Opwarming

Maritieme hittegolven (MHW) zijn bij uitstek het vlaggenschip van de alarmistische klimaatwetenschappers. Hier is ook een goede reden voor. Als er één klimaateffect onmiskenbaar door de ‘opwarmende Aarde’ wordt beïnvloed, dan zijn het wel de MHW’s. Het IPCC (AR6) vat de ontwikkelingen rondom de hittegolven op de oceaan als volgt samen:
“Marine heatwaves (MHW) are periods of extreme high sea temperature relative to the long-term mean seasonal cycle. (…)
Unlike synoptic atmospheric heatwaves (Section 11.3), MHWs can extend for millions of square kilometres, persist for weeks to months, and occur at subsurface (…)
The SROCC [Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate, IPCC 2016] reported with high confidence that MHWs (defined as days exceeding the 99th 26 percentile in SST from 1982 to 2016) have very likely doubled in frequency between 1982 and 2016. Additional observation based evidence and acquisition of longer observation time-series since the SROCC have confirmed and expanded on this assessment: since the 1980s MHWs have also become more intense and longer.
The SROCC assessed that 84-90% of all MHWs that occurred between 2006 and 2015 are very likely caused by anthropogenic warming. There is new evidence since SROCC that the frequency of the most impactful marine heatwaves over the last few decades has increased more than 20-fold because of anthropogenic global warming (Laufkötter et al., 2020).
In summary, there is high confidence that MHWs have increased in frequency over the 20th century, with an approximate doubling from 1982-2016, and medium confidence that they have become more intense and longer since the 1980s.”
Dat is nog niet eens alle narigheid die over de MHW’s te vertellen valt. In het artikel “Increasing trends in regional heatwaves” (Perkins-Kirkpatric en Lewis (2020)) valt vrij duidelijk te herkennen dat juist de gebieden waar de zee-invloed groot is (Middelandse zeegebied, Noord Australië) een duidelijke opwaartse trend te herkennen is in het aantal hittegolven.
In deze studie wordt verder nog opgemerkt:
“Note that for regions MED [Middellandse zeegebied] , WNA [West Noord Amerika] , East Asia (EAS), North Asia (NAS), and Northern Europe (NEU), as well as the global average, frequency and duration trends continue to accelerate up to trends commencing in the 1990s.”
Daar komt natuurlijk nog bij dat op land het effect van een hittegolf veel langer aanhoudt dan op zee/ oceaan, omdat een hittegolf hier ook tot gevolg heeft dat de bodem uitdroogt, wat weer zorgt voor een positieve warmte-terugkoppeling met het weer. Aanwezig vocht kan niet meer voor regen/ bewolking zorgen, ook is ingestraalde zonnestraling niet meer nodig voor verdamping, wat maakt dat het effect van een voorjaars-hittegolf heel lang kan aanhouden.
Zo wordt in het artikel: “On the curious case of the recent decade, mid-spring precipitation deficit in central Europe.” (Ionita, 2020), zelfs aannemelijk gemaakt dat de gemiddelde temperatuur van de zomer in west- en centraal Europa voor een belangrijk deel samenhangt met het weer van de maand april (en het al dan niet op de Noordzee gelegen blokkerende hogedrukgebied).
De milieubelasting van Oceanen
De oceanen hebben het zwaar te verduren. Ik ben er op mijn webpagina “het veranderende klimaat” (zie link) al uitgebreid op ingegaan, maar een korte samenvatting in dit kader kan natuurlijk geen kwaad.
In januari 2018 publiceerde Science het artikel “Declining oxygen in the global ocean and coastal waters” (Breitburg et al.)
Op https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2018/01/05/aantal-dode-zones-in-oceanen-is-verviervoudigd-in-50-jaar-tijd/ wordt een en ander samengevat:
“Het aantal dode zones in de oceanen – plekken waar er geen of nauwelijks nog zuurstof in het water zit -, blijft snel stijgen en is verviervoudigd in de laatste 50 jaar. In kustwateren en riviermondingen is de stijging nog veel hoger: daar is het aantal dode zones vertienvoudigd sinds de jaren vijftig.
“Zuurstof is fundamenteel voor het leven in de oceanen”, zei hoofdauteur Denise Breitburg, mariene bioloog aan het Smithsonian Environmental Research Center aan het persbureau IPS. “De teloorgang van zuurstof in de oceanen is een van de meest ernstige effecten van de menselijke activiteit op het ecosysteem van de aarde.(…)
In kustwateren en riviermondingen is vooral vervuiling de belangrijkste motor. Een teveel aan voedingsstoffen, vaak afkomstig van bemesting op het land, leidt tot de bloei van algen, die zuurstof aan het water onttrekken als ze afsterven.
Maar het is toch opvallend te noemen. Wanneer we ‘Noord Azie’ uit de bovengenoemde opsomming uit het artikel van Perkins-Kirkpatric en Lewis, maar ook het ‘ENSO gebied’ op de bovenstaande kaart even wegdenken, dan zien we toch een behoorlijke overlap tussen MHW’s en ‘dode zones’.
Hoe zit dat? Misschien biedt de opsomming die Oliver et al. geeft (Longe rand more frequent marine heatwaves over the past century, 2018), van de kenmerken van een MHW, hierover aanknopingspunten:
“These [MHW-]events resulted in substantial ecological and economic impacts, including sustained loss of kelp forests, coral bleaching, reduced surface chlorophyll levels due to increased surface layer stratification, mass mortality of marine invertebrates due to heat stress, rapid long-distance species’ range shifts and associated reshaping of community structure, fishery closures or quota changes and even intensified economic tensions between nations. Such impacts demonstrate the damaging consequences of MHWs and their influence on the structure and sustainability of marine communities and ecosystems. Given the expected intensification in extreme temperature events due to anthropogenic climate change and the potential for profound ecological and socioeconomic impacts, quantifying trends and patterns of MHWs is a pressing issue.”
Maar dit zijn allemaal ook kenmerken die we verwachten bij een ‘dode zone’.
Vooral het gegeven dat er “increased surface stratification” plaatsvindt, waarbinnen de voedingsstoffen zijn ‘verdwenen’ (opgegeten), doet wel heel erg denken aan de gevolgen van algenbloei, die een ‘dode zone’ veroorzaakt. Hoe zou dit kunnen worden veroorzaakt door een hittegolf sec?
Maar dan moeten er toch ook aanwijzingen zijn dat dit inderdaad gebeurt?
Helaas ben ik, voor zover ik heb kunnen zien op internet, de eerste die een dergelijk verband legt en ontbreekt mij de tijd om te zoeken naar wereldomvattende statistische verbanden.
Wat ik wel heb gedaan is te zoeken naar ‘algenbloei’ in de meest beruchte MHW’s die ook in de genoemde studie van Oliver et al. worden genoemd:
“Several prominent marine heatwaves (MHWs)—prolonged periods of anomalously high sea surface temperatures— have had severe impacts on marine ecosystems in recent years. Notable events occurred in the northern Mediterranean Sea in 2003, along the Western Australian coast in 2011, the northwest Atlantic in 2012, the northeast Pacific over 2013–2015 off southeastern Australia in 2015/16 and across northern Australia in 2016.”
En inderdaad, ik zal de lezer niet vermoeien met literatuurverwijzingen, zijn er in de betreffende gebieden duidelijke aanwijzingen van algenbloei aan te wijzen. In mijn blog over Canada ben in al ingegaan op de beruchtste van allemaal: ‘The Blob’ in het Noordoosten van de Stille Oceaan 2013-2015 en van de algenbloei uit 2015 in  het zuidoosten van Australië heb ik een mooie satelliet-foto gevonden.
Samenhang is geen causaliteit
Wanneer bepaalde verschijnselen samenhangen is dat natuurlijk geen bewijs daarvoor dat het een de oorzaak is van het ander. De meeste lezers zullen bijvoorbeeld schouderophalend concluderen dat een beetje extra zonneschijn heel goed is voor de bloei van plantjes en dat het dan dus niet meer dan logisch is dat een hittegolf dus ook bepaalde micro-organismen stimuleert om tot bloei te geraken.
Dat is ook zo, maar op mijn pagina “het veranderende klimaat” (zie link) heb ik al proberen aan te tonen dat er ook een andere kant aan zit aan deze samenhang.
Zoals ook al mooi te zien is op de bovenstaande satellietfoto zorgen algen voor een andere ‘emissiviteit’ van een behoorlijk stuk oceaan, waardoor er (volgens de Wet van Stefan-Bolzmann) behoorlijk wat extra energie ‘ingevangen kan worden’ op een oceaangebied met algenbloei.
Daarnaast zullen algen zorgen voor een dichtheids-stratificatie van het oceaanwater in dit gebied. De bovenste waterlaag zal relatief warm worden door het ingestraalde zonlicht waardoor de dichtheid van het water afneemt. Door de ongelijke dichtheid onder en boven het scheidingsvlak van warm en koud water zal verticale turbulente menging sterk onderdrukt worden. Met als gevolg een zeer ondiepe “mixed layer”, die snel kan worden opgewarmd door zonnestraling. Wanneer dan ook nog voldoende voedingsstoffen aanwezig zijn is dit een ideale omgeving voor de ontwikkeling van algen.
Als laatste is er dan nog de ‘CLAW-vergissing’ (zie link), waarin ik uitwerk dat het basis-idee van Lovelock (auteur van de Gaia-hypothese) en zijn CAW-medeauteurs niet eens zo vreemd was. Een flink aantal micro-organismen heeft de, (in eerste instantie) evolutionair bezien volstrekt onbegrijpelijke, eigenschap, dat ze grote hoeveelheden dimethylsulfide (DMS) produceren, wat vervolgens wordt afgegeven aan de atmosfeer.
Het CLAW gezelschap ging er vervolgens vanuit dat de betreffende algen volstrekt onbaatzuchtig zorgen voor wolkenvorming, (omdat DMS een zeer hydrofyle stof is, die als wolkenvormende-kern (CCN) noodzakelijk is voor de ontwikkeling van wolken) ter afkoeling van de Aarde.
Deze hypothese kon echter niet worden bevestigd, ook al omdat de DMS producerende algen juist bleken voor te komen op de meest warme plekken op Aarde.
Ook de biologie van de betreffende algen sluit niet aan bij de CLAW-hypothese. Zo heeft de voor het klimaat van Europa belangrijkste voorbeeld van de DMS-producerende algen, de ‘Bruine slijmalg’, alle belang heeft bij zonnige weersomstandigheden tijdens zijn voorjaars-bloeiperiode.
Veel waarschijnlijker is wat mij betreft ook de hypothese, dat DMS zorgt voor een ‘vochtige grenslaag’ die ervoor zorgt dat zeezout, dat evenzeer als CCN-kern kan fungeren, nooit zover kan opstijgen, dat een begin kan worden gemaakt van wolkenvorming.
Hittegolf?
Wanneer op grond van het bovenstaande de voorlopige hypothese kan worden gevolgd dat algenbloei dan wellicht kan bijdragen aan de ernst van een hittegolf, is er natuurlijk nog een stap te gaan. Kan algenbloei dan ook een hittegolf veroorzaken?
Dat lijkt me dus ook niet onwaarschijnlijk en wel op grond van het feit dat opwarming van het oceaanwater, ook zal zorgen voor een verandering van de hoogte van de Planetary Boudary Layer (PBL), zoals o.a. blijkt uit de studie van Miralles et al. (2014).
In deze studie stelden de onderzoekers vast dat tijdens de door hen bestudeerde hittegolven, de omvang van de PBL, die voorheen maximaal 2 kilometer hoog was, wel kon stijgen tot meer dan 4 kilometer. Iets wat ook wel te verklaren is aan de hand van de elementaire broeikastheorie, zoals in mijn vorige blog uiteengezet.
Dit is van belang omdat de PBL boven oceanen normaliter heel eenvormig is. Roland Stull schrijft bijvoorbeeld in zijn standaardwerk ‘An introduction to Boundary Layer Meteorology’ (1988):
“The sea surface temperature changes little over a diurnal cycle because of the tremendous mixing within the top of the ocean. Also, water has a large heat capacity, meaning that it can absorb large amounts of heat from the sun with relatively little temperature change. Thus, a slowly varying sea surface temperature means a slowly varying forcing into the bottom of the boundary layer. Most changes in boundary layer depth over oceans are caused by synoptic and mesoscale processes of vertical motion and advection of different air masses over the sea surface. An air mass with a temperature different than that of the ocean will undergo a modification as its temperature equilibrates with that of the sea surface. Once equilibrium is reached, the resulting boundary layer depth might vary by only 10% over a horizontal distance of 1000 km. Exceptions to this gentle variation can occur near the borders between two ocean currents of different temperatures (Stage and Weller, 1976).”
Hoge en lagedrukgebieden ‘surfen’ normaal gesproken boven de PBL onbekommerd naar verre oorden (zie link), of zoals Stull het verwoord:
“It is turbulence that allows the boundary layer to respond to changing surface forcings. The frequent lack of turbulence above the boundary layer means that the rest of the free atmosphere cannot respond to surface changes. Stated more directly, the free atmosphere behaves as if there were no boundary to contend with, except in sense of mean wind flowing over the boundary-layer-top height contours.”
Een hoogte-obstakel, veroorzaakt door algenbloei, in deze verder zo eenvormige PBL boven de oceaan, kan dus zorgen voor een synoptische opstopping, ofwel, in de meeste gevallen; een ‘blokkerend hogedrukgebied’ (lagedrukgebieden zorgen sowieso voor een hogere PBL, dus die zien we niet zo vaak).
En dan komen we dus uit bij het artikel van Rodrigues et al. (2019) die een nadrukkelijk verband legt tussen de MHW’s en blokkerende hogedrukgebieden boven de Zuidelijke Atlantische Oceaan:
“Here we identify a common atmospheric pattern that persists during western South Atlantic MHWs. First, we applied a standardized methodology to identify all the MHW events during austral summer for the period 1982–2016. The mean signature of the SST warming for all the events is similar to that of the 2013/14 event (Fig. 2a).The anomalous anticyclonic circulation, a hallmark of atmospheric blocking, is also evident during these events (Fig. 2a).
The time series of atmospheric blocking days per summer is strongly correlated to the SST anomalies for the same area of the western South Atlantic, with coefficients as high as 0.7 (Fig. 2b) corroborating our hypothesis that, as for the 2013/14 MHW, atmospheric blocking over subtropical South America is linked to ocean warming.
Although blocking conditions persist for about 18% of the time, up to 60% of MHW days occur simultaneously with atmospheric blocking days (Fig. 2c). Furthermore, the same proportion of extreme air temperatures (defined as days when the air temperature is above the 95th percentile) also occurs during atmospheric blocking events (Fig. 2d)
De vraag die hier natuurlijk wel blijft: Is het verband wat Rodrigues et al. hier leggen universeel?
Als dat zo is, dan kan de vraag of een algenbloei periode ook een MHW kan ontwikkelen, wat mij betreft, ondubbelzinnig bevestigend worden beantwoord.
Ik hoop dat hier in ieder geval aannemelijk te hebben gemaakt dat er, behalve de ‘globale opwarmings-hypothese, ook nog een andere mogelijke oorzaak is voor de recente toename de MHW’s, die ook qua timing toevallig (?) precies samenvalt met de opmars van de ‘dode zones’ in de oceanen.
Maar ik hoop ook te hebben verduidelijkt waarom ik de heer Brandsma zo nadrukkelijk heb verzocht om een nadere KNMI – toelichting over ‘blokkerende atmosferische omstandigheden’.
Mijn vraag blijft dan ook: wanneer we de hittegolven en hun nasleep, samen met de evidente meetfouten als gevolg van het onderschatten van het UHI-efect (zie mijn open brief aan dhr. Brandsma), nu eens aftrekken van de geconstateerde opwarming deze eeuw, wat houden we dan, qua CO2-opwarming, nog over om bang voor te zijn?

Geef een antwoord