Praten over het weer en klagen als de mensen die dat voorspellen er weer eens naast zitten. We doen het in Nederland maar wat graag. Toch blijken de meeste weermodellen zo beroerd nog niet. Het KNMI kan inmiddels met zo’n 95 procent zekerheid het weer voor de komende drie dagen voorspellen. Maar naarmate de dagen verstrijken, neemt dat percentage steeds verder af. Na ongeveer twee weken valt er voor de Gerrit Hiemstra’s van deze planeet nauwelijks nog iets te zinnigs te voorspellen.
Dit is het moment waarop Beyond Weather zich wil laten gelden. De climatetech-startup claimt namelijk een technologie te hebben ontwikkeld die op seizoenbasis het weer kan voorspellen, tot een periode van zes tot maar liefst negen(!) maanden in de toekomst.
‘Bij weersvoorspellingen op de korte termijn kijkt men naar de natuurkundige wetten. Met behulp van een numeriek model kunnen we die wetten gebruiken om te voorspellen hoe de weersystemen zullen evolueren’, zegt Marc van der Peet, cofounder en chief product officer van Beyond Weather.
‘Wij kijken daarbij naar heel andere aspecten, zoals de hoeveelheid ijs op de poolkappen, de temperatuur en het zoutgehalte in oceanen en de hoeveelheid vocht in de bodem. Onze AI-algoritmes vergelijken die omstandigheden met situaties uit het verleden en zoeken naar patronen. Zo krijgen we een vrij goed beeld van het weer de komende tijd.’
Let wel, het blijft statistiek. Beyond Weather kan niet zeggen dat het op eerste kerstdag gaat sneeuwen en of het volgend jaar droog blijft in Zandvoort als Max Verstappen daar z’n rondjes weer komt rijden. ‘Daartegenover staat dat we wel met grote zekerheid kunnen zeggen of het bijvoorbeeld een koude winter wordt.’
De kraamkamer van Beyond Weather staat op de VU Amsterdam. Hier startten Dim Coumou en Sem Vijverberg zo’n vijf jaar geleden met onderzoek naar het gebruik van artificial intelligence bij weersvoorspellingen voor de lange termijn. Coumou geldt als een gerenommeerd klimaatwetenschapper, Vijverberg is dan nog één van zijn studenten.
Het onderzoek leidt in het najaar van 2022 tot de oprichting van een startup. Als eerste sluit Jannes van Ingen aan, hij is econometrist. Snel daarna wordt het team uitgebreid met Marc van der Peet en Steven van den Tol, twee ondernemers in residence. Van der Peet had toen net zijn belang in Contexta360 verkocht, een bedrijf dat AI-software levert voor het analyseren van telefoongesprekken. Onderwijshelden was het bedrijf dat Van den Tol eerder van de hand deed, een dienstverlener aan het onderwijs.
‘De andere cofounders waren toen net bezig om te onderzoeken of er een markt zou zijn voor deze specialistische weerdata’, zegt Van der Peet. ‘Het is best leuk om iets te kunnen zeggen over een mogelijke Elfstedentocht, maar waar het natuurlijk om draait zijn klanten die voor je oplossing willen betalen.’
Wie zitten op Beyond Weather te wachten?
Die betalende klanten zoekt het bedrijf vooral in de energiesector. ‘In 2022 kwam ongeveer een derde van alle elektriciteit in ons land al van wind- en zonne-energie. De komende jaren neemt dat percentage verder toe. We worden voor de productie van energie dus steeds afhankelijker van het weer en daarmee neemt het belang van juiste voorspellingen toe’, aldus Van der Peet.
Met de data van Beyond Weather kunnen energieleveranciers de opbrengsten van hun zon- en windmolenparken beter in kaart brengen. En daar blijft het niet bij. ‘Als je weet dat het de komende winter gemiddeld twee graden warmer wordt, dan heeft dat grote implicaties voor de gasprijs. Voor energiebedrijven én -handelaren is dit dan ook zeer waardevolle informatie’, zegt Van der Peet.
Op termijn verwacht de startup ook partijen in de agrofood te kunnen interesseren. Met de weerdata van Beyond Weather kunnen zij al in een vroegtijdig stadium inspelen op periodes van langdurige droogte bijvoorbeeld. ‘Ook voor een Nederlandse overheid zijn we interessant, aldus Van der Peet. ‘Wordt het een koude winter, dan weet je dat je aan de slag moet met de gasvoorraden.’
Wat is het verdienmodel?
Klanten van Beyond Weather krijgen toegang tot een online dashboard. Daarin lezen ze niet alleen de algemene weersverwachtingen, ze krijgen ook uitleg waar die voorspelling op gebaseerd is. Geen black box, maar explainable AI dus. Beyond Weather wil op die manier de geleverde analyses voor klanten geloofwaardiger maken.
Wie toegang wil tot deze data betaalt een licentie-fee. De exacte prijzen wil het bedrijf niet delen, maar we moeten denken aan een range van tussen 30.000 en 50.000 euro per jaar. Dit is onder meer afhankelijk van het aantal landen.
Startup van de Week
Iedere week lichten we een veelbelovende startup uit. De Startup van de Week dingt ook mee naar de titel Startup van het Jaar. Benieuwd wie er kans maken? Lees eerdere Startups van de Week terug »
Hoever is Beyond Weather?
Het product werkt en is volgens de startup zelfs twee keer zo accuraat als bestaande weermodellen. Het bedrijf heeft in een Zwitserse energiemaatschappij haar eerste klant gevonden en voert diverse gesprekken met andere partijen. Naast de leveranciers zijn dat energiehandelaren die gas en elektriciteit traden op internationale beurzen.
‘Tegen klanten zeggen we: denk met ons mee. Dit is een geheel nieuw product en wij moeten nog leren hoe we met deze data maximale klantwaarde kunnen creëren’, aldus Van der Peet.
Als extra feature voor in de toekomst denkt het bedrijf aan specifieke informatie over klimaatextremen. ‘Stel dat Tesla ergens in India een megafabriek wil bouwen, dan wil zo’n bedrijf graag weten wat de kansen zullen zijn op overstromingen, orkanen en bosbranden. Er zijn nog maar weinig tools die daar iets zinnigs over kunnen zeggen. Wij geloven dat we met onze data bedrijven in de toekomst kunnen helpen bij dit soort grote investeringsbeslissingen.’
Nog geld nodig?
Tot het najaar van 2022 teerde de zoektocht van professor Comou op onderzoeksubsidies. In de periode die volgde, kon de startup zich al bootstrappend in leven houden. Maar er zit een Series A-ronde aan te komen.
Van der Peet: ‘Die is nodig om het product verder te ontwikkelen en nieuwe klanten te vinden. Er zijn voor de zomer al wat gesprekken gevoerd, daar gaan we nu mee verder. Voor de komende twee jaar denken we ongeveer 1 miljoen euro nodig te hebben.’
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.
Door klimaatverandering neemt het aantal hevige bosbranden toe. Hoe de brand ook begint, door een blikseminslag of een sigarettenpeuk, het verloop van de brand is drastisch veranderd door klimaatverandering. Door langere droogtes, meer hitte en sterke wind verspreidt het vuur zich gemakkelijker. Tegelijkertijd dragen bosbranden bij aan verdere opwarming, want bij iedere bosbrand komen veel broeikasgassen vrij. Helaas komen deze bosbranden overal ter wereld steeds vaker voor.
Tijdens de Black summer legden bosbranden 24 miljoen hectare grond in as. Expert Guido van der Werf: ‘Die branden stootten evenveel kooldioxide uit als de wereldwijde luchtvaart in een heel jaar.’ Lees meer: NEMO Kennislink. (2020)
Meer dan 800 duizend hectare aan moeras, graslanden, plantages en inheemse bossen zijn verwoest door branden in de provincie Corrientes. De klimaatcrisis, in combinatie met twee jaar van extreme droogte, creëert een ideale situatie voor branden. Velen zijn veroorzaakt door opzettelijke of nalatige menselijke activiteit. (2022)
Rusland
Days without fires in Russia: 0
As a result of a forest fire in the village of Pervomaisky, Sverdlovsk region, warehouses with gunpowder caught fire. pic.twitter.com/gD4MLwtz2q
‘Dagen zonder branden in Rusland: 0. Een bosbrand bij het dorp Pervomaisky, in Sverdlovsk, liet magazijnen met buskruit in de fik vliegen.’ Jaarlijks gaat in Rusland een bosgebied van 40 miljoen hectare in vlammen op. Lees meer: Reuters. (2023)
Op het Canarische Eiland La Palma zijn duizenden mensen geëvacueerd vanwege felle natuurbranden. Door het warme weer was het hout kurkdroog, de wind wakkerde het vuur verder aan. Lees meer: NOS. (2023)
Algerije
At least 36 people killed till now by forest fire in Algeria
. Algeria is experiencing a massive deadly wildfires. This is climate emergency.
And global media will not tell this. If it’s happen in the West, you will hear it. Stop Western Hypocrisy.pic.twitter.com/hwjTlwBKk3— Licypriya Kangujam (@LicypriyaK) August 18, 2022
Algerije registreerde in 2022 wel 97 branden in zestien regio’s. In sommige gebieden bereikten de vlammen woonwijken. Daar heersten een sterkte wind en een zware hittegolf, met temperaturen tot wel 48 graden Celsius. Lees meer: HLN(2022)
Great Canadian Forest Fire, Omineca Mountains! Mr. Trudeau comments on everything and is now silent. pic.twitter.com/XiwLVUvmUy— Sara Sanchez (@sara_s_2020) July 15, 2023
Nooit eerder brandde er zoveel natuur af in Canada als in 2023. In de lente was het al warmer en droger dan normaal, het brandseizoen begint in West-Canada steeds eerder. In Canada is dit jaar door de bosbranden al meer dan een miljard ton CO2 uitgestoten. Lees meer: RTL nieuws. (2023)
De Canadese bosbranden verduisterde de skyline van New York City door rook. Er golden luchtkwaliteitswaarschuwingen in meer dan twaalf Amerikaanse staten. Kinderen, ouderen of mensen met ademhalingsaandoeningen kregen het advies zoveel mogelijk binnen te blijven. (2023)
Griekenland
At least 164 fires burned in 58 places on the popular Greek vacation island of Rhodes in the past 24 hours, Greece’s fire service said Sunday, as residents were forced to leave their homes and summer vacations morphed into chaotic nightmares. https://t.co/FmuckFLIu4pic.twitter.com/yQIenuIRs9
— The Washington Post (@washingtonpost) July 24, 2023
Op het eiland Rhodos woeden minstens 164 branden, op 58 plekken binnen 24 uur. Bewoners moesten hun huis ontvluchten. Zomervakanties veranderden in chaotische nachtmerries. (2023)
Een afgebrand bos in Brandenberg. In deze deelstaat, een gebied met veen en droge bomen, heeft de meeste bosbranden van Duitsland. In 2022 waren het er ruim 500. Warmte en droogte zorgen voor hoger brandgevaar. Lees meer: Duitsland Instituut. (2020)
Om de klimaatcrisis een halt toe te roepen, moeten we zo snel mogelijk stoppen met fossiele brandstoffen en overstappen op groene energie. Maar grote vervuilers worden nog steeds uit de wind gehouden. Laten we onze bezorgdheid omzetten in actie en een krachtige boodschap naar de politiek sturen. Teken vandaag nog de petitie en help mee het tij te keren.
Ik maak me ernstig zorgen om de gevolgen van extreem weer door klimaatverandering. Ik roep de regering op om grote vervuilers niet langer uit de wind te houden: dwing ze om te verduurzamen, of anders om te sluiten!
Waar sommige Nederlanders naarstig op zoek lijken te zijn naar lastminute-vakanties om aan het sombere weer te ontsnappen, zijn bij het ministerie van Buitenlandse Zaken vijf Nederlanders als vermist opgegeven in Slovenië na het noodweer van de afgelopen dagen. Ook Oostenrijk heeft te kampen met overstromingen en in Spanje woedt een natuurbrand.
Het ministerie deelt verder geen details over de meldingen van de vermissingen. Vermoedelijk zijn het voornamelijk meldingen van familieleden die geen contact hebben kunnen krijgen met in Slovenië verblijvende Nederlanders. Gisteren werd bekend dat twee Nederlanders uit Gouda zijn omgekomen in het land.
Nederlanders in Slovenië als vermist opgegeven
Aan de mensen die vermisten hebben opgegeven, wordt consulaire bijstand verleend. Dat houdt voornamelijk in dat de ambassade in Slovenië contacten onderhoudt met de lokale autoriteiten. Het is niet bekend hoeveel Nederlanders zich in Slovenië bevinden, zegt een woordvoerder van het ministerie. Zij kunnen namelijk vrij reizen naar het land in de Europese Unie en zijn niet verplicht zich te melden bij de ambassade.
Slovenië wordt sinds deze week getroffen door hevige regenval. In het noorden van het land viel in 24 uur tijd de hoeveelheid neerslag die normaal gesproken in een hele maand valt. Een belangrijke autoweg, die de hoofdstad Ljubljana verbindt met het noorden van het land, is op meerdere plekken afgesloten. Dat blijft volgens de Oostenrijkse radiozender ORF waarschijnlijk tot morgenavond zo. De Nederlandse alarmcentrales SOS International, Eurocross en de ANWB ontvingen zo’n honderd hulpverzoeken uit Slovenië, laten ze zaterdag weten. Eurocross kreeg zestig meldingen, SOS International tien en de ANWB ongeveer dertig. Veel hulpverzoeken zijn van mensen van wie het voertuig kapot is of van wie spullen zijn weggespoeld.
Overstromingen in Oostenrijk en brand in Spanje
Ook veel grensovergangen tussen Oostenrijk en Slovenië zijn dicht vanwege het aanhoudende noodweer. Meerdere dorpen in het getroffen gebied zijn volgens autoriteiten door het water van de buitenwereld afgesloten. Zo heeft ook het zuiden van Oostenrijk te kampen met overstromingen. De aanhoudende regen maakt het voor de Oostenrijkse reddingsdiensten moeilijk om de nodige hulp te bieden. Verschillende campings in de zuidelijke provincies Karinthië en Stiermarken zijn ontruimd.
Daarentegen zijn in Spanje ongeveer 140 mensen geëvacueerd vanwege een grote natuurbrand in Catalonië. Het vuur woedt in de buurt van Portbou, vlakbij de grens met Frankrijk. De brand brak gisteren uit en greep daarna om zich heen. De autoriteiten zeggen dat een gebied is verwoest met een omvang van zo’n 280 voetbalvelden. De harde wind en het lastig begaanbare terrein maken het een uitdaging om het vuur effectief te bestrijden, erkent de Catalaanse overheid. Het vuur zorgt ondertussen voor veel overlast in het gebied. Ook zitten enkele duizenden mensen zonder stroom.
Reisadvies
Gisteren heeft het ministerie van Buitenlandse Zaken een waarschuwing toegevoegd aan het reisadvies voor Slovenië, die desondanks op groen blijft. Er blijft een hoog risico op meer overstromingen en aardverschuivingen, luidt de waarschuwing. Reizigers wordt aangeraden om aanwijzingen van lokale autoriteiten te volgen en mediaberichten in de gaten te houden.
Zo'n 140 mensen zijn geëvacueerd vanwege een grote natuurbrand in Catalonië. Het vuur woedt in de buurt van Portbou, vlakbij de grens met Frankrijk.
De brand brak vrijdag uit en greep daarna om zich heen. De autoriteiten zeggen dat een gebied is verwoest met een omvang van zo'n 280 voetbalvelden. Spaanse brandweerlieden krijgen bij het blussen hulp van de Franse hulpdiensten. De harde wind en het lastig begaanbare terrein maken het een uitdaging om het vuur effectief te bestrijden, erkent de Catalaanse overheid.
Het vuur zorgt ondertussen voor veel overlast in het gebied. Daar moesten onder meer mensen worden geëvacueerd vanaf het terrein van een camping. Ook zitten enkele duizenden mensen zonder stroom. Het treinverkeer tussen Figueres en Portbou moest worden stilgelegd.
