel bleek dat water verdampt onder invloed van licht. Volgens de onderzoekers zijn lichtmoleculen (fotonen) in staat om de binding tussen watermoleculen te verbreken. Juist die binding tussen watermoleculen geeft water zijn unieke eigenschappen, zoals het vermogen om druppels te vormen. Als deze bindingen aan het wateroppervlak verbroken worden, door de fotonen dus, staat niets de H2O-moleculen meer in de weg om te verdampen.
En hoe vreemd is dan de suggestie dat UV-straling juist wél een belangrijke factor speelt bij het ontstaan of verdwijnen van wolken. Wolken lossen op (of ontstaan niet) doordat waterdruppels verdampen naar gasvorm, wat dus gebeurt bij hogere temperaturen of een lagere luchtvochtigheid.
Zoals hierboven al aangegeven, normaliter zorgt de hogere temperatuur, die wordt veroorzaakt door absorptie van UV-straling, niet voor het verdwijnen van wolken. De wolken zullen hoger opstijgen en in dat proces ook weer waterdruppels verzamelen.
Maar hoe zit het bij laaghangende bewolking? Wanneer de wolken zijn opgestapeld tegen een niet te nemen inversielaag boven de menglaag? (zie link)
Er is dan geen sprake van dat de lucht kan stijgen, en zou de extra stimulans door extra UV-straling dan wel een wolken-oplossend vermogen kunnen hebben? Het gaat hier dus wel om de luchtlaag die in de nasleep van de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai uitbarsting zo plotseling verdween (“de scherpe afname van de laaghangende bewolking in 2023”).
Maar als dat zo is, zou het dan ook kunnen zijn dat de afkoeling van de stratosfeer, die samenhangt met een vermindering van de ozon- concentraties, verantwoordelijk kan zijn voor alsmaar toenemende hitte (klimaatverandering) van de troposfeer? Een totale omkering van het broeikas-effect, maar eigenlijk zijn daar, vanuit heel andere vakdisciplines dan klimatologie, de nodige aanwijzingen voor.
Maar hierover meer in de volgende blog over dit onderwerp.