De vorige stamden uit 2014, dus het werd hoog tijd voor een update: vandaag werden de nieuwe KNMI klimaatscenario’s aan demissionair minister Harbers van Infrastructuur en Waterstaat overhandigd. Die geven de bandbreedte aan waarbinnen het Nederlandse klimaat zich waarschijnlijk zal ontwikkelen, o.a. afhankelijk van de mondiale uitstoot van broeikasgassen.
Niet langer ver-van-mijn-bed
Klimaatverandering is niet meer weg te denken. We worden er bijna dagelijks mee geconfronteerd: de berichten over extreme hitte, droogte, bosbranden en overstromingen buitelen over elkaar heen. En vaker dan voorheen ook in onze spreekwoordelijke achtertuin. Het is niet langer een ver-van-mijn-bed show.
Dat betekent dat we ons hoe dan ook weerbaarder moeten maken tegen de veranderingen die al gaande zijn: adaptatie. Maar om klimaatverandering beheersbaar te houden moeten we de uitstoot van CO2 en andere broeikasgassen drastisch terugdringen. Nota bene: “we” slaat natuurlijk op de hele wereld; niet alleen Nederland. Maar natuurlijk wel inclusief een rijk en CO2-intensief land als Nederland.
Anders dan vorige keer zijn nu ook scenario’s doorgerekend voor Caribisch Nederland, namelijk Bonaire, Sint Eustatius en Saba (de zogenaamde BES-eilanden, drie bijzondere gemeenten van Nederland).
Twee dimensies: hoge/lage uitstoot; vernatting/verdroging
Om de spreiding van mogelijkheden te vangen wordt een hoog (SSP5-8.5) en een laag uitstootscenario (SSP1-2.6) gebruikt. Er is nog een lager IPCC emissiescenario (SSP1-1.9), maar daar zijn niet genoeg modelruns van beschikbaar om de analyses mee uit te voeren. De beste schatting van de mondiale opwarming eind deze eeuw bij het hoge scenario is 4,9°C t.o.v. eind 19de eeuw; in het lage scenario is dat 1,7°C.
Beiden worden verder opgesplitst in een droge en een natte variant. Samen geeft dat het volgende vierluik aan scenario’s:
Winters worden natter en zomers worden droger. Maar de mate waarin is nogal onzeker: in sommige modellen overheerst het eerste effect, maar in andere het tweede. Dat komt omdat Nederland in een breed overgangsgebied zit tussen een droger wordend Middellandse Zeegebied en een natter wordend Scandinavië. Dat overgangsgebied schuift ruwweg in de Noord-Zuid richting heen en weer met de seizoenen. Het maakt voor de situatie in Nederland nogal uit of dat overgangsgebied meer ten Noorden van ons of juist meer ten Zuiden van ons ligt. Dat is de reden dat er droge en natte varianten van de uitstootscenario’s zijn doorgerekend.
Er is overigens ook een scenario doorgerekend met matige uitstoot (op basis van SSP2-4.5), maar die resultaten zijn niet in het rapport meegenomen. Alle resultaten (dus inclusief die voor matige uitstoot) zijn te vinden in het dataportaal.
Waarschijnlijk wel bekend voor de regelmatige lezer hier, maar bij deze toch maar even in de herhaling: scenario’s zijn geen toekomstverwachtingen. Uit de FAQ:
De klimaatscenario’s op basis van hoge- en lage mondiale uitstoot en de natte en droge varianten voor Nederland geven samen de hoekpunten weer waarbinnen klimaatverandering zich waarschijnlijk zal ontwikkelen. In de praktijk moeten we met alle mogelijke toekomsten daarbinnen rekening houden.
Neerslagtekort
Dat droogte ook in waterland Nederland voor problemen kan zorgen is de afgelopen jaren goed duidelijk geworden. In alle scenario’s – dus ook de vernattende – neemt het verwachte neerslagtekort in de zomer toe. In het hoge uitstoot, verdrogende scenario (Hd) is het mediane neerslagtekort ongeveer gelijk aan de droogste zomers nu. En de droogste zomers zijn in dat scenario aan het eind van deze eeuw nog zo’n 50% droger.
In onderstaande figuur kun je zien dat het mediane neerslagtekort sterker toeneemt in Hn (hoge uitstoot, vernatting) dan in Ld (lage uitstoot , verdroging). Daaruit blijkt dat het uitstootscenario (hoog/laag) meer bepalend is voor de ernst van de droogteproblematiek dan of we met relatief meer vernatting of meer verdroging te maken krijgen. Dat geldt voor de meeste variabelen, zo kun je in de tabel met kerncijfers zien (pagina 3 van het gebruikersrapport).
Hitte
In 2019 werd het voor het eerst sinds de start van de metingen een temperatuur van 40°C waargenomen in Nederland:
Deze hittegolf was extreem, ook in het huidige warmere klimaat. Rond 1900 waren zulke hoge temperaturen in Nederland vrijwel onmogelijk; tegenwoordig is de kans op zulke hitte hier eens in de 50 tot 100 jaar.
De omstandigheden van die zomer van 2019 zijn nagerekend voor o.a. het hoge uitstootscenario:
In een 4°C warmer klimaat zijn temperaturen in de stad tot 50°C niet uit te sluiten en zou de zomer van 2019 vrijwel één continue hittegolf zijn geweest.”
Oeps.
Zeespiegelstijging
Zeespiegelstijging blijft ook wel een dingetje:
Bij een wereldgemiddelde opwarming van meer dan 2°C wordt de toekomst van Antarctica erg onzeker. De drijvende ijsplaten die het landijs van Antarctica omringen, zullen dan deze eeuw grotendeels verdwijnen, waarna het landijs sneller naar de kust beweegt en er meer afkalft.
In tegenstelling to bij de vorige klimaatscenario’s zijn nu ook berekeningen gemaakt van de hoogst mogelijke zeespiegelstijging, als de ijskappen versneld instabiel raken:
Volgens het hoge uitstootscenario bedraagt de zeespiegelstijging rond 2300 2 tot 6 meter. Als ook onzekere ijskap-processen op Antarctica worden meegenomen, kan dit oplopen tot meer dan 17 meter.
Meer lezen en/of kijken:
Animatie over de KNMI’23-klimaatscenario’s:
Video met drie voorbeelden – uit Limburg, Bonaire en Bunnik – die laten zien hoe we ons aanpassen aan klimaatverandering:
Kantelpunten of ‘tipping points’. Daarbij moet ik altijd denken aan een liedje van Annie M.G. Schmidt, “De Brug van Breukelen” – waar ik zelf vaak overheen fietste. In dat liedje staat de brug van Breukelen vol mensen. De tekst: Maar toen kwam er ook nog een mug bij – en toen brak de brug. Het is een voorbeeld van een kantelpunt.
Kantelpunten zijn omstandigheden waarbij plotselinge en sterke, moeilijk omkeerbare veranderingen optreden in een systeem. Het systeem is in dit geval het klimaatsysteem: het geheel van energie-uitwisseling tussen zon, atmosfeer, landoppervlak, ijskappen en oceanen. Bij zo’n kantelpunt wordt het systeem door een (soms kleine) verstoring uit een stabiel evenwicht geduwd en kan het abrupt naar naar een ander, nieuw evenwicht springen. De klimaatonderzoeker Lenton heeft hier veel over gepubliceerd; aanvankelijk werd verondersteld dat dergelijke kantelpunten pas bij vergaande opwarming van het klimaat zouden optreden, maar nu wordt aangenomen dat dit ook al bij de 1,5 a 2°C opwarming kan plaatsvinden.
In het voorbeeld van de brug: de brug van Breukelen over de Vecht is een oude tweekleppige ophaalbrug. De kleppen leunen midden boven de rivier tegen elkaar, en houden elkaar in evenwicht. Maar als de brug breekt door overbelasting zakken de kleppen naar beneden tot ze niet verder meer kunnen – een nieuw evenwicht. De brug is schoksgewijs van de ene evenwichtstoestand in de andere overgegaan, en repareren is geen simpel klusje.
Het klimaat van het Holoceen is een min of meer stabiel klimaat, met een evenwicht in de warmtehuishouding van onze planeet, kleinere schommelingen daargelaten. Dat het klimaatsysteem kantelpunten kent weten we uit de ijstijden toen het wereldwijde klimaat met grote sprongen heen en weer kon schommelen tussen extreme kou met ijskappen in Noord-Amerika en Europa (glaciaal klimaat) en een warmer klimaat vergelijkbaar met nu (interglaciaal). Met onze broeikasgassen verstoren we de warmtehuishouding van de Aarde en kan het klimaat naar een andere evenwichtstoestand springen: die van ‘hothouse Earth’, een veel warmer klimaat waarin het verkoelende effect van ijskappen ontbreekt.
Systemen waarin kantelpunten kunnen optreden hebben zichzelf versterkende terugkoppelingen. Opwarming van de Aarde treedt het sterkst optreedt in de poolgebieden. Voor het Noordpoolgebied is dat het gevolg van ‘Arctic amplification’. Het belangrijkste onderdeel daarvan is het verdwijnen van sneeuw en ijs, zowel op land als in de oceaan. Sneeuw en ijs kaatsen in voorjaar en zomer zonlicht sterk terug, maar als ijs en sneeuw eerder verdwijnen, wordt meer zonnewarmte opgenomen en warmen water en bodem sterker op. Zo versterkt de opwarming in de poolgebieden zichzelf. Als we erin slagen ons aan het klimaatakkoord van de Parijs te houden en de opwarming tot een wereldwijd gemiddelde van 2°C beperken, betekent dat voor de Noordelijke IJszee al zo’n 8°C opwarming. Het zal duidelijk zijn dat zelfs bij 2°C al drastische veranderingen zullen optreden rond de Noordpool, en bij sterkere opwarming gaat dat nog sneller. Het is ook niet alleen opwarming. Ook de hoeveelheid neerslag neemt toe omdat de verdamping uit een steeds meer ijsvrije Noordelijke IJszee toeneemt.
Minstens één kantelpunt is dan waarschijnlijk al bereikt – het verdwijnen van het zee-ijs in de zomer. Ook het ontdooien van de permafrost is al in gang gezet. Daarnaast beïnvloedt de dooi van de permafrost zelf ook het klimaat op een manier die de opwarming versterkt: door de uitstoot van CO2 en de sterkere broeikasgassen methaan (CH4) en lachgas (N2O). Maar in hoeverre is dit een kantelpunt, of is het een meer geleidelijk proces, is herstel mogelijk? Of gaan de broeikasgassen uit de permafrost het klimaat definitief uit balans duwen?
Ontdooiende permafrost is niet zo simpel als het lijkt. Het is niet alleen een kwestie van temperatuur. Ook neerslag speelt en rol, en hoe gevoelig de permafrost is voor dooi. Dat wordt bepaald door bodemtype, plantendek, en de hoeveelheid ijs in de permafrost. Hetzelfde geldt voor broeikasgassen die uit de permafrost vrijkomen.
Permafrost komt voor op bijna een kwart van het land op het noordelijk halfrond. Permafrost is permanent bevroren bodem. Alleen de bovenste decimeters tot anderhalve meter ontdooit in de korte zomer; dit is de opdooilaag of ‘active layer’. Daaronder kan de permafrost tientallen tot honderden meters dik zijn. De permafrost kan continu zijn (overal aanwezig), discontinu (plaatselijk onderbroken) of sporadisch/geïsoleerd (alleen lokaal aanwezig). Vaak wordt er bij permafrost aan toendra of poolwoestijn gedacht, maar de meeste permafrost ligt onder boreaal bos (Fig. 1). De belangrijkste klimaatgevoelige bestanddelen van permafrost zijn ijs en organisch materiaal. Organisch materiaal komt voor in de vorm van bodem-humus, veen fossiele resten van planten dieren. IJs is vaak in grote hoeveelheden aanwezig, vooral in bodems die uit los fijnkorrelig los materiaal bestaan, zoals zand, leem en veen. Hoe ouder de permafrost, hoe meer ijs. Het verzamelt zich in de loop van de tijd onder de opdooilaag in de vorm van ijslenzen, ijslagen, en meters diepe verticale wiggen van ijs – ijswiggen. De ijswiggen (Fig. 2) ontstaan door krimpscheuren die in de winter in de bodem van de koudste gebieden ontstaan. De permafrostbodem kan wel tot zo’n 90% van het volume uit ijs bestaan.
Figuur 2. Links: stuk van een ijswig in Siberische permafrost-bodem. Rechts: polygoon-bodem, ontstaan door de vorming van ijswiggen, gezien vanuit de lucht op een paar honderd meter hoogte. Foto’s J. van Huissteden.
De warmtebalans van de bodem is beslissend of permafrost-ijs ontdooit. In de zomer gaat er warmte in door zonnestraling, warme lucht, en er gaat warmte verloren door verdamping en uitstraling. In de winter verliest de bodem veel warmte door uitstraling in de lange, koude poolnacht. Plaatselijke verschillen worden bepaald door vegetatie, water, en sneeuwdek. Een sneeuwdek kaatst zonnestraling terug in het voorjaar, maar een dik sneeuwdek isoleert de bodem in de winter. Water op het oppervlak kan veel warmtestraling absorberen en de bodem snel doen opwarmen. Een vegetatiedek beïnvloedt dat de warmte-uitwisseling tussen bodem en atmosfeer sterk. De vegetatie vangt veel zonnewarmte op en wisselt die direct uit met de atmosfeer. Uiteindelijk komt slechts een zeer klein deel van de zomerwarmte in de bodem terecht, zo’n 5 tot 25% van de inkomende zonnestraling.
Bodemeigenschappen bepalen vervolgens hoeveel warmte dieper de bodem in wordt geleid. Een natte bodem geleidt de warmte beter dan een droge. Om permafrost-ijs te ontdooien moet aan de bodem veel warmte toegevoerd worden, vanwege de smeltwarmte (latente warmte) die nodig is om het ijs te ontdooien; veel meer warmte dan voor het verhogen van de temperatuur van de bodem.
De permafrost is aan het opwarmen. Niet alleen aan de oppervlakte, ook in diepere boorgaten is een temperatuur-toename te zien. Op veel plaatsen neemt ook de dikte van de opdooilaag geleidelijk toe. De dikte van de opdooilaag is bij een stabiel klimaat in evenwicht met het klimaat en vegetatie. Het ene jaar kan de bodem wat dieper ontdooien dan het andere, maar over langere tijd blijft de dikte gelijk. Bij opwarming van het klimaat wordt de opdooilaag steeds dikker, totdat de opdooilaag in de winter nooit meer helemaal bevriest. In dat geval is de permafrost wat klimaat-invloed betreft nauwelijks meer van invloed. De bodem kan op grotere diepte nog wel bevroren zijn, maar ook dat zal geleidelijk ontdooien.
Figuur 3. Links: poel ontstaan door ontdooien van grondijs. Rechts: afglijding door dooi; ijs van een grote ijswig is zichtbaar tussen de stukken toendrabodem. Noordoost Siberië. Foto’s J. van Huissteden.
Extreem warme of natte zomers veroorzaken dieper ontdooien over grotere gebieden. Vernieling van vegetatie, bijvoorbeeld door bosbrand of terreinvoertuigen, leidt ook lokaal tot diepere dooi. Wat er bij diepere dooi vervolgens gebeurt, hangt vooral af van de hoeveelheid ijs in de bodem en het landschap.
In vlakkere gebieden ontstaan poelen en meertjes als door het ontdooien van ijs de bodem inzakt (Fig. 3). Een nattere bodem met een waterlaag kan makkelijker warmte geleiden en daardoor dieper ontdooien. Als er een meer ontstaat dat dieper is dan de dikte van het ijs in de winter (ca 2 meter) blijft ook in de winter de meerbodem boven het vriespunt, en kan het meer steeds verder groeien door ontdooien van de permafrost onder het meer, en oevererosie: een dooimeer (Fig. 4). Hoe warmer het water, hoe sneller. Bij wat meer reliëf in het landschap kan de met water verzadigde bodem gaan afglijden over het ijs eronder (Fig. 4), waardoor steeds meer grondijs aan dooi wordt blootgesteld. Op Banks Island in Canada is een 60-voudige toename van het aantal aardverschuivingen in 30 jaar gevonden. Terrein met ijswiggen is extra kwetsbaar, omdat de wiggen als afvoergeulen voor smeltwater kunnen gaan dienen, vooral in het voorjaar na een winter met veel sneeuw. Zo ontstaan zich snel uitbreidende stelsels van erosiegeulen. Deze processen worden steeds vaker waargenomen in permafrostgebieden. De door erosie kalere bodem vangt vervolgens ook meer zonnewarmte in.
Figuur 4. Oevererosie langs een dooimeer in Noordoost-Siberië. Een nog bevroren permafrost-laag vormt een overhangende massa boven het water. Foto J. van Huissteden.
Broeikasgassen.
De uitstoot van broeikasgassen uit ontdooiende permafrost wordt vooral veroorzaakt door de enorme hoeveelheid organische stof in de bodem. Al dat organisch materiaal wordt door de lage temperaturen goed bewaard, als in een vriezer, en heeft zich in de loop van duizenden jaren opgehoopt. De hoeveelheid koolstof in permafrost is bijna even groot als alle koolstof in CO2 en CH4 (methaan) in de atmosfeer. Dat wil overigens nog niet zeggen dat het allemaal in de atmosfeer terecht komt; na erosie wordt een groot deel weer begraven in rivier-, meer- en zee-afzettingen.
Zodra de bodem ontdooit, kan dit fossiele materiaal verteerd worden door micro-organismen en omgezet in broeikasgas. Het hangt ervan af onder wat voor omstandigheden dat gebeurt. Is dat in een moeras, poel of meerbodem, dan wordt het vooral CH4. Onder drogere omstandigheden komt CO2 vrij. In drogere bodems kan CH4 overigens ook weer opgenomen worden en als energiebron gebruikt worden door bacteriën (echter in geringere hoeveelheden). Wanneer snelle omzetting van grote hoeveelheden organisch materiaal plaatsvindt, vooral na erosie, kan ook lachgas (N2O) ontstaan. De snelheid van bacteriële omzettingsprocessen van organische stof in de bodem naar CO2 en CH4 neemt exponentieel toe met de bodemtemperatuur; hoe warmer de bodem, hoe meer broeikasgas. Het klimaateffect van deze broeikasgassen verschilt onderling sterk; op een termijn van 20 jaar is dat voor CH4 ±81 x groter dan dat van CO2 en voor N2O ±273 x zo groot.
CO2 uit afbraakprocessen in een niet verstoord ecosysteem is meestal ongeveer in evenwicht met opname van CO2 door fotosynthese van planten (Fig. 5). Dit draagt niet noemenswaardig bij aan toename van CO2 in de atmosfeer. Er kan zelfs meer CO2 worden opgenomen dan er vrij komt, dat dan wordt opgeslagen in hout, of humus en veen in de bodem. Afbraak van fossiel materiaal voegt wel nieuw koolstof toe aan de atmosfeer als CO2 en CH4, en vergroot de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer. Ook CH4 dat uit vers organisch materiaal gevormd is draagt bij aan extra opwarming, als de uitstoot daarvan toeneemt.
Figuur 5. De afbraak van fossiel organisch materiaal in de bodem voegt extra CO2 toe aan de atmosfeer.
Een andere bron van fossiel methaan is het steeds meer discontinu worden van de permafrost. Permafrost vormt een afsluitend deksel voor methaanlekkage uit de diepere ondergrond (met name boven gasvelden); bij ontdooien kan de emissie daarvan toenemen. Ook is hoge methaanemissie uit onderzeese permafrost waargenomen.
Kortom, hoe warmer de permafrost-bodem, hoe meer CO2, methaan en lachgas. Methaan is het gas waar de meeste publieke aandacht voor is, maar CO2 is wat hoeveelheid betreft het belangrijkste broeikasgas uit de permafrost. De verhouding tussen CO2 en CH4 is moeilijk in te schatten: die hangt sterk af van het landschap. Veel erosie levert meer CO2 en lachgas op, weinig erosie maar meer poelen en meren, levert meer methaan.
Aan de andere kant laat de opwarming van het klimaat ook de vegetatie toenemen in de toendra- en poolwoestijn-gebieden op de permafrost. Dat leidt tot meer opname van CO2. In de toendra nemen vooral struiken toe (de boomgrens in vlak laagland kan de snelle opwarming niet goed bijhouden). Dit staat bekend als ‘Arctic Greening’ en is ook opgenomen in klimaatmodellen. De laatste jaren blijkt uit satellietbeelden ook ‘Arctic Browning’ op te treden, een verlies van groene vegetatie door de toename van klimaat-extremen in het Arctische gebied: droogte, warmte, bos- en toendrabranden, en insectenplagen die ook vaak samenhangen met klimaatverandering. De effecten van abrupte dooi met poelen en erosie dragen ook bij.
Uit metingen in de Siberische toendra bleek ook, dat in jaren met een langer groeiseizoen wel meer CO2 werd opgenomen door de vegetatie, maar tegelijkertijd kwam er ook meer CO2 uit de bodem. Dat compenseerde de extra opname van CO2. Recent is ook gebleken dat in de winter CO2– en methaan-emissies uit de bodem doorgaan zolang de bodem niet compleet bevroren is. Ook dat neem toe, omdat door opwarming van het klimaat het bevriezen van de bodem steeds langer duurt. Afbraak van organische stof gaat daardoor langer door. De in de bodem opgeslagen gassen worden er vervolgens door het bevriezingsproces uitgedreven. Deze winterse uitstoot overtreft de in de zomer door planten opgenomen CO2.
Uit waarnemingen blijkt dus dat de opname van CO2 door meer vegetatie niet in staat is de uitstoot van broeikasgassen te compenseren, en waarschijnlijk wordt dat in de toekomst ook niet beter. Helaas zijn er weinig lange meetreeksen van CO2– en methaanuitstoot boven de permafrost. De logistieke problemen om dat met gevoelige apparatuur te meten zijn groot, en geschikte apparatuur is er ook pas zo’n 15 jaar. Temperaturen zijn in de winter extreem, terwijl de emissies ook in de winter niet te verwaarlozen zijn. Onlangs is een 16 jaar lange tijdreeks van metingen uit de Siberische toendra gepubliceerd, die een duidelijke toename van zomertemperatuur laten zien die gepaard gaat met een toename van zomerse methaan-emissie van 1.9 ± 0.7% per jaar bij een Juni-temperatuur toename van 0.3 ± 0.1 °C per jaar.
Sinds 2007 is er een zeer snelle toename van methaan in de atmosfeer te zien. Kan ontdooiende permafrost hieraan bijdragen? Het onderscheid tussen de verschillende bronnen van methaan en CO2 is lastig, en permafrost is lang niet de enige bron. Er zijn meer grote natuurlijke methaanbronnen, zoals moerassen in de tropen, zoetwatermeren, en je moet permafrost-methaan ook kunnen onderscheiden van de grote menselijke bronnen zoals fossiele brandstoffen en landbouw. De natuurlijk voorkomende isotopen van de koolstof, zuurstof en waterstof, kunnen helpen bij het schatten van de grootte van bronnen, maar zijn vaak niet beslissend.
Uit meerdere onderzoeken blijkt niet dat er tot nu toe een grote bijdrage van de permafrost is. In een publicatie uit 2015 wordt met behulp van modellen geschat dat door opwarming van de permafrost 10% van de koolstof daaruit in de atmosfeer verdwijnt tot het einde van deze eeuw, het meest als CO2. Dat is vergelijkbaar met 10% van de emissie uit fossiele brandstoffen en is goed voor 0.2°C extra opwarming. De verdeling van concentratie van methaan in de atmosfeer over de hele Aarde geeft ook aan dat de belangrijkste natuurlijke bronnen van biogeen methaan in de tropen liggen. Metingen van methaanconcentratie in de Arctische atmosfeer laten ook nog geen toename zien op grote schaal. De snelle toename van methaan in de atmosfeer wordt voor het grootste deel toegeschreven aan methaan uit tropische wetlands.
Hierbij moet wel benadrukt worden dat veel publicaties niet veel verder gaan in hun analyses dan tot 2020. Effecten van recente extreme gebeurtenissen (recente extreme bosbranden in Siberië en Canada, extreem warm, droog weer van de afgelopen paar jaar en van dit jaar) zullen we in die analyses nog niet zien.
Zijn we het permafrost tipping point al gepasseerd?
Deze vraag blijkt dus lastig te beantwoorden door gebrek aan gegevens. Een artikel uit 2020 stelde dat de permafrost al een tijd geleden een kantelpunt gepasseerd is en onomkeerbaar aan het dooien is (Randers & Goluke 2020). Die conclusie werd getrokken uit experimenten met een vereenvoudigd aardsysteem- en klimaatmodel. Zelfs als we onmiddellijk zouden stoppen met CO2 uitstoten, zou de dooi – na een aanvankelijke vertraging – eeuwenlang doorgaan. In dit model werd de dooi van permafrost versterkt door de uitstoot van broeikasgassen uit de permafrost, en door toename van waterdamp (ook een broeikasgas) in de atmosfeer, en verder worden versterkt door meer opwarming door verdwijnen van sneeuw en ijs. Het model berustte op simpele aannames: de stijging van de luchttemperatuur is een maat voor dooi van permafrost, evenals de emissie van broeikasgassen. Zoals hierboven besproken, zit het wel wat ingewikkelder in elkaar. In de eerste plaats blijkt er niet één kantelpunt te zijn in het permafrost-klimaatsysteem (Fig. 6).
Het ontdooien van permafrost zelf is geen kantelpunt. Zodra het klimaat afkoelt kan de bodem weer bevriezen. Dat is ook wel gebleken uit snelle terugkeer van permafrost bij de laatste koude fase aan het eind van de laatste ijstijd (Jonge Dryas Stadiaal) in Nederland, toen de permafrost van het koudste deel van de laatste ijstijd al een paar duizend jaar verdwenen was.
Het eerste kantelpunt heeft betrekking op landschap en ecosystemen van ijsrijke permafrost: aardverschuivingen, erosie, ontstaan van poelen en meren door snelle, abrupte dooi. Uit verschillende publicaties (hierboven aangehaald) blijkt dat dit al plaatsvindt, en verlies van organische stof uit de bodem veroorzaakt. Het duurt tientallen tot honderden jaren voordat sporen van erosie weer uitgewist zijn in de vegetatie, en nog langer voordat de hoeveelheid organische stof in de bodem weer op het oude niveau is. De beruchte Batagay megaslump laat zien dat wanneer dat het erosieproces eenmaal in gang gezet is, het tientallen jaren door kan gaan. Ook het verdwijnen van de ijstijd-permafrost uit het koudste deel van de ijstijd in Nederland veroorzaakte op zeer grote schaal verstoring van de bodem (Fig. 7).
Figuur 7. Sterke vervloeiïng van de bodem tijdens het ontdooien van de permafrost uit de laatste ijstijd in Nederland. Stukken venige toendrabodem (zwarte brokken) zijn in een zandlaag gezakt. Dat kon, doordat de zandlaag door dooi van grondijs oververzadigd was geraakt met water. Deze zogenaamde kryoturbatie wordt in grote delen van Nederland aangetroffen, vlak onder lagen waarin geen aanwijzingen voor permafrost aanwezig zijn. Hengelo, bouwput aanleg A1, foto J. van Huissteden.
Het tweede kantelpunt is de uitstoot van broeikasgassen uit de ontdooiende permafrost. Het is de vraag of dit een kantelpunt is – neemt dit geleidelijk toe naarmate de permafrost warmer wordt, of gaan er abrupte veranderingen optreden waarbij de emissie in korte tijd sterk toeneemt en op een hoger niveau blijft? Gezien de enorme hoeveelheden fossiel organisch materiaal die zijn opgeslagen in de permafrostbodems en de abrupte dooiverschijnselen die we nu zien toenemen, zou dit zeker een kantelpunt kunnen zijn. Alleen wijzen de schattingen van wereldwijde uitstoot uit permafrost nog niet op een sterke toename tot nu toe. Waarschijnlijk is hier nog geen kantelpunt bereikt.
Dat de uitstoot uit permafrost gering is ten opzichte van andere broeikasgasbronnen is overigens niet geruststellend. Hierboven wordt een schatting genoemd die aangeeft dat de broeikasgassen uit permafrost in deze eeuw wereldwijd bijdragen aan ± 0.2°C extra opwarming. Via de ‘Arctic amplification’ is dat echter meer opwarming boven de permafrost. Zoals het model van Randers & Goluke laat zien, moeten we ook rekening houden met meer waterdamp door een vochtiger arctische atmosfeer. Dezelfde schatting zegt dat permafrost-broeikasgassen slechts 10% van onze emissie uit fossiele brandstoffen vertegenwoordigen. Dat lijkt weinig, maar betekent veel meer economische en maatschappelijke inspanning om de opwarming van de Aarde tot 2°C te beperken. Zelf denk ik dat deze schatting te laag is, omdat ze gebaseerd is op modellen waarin de effecten van abrupte dooi niet goed verwerkt zijn.
Het is bovendien ook onzeker of ‘Arctic greening’ leidt tot meer CO2 opname in vegetatie om de emissie uit permafrost te compenseren. De recente extreme bos- en toendrabranden zijn zeer verontrustend. De uitstoot van roet van de branden, en afzetting daarvan op het sneeuwdek leidt ook tot snellere sneeuwsmelt door meer absorptie zonnestraling. De vernietiging van beschermende vegetatie leidt ook tot extra permafrost-dooi.
Tenslotte moeten we ook rekening houden met andere kantelpunten in het klimaat, die de Arctische opwarming kunnen versterken: het domino-effect van kantelpunten die elkaar beïnvloeden. Verdwijnen van Arctisch zee-ijs leidt tot meer waterdamp in de Arctische atmosfeer en meer opwarming. De extra neerslag die daarvan het gevolg is heeft ook een opwarmend effect op de permafrost, zoals we hierboven gezien hebben. Andere kantelpunten in het klimaat, met name kantelpunten die de stromingen en broeikasgas-uitwisseling in de oceanen beïnvloeden, hebben waarschijnlijk grotere gevolgen voor het klimaat dan permafrost-dooi. Permafrost-dooi is slechts een van de grote risico’s die we lopen door te gokken met het klimaat van onze planeet.
Het is op zijn minst opmerkelijk dat er ineens zoveel bosbranden en verbrandingen van bepaalde bewoonde gebieden zijn, waar andere gebieden ongemoeid lijken te blijven (als op Mauï recentelijk en in Californië in 2018); net als het opmerkelijk is dat […]
De enige manier om de 15 minutensteden gevangenis te ontvluchten is om je terug te trekken in natuurgebieden. Maar als daar voortduren brandgevaar is en er gevaarlijke wilde dieren rondlopen laat je dat wel uit je hoofd. Zou dat wellicht […]
De grootste fossiele bedrijven zijn honderden miljarden dollars aan herstelbetalingen verschuldigd voor de economische schade die klimaatverandering in de aankomende decennia aan zal richten. Dat stelt een recente studie in OneEarth. Het klinkt als veel geld, maar voor de fossiele bedrijven geldt dat de genoemde bedragen minder zijn dan hun recordhoge winsten gemaakt in 2022, het jaar van de energiecrisis. Wanneer zet ‘Big Oil’ de knop om?
Herstelbetalingen?
Rijke mensen in het mondiale Noorden zijn onevenredig veel meer verantwoordelijk voor de opwarmende aarde. En de gevolgen van de klimaatcrisis treffen vooral armere mensen en gemarginaliseerde groepen in het mondiale Zuiden. Klimaatverandering is een groot onrecht. Aan dit onrecht hangt een prijskaartje, en tijdens de jaarlijkse VN klimaattoppen wordt er de laatste jaren steeds vaker over geld voor klimaatschade gesproken. In november vorig jaar leidde dat tot de historische afspraak voor het opzetten van een klimaatschadefonds, ook wel het ‘Loss and Damage’ fonds genoemd. Fatsoenlijke schattingen voor geleden schade zijn echter schaars, en overheden zijn het veelal niet eens over wie voor de kosten zou moeten opdraaien. Nationaal eigenbelang weegt vaak toch zwaarder dan internationale solidariteit, zo blijkt maar weer.
Toch proberen wetenschappers om schattingen van kosten te koppelen aan de vraag wie dat zou moeten betalen. In de recente studie in OneEarth worden schattingen gemaakt van de hoogte van deze herstelbetalingen (in het Engels: ‘reparations’). De auteurs leggen de verantwoordelijkheid bij de grootste uitstotende fossiele bedrijven, en berekenen hoeveel smartengeld zij de samenleving in de toekomst verschuldigd zijn. De methodes en resultaten zijn interessant, en zullen we hier behandelen.
Fossiele bedrijven zoals Shell en Exxon zijn direct, of indirect, verantwoordelijk voor de uitstoot van broeikasgassen. Ze dragen echter een extra verantwoordelijkheid doordat veel van deze bedrijven al decennialang wisten van de gevaarlijke gevolgen van hun producten, en desondanks hun vervuilende bedrijfsvoering hebben verdedigd en uitgebouwd. Van Shell en van Exxon staat vast dat zij al sinds de jaren ’70 en ’80 wisten van klimaatverandering en actief klimaatbeleid tegen hebben gewerkt door desinformatiecampagnes. Ook in Nederland is deze misinformatie over klimaatverandering het publieke debat in gesijpeld.
Fossiele bedrijven worden steeds vaker aansprakelijk gesteld voor hun schade, bijvoorbeeld via rechtszaken, maar nu is er ook een uitgebreide berekening gemaakt van de kosten die ze verschuldigd zijn aan de gemeenschappen die het meest geraakt worden door decennia uitstoot en leugens. De studie in OneEarth stelt dat de 21 grootste vervuilers, waaronder bedrijven als BP, Shell en ExxonMobil, verantwoordelijk zijn voor zeker 5,4 biljoen (!) dollar aan schade door extreme droogtes, bosbranden, zeespiegelstijging en veel meer dat aan klimaatverandering kan worden toegekend, over de periode 2025 tot 2050.
Wie betaalt wat en waarom?
De data die de studie gebruikt zijn gegevens over de uitstoot van fossiele bedrijven, en een raming van de kosten van klimaatverandering. De historische uitstoot van fossiele bedrijven komt uit de Carbon Majors database. Dat levert uitstoot per bedrijf op. De auteurs houden vervolgens 1988 aan als startjaar van de emissies die ze meenemen in de berekening van verantwoordelijkheid. 1988 is het jaar dat het IPCC werd opgericht (en van de getuigenis van klimaatwetenschapper James Hansen voor de senaat van de VS). Vanaf dat moment worden claims van de industrie dat ze geen verantwoordelijkheid hadden voor klimaatverandering, of dat het allemaal niet zo erg was, onhoudbaar geacht.
Het aandeel CO2 emissies en de hoeveelheid te betalen herstelbetalingen voor de top 21 uitstotende fossiele bedrijven. Data van de studie, figuur via The Guardian.
De te betalen bedragen zijn berekend op basis van een consensusverklaring van economen over de kosten van klimaatverandering. Zij schatten de te verwachten mondiale economische kosten op zo’n 99 biljoen dollar tussen 2025 en 2050. De uitstoot van fossiele brandstoffen is verantwoordelijk voor zo’n 69,6 biljoen. De studie kiest ervoor om een derde van deze toekomstige kosten aan de fossiele industrie toe te kennen. Ze kennen de andere twee derdes toe aan overheden en consumenten. Het is een redelijk arbitraire keuze, en misschien zelfs wel een beetje conservatief. Uiteindelijk houdt het in dat de mondiale fossiele industrie verantwoordelijk wordt gehouden voor ten minste 23,2 biljoen dollar aan klimaatgerelateerde economische verliezen over 25 jaar. Of, bijna 900 miljard per jaar.
De auteurs kiezen ervoor om een dimensie aan rechtvaardigheid mee te nemen in de toekenning van de kosten aan de top 21 vervuilers. Vervuilers gevestigd in lage inkomenslanden, zoals Coal India, worden vrijgesteld van herstelbetalingen. Bedrijven uit midden inkomens, zoals PetroChina, worden de halve kosten toegekend, en de top vervuilers uit rijke landen, waaronder Exxon en Shell, mogen het volledige bedrag uitkeren. Deze top 21 vervuilers worden gezamenlijk dus voor 5,4 biljoen dollar (van die 23,2 biljoen dollar in totaal) aansprakelijk gesteld, waarbij die vrijstellingen zijn verrekend.
Gezien de rijkste 1% van de wereld voor meer dan 2 keer zo veel uitstoot verantwoordelijk is dan de armste 50%, is het meenemen van rechtvaardigheid in de berekeningen een goed voornemen, mijn inziens. Toch vind ik het wel een beetje arbitrair waar je dan de grens precies trekt. Je zou ook een soort glijdende schaal kunnen definiëren, waarbij de hoogte van de herstelbetalingen afhankelijk is van het BNP van een land. Of niet het land van vestiging, maar de landen van de aandeelhouders of bedrijfstop aanhouden. Daarnaast zou het ook rechtvaardiger zijn om al die uitstoot van voor 1988 wel mee te nemen, maarja, dan kun je weer stellen dat de Shells en BPs niet ‘wisten’ dat hun producten voor gevaarlijke klimaatverandering zouden zorgen… Uiteindelijk zijn dit ook allemaal ietwat arbitraire keuzes. Voor de auteurs was het vooral van belang om in hun methodes de bedrijven uit landen in ontwikkeling enigszins vrij te stellen.
Percentage van de mondiale emissies tussen 1988 – 2022 versus het BNP van het land waar het bedrijf gevestigd is. Data van de studie, figuur via The Guardian.
We zien dat Saudi Aramco met kop en schouders bovenaan staat in termen van emissies. Aramco alleen is voor bijna 5% van de mondiale CO2 emissies vanaf 1988 tot nu verantwoordelijk. Op basis daarvan zou het meer dan 1 biljoen dollar aan herstelbetalingen verschuldigd zijn, over de periode 2025 – 2030. ExxonMobil en Shell staan op plek 5 en 6 van meeste uitstoot, maar op plek 3 en 4 in termen van de meeste herstelbetalingen, omdat de grote uitstoters Coal India en National Iranian Oil volgens de methodes van de studie worden vrijgesteld.
Het geld is er
Het klinkt als grote bedragen waar de studie mee aan komt zetten. Maar als we kijken wat een aantal van deze grote bedrijven in het afgelopen jaar aan winst hebben geboekt, dan is het absoluut niet onbetaalbaar. De oliereuzen BP en Shell hebben in 2022 respectievelijk zo’n 28 miljard en 40 miljard dollar winst gemaakt, voor beide een record. Samen zouden ze ongeveer 31 miljard dollar per jaar aan herstelbetalingen moeten uitkeren. ExxonMobil gaat daar flink overheen en heeft een recordwinst van 56 miljard dollar geboekt in 2022. Ze worden voor 18 miljard dollar per jaar aan klimaatsmartengeld verantwoordelijk gehouden. Saudi Aramco, het staatsbedrijf dat qua emissies én qua herstelbetalingen absoluut bovenaan staat met een geschatte 43 miljard dollar per jaar, heeft in 2022 een zodanig kolossale winst gemaakt dat het vier jaren aan herstelbetalingen in één jaar zou kunnen uitkeren. Hun recordwinst van zo’n 161 miljard dollar is bijna de helft van de begroting van Nederland in 2022.
De recordhoge winsten van ExxonMobil, Shell, Chevron en BP samen zijn nog minder dan de torenhoge winst van Saudi Aramco in 2022. Via CarbonBrief.
Nu was 2022 een uitzonderlijk jaar voor ‘Big Oil’. Door de Russische invasie in Oekraïne schoten de energieprijzen de lucht in. Dat heeft in Nederland en vele landen om ons heen voor een ‘cost of living’ crisis gezorgd. Wij konden de gasrekening niet meer betalen, er werden fondsen opgetuigd om mensen met hun torenhoge energierekeningen te helpen, en ons werd aangeraden om wat korter te douchen en de verwarming lager te zetten. Ondertussen boekte Big Oil ongekende recordwinsten en werden er gretig bonussen uitgedeeld aan de top van de fossiele energieconcerns. Ik vind dat een grove schande.
Van plicht naar praktijk
Vanuit een moreel standpunt kun je begrijpen dat de grote vervuilers een reparatieverantwoordelijkheid hebben voor schade die is en zal worden aangedaan door emissies waar zij voor verantwoordelijk zijn. Dit onderzoek laat zien dat de top uitstoters een behoorlijke kluif aan herstelbetalingen zouden moeten betalen, maar dat dat met hun recente recordwinsten geen probleem hoeft te zijn. Ja, er is wat af te dingen op de methodes die de onderzoekers gebruiken, maar ook met andere keuzes in de methodologie is het duidelijk dat onbeperkt olie oppompen niet zonder gevolgen mag zijn. Het is echter de vraag of we nu en in de toekomst een redelijk niveau van rechtvaardigheid of moreel besef kunnen verwachten van Big Oil. In het afgelopen jaar hebben onder meer BP, ExxonMobil en Shell hun toezeggingen om olie- en gasproductie af te schalen, zelfs teruggedraaid… Met het soort onderzoek dat we in deze blog hebben behandeld, kan de fossiele industrie wel meer en meer op een onderbouwde manier ter verantwoording worden geroepen. Want maak mij maar wakker wanneer ze vanuit zichzelf een reparatiebesef gaan voelen.
