Zeespiegel
Zeespiegelveranderingen in de toekomst
14 december 2009
Caroline Katsman (KNMI)
Het toekomstige zeeniveau wordt berekend met behulp van klimaatmodellen. Klimaatmodellen zijn vergelijkbaar met de computermodellen die worden gebruikt voor de weersverwachtingen, alleen willen we nu een eeuw of langer vooruit kijken. Berekeningen met klimaatmodellen worden gedaan voor verschillende toekomstscenario's, met een hoge en een lage uitstoot van broeikasgassen, bijvoorbeeld.
Hoe groot zal de wereldgemiddelde zeespiegelstijging zijn in 2100?
Volgens het IPCC (klimaatpanel van de Verenigde Naties, zie Verder Lezen / Toelichting op het IPCC rapport – Zeespiegelstijging) zal de zeespiegel gedurende de 21e eeuw wereldwijd met 18 tot 59 centimeter stijgen ten opzichte van het niveau van 1990. Dit is het gevolg van
- de uitzetting van het zeewater
- het smelten van gletsjers en kleine ijskappen en
- het gestage slinken van de grote ijskappen op Groenland en Antarctica.
Op sommige plaatsen is de afkalving aan de randen van de Groenlandse en de West-Antarctische ijskap de laatste jaren sterk toegenomen. Als deze versnelde afkalving doorzet in de 21e eeuw, stijgt de zeespiegel met nog 10 tot 20 centimeter extra. Op dit moment is niet in te schatten hoe groot de kans is dat de trend inderdaad doorzet, stelt het IPCC.
Met hoeveel zeespiegelstijging krijgt Nederland waarschijnlijk te maken in de 21e eeuw?
Voor de Nederlandse kust houdt het KNMI rekening met een zeespiegelstijging van 35 tot 85 centimeter in 2100 ten opzichte van het niveau van 1990 (Verder Lezen / KNMI ’06 Zeespiegelstijging). De stijging is afhankelijk van de stijging van de atmosfeer temperatuur. Daarnaast moeten we in ons land nog rekening houden met bodemdaling (Verder Lezen / Zeespiegelstijging).
Het verschil tussen de KNMI’06 cijfers en de IPCC cijfers is het gevolg van een iets andere aanpak:
- In de KNMI cijfers zijn regionale effecten meegenomen voor de uitzetting van het zeewater. Naar verwachting zal de zeespiegel in het noordoosten van de Atlantische Oceaan ongeveer 0 tot 15 centimeter meer stijgen dan het wereldgemiddelde. In het noorden brengt de Warme Golfstroom water van het oppervlak naar de diepte. Daardoor warmt daarom niet alleen het zeewater aan het oppervlak maar ook dat op grotere diepte op wanneer de atmosfeertemperatuur stijgt. Het gevolg is meer uitzetting in het noorden dan in de tropen en subtropen.
- De laatste jaren neemt bij de Groenlandse en West-Antarctische ijskap de afkalving aan de randen sterk toe. Deze waarnemingen hebben een belangrijke beperking van de huidige ijskapmodellen blootgelegd: de processen die deze toename kunnen veroorzaken ontbreken nog in de modellen. Het IPCC stelt daarom dat de gevoeligheid van de ijskappen voor opwarming van de atmosfeer groter kan zijn dan tot nu toe gedacht. Gezien de mogelijk grote gevolgen voor Nederland acht het KNMI het van belang om een schatting van de bijdrage van versneld afkalven mee te nemen in het scenario
scenario (jaar)
| temperatuursverandering
| zeespiegelstijging
|
gematigd (2100)
| +2 °C
| 35-60 cm
|
warm (2100)
| +4 °C | 40-85 cm
|
Kan de zeespiegelstijging ook extremer zijn dan aangegeven in de KNMI’06 scenario’s?
De KNMI'06 scenario’s beschrijven de bandbreedte van meest waarschijnlijke uitkomsten. Op 3 september 2008 is het advies van de Deltacommissie gepresenteerd. Het Deltacommissie scenario voor de zeespiegelstijging (Verder Lezen / Deltacommissie scenario) schetst een 'plausibele bovengrens' van de mogelijkheden. Het is een voorbeeld van een extreem ‘kleine kans –grote gevolgen’ scenario, in aanvulling op de KNMI'06 scenario's. Voor sommige vraagstukken (zoals de veiligheid tegen overstromingen op de lange termijn) is het zinvol om uit te gaan van een dergelijk extreem scenario.
Het Deltacommissie scenario voor de zeespiegelstijging in 2100 bedraagt 120 cm (exclusief 10 cm bodemdaling). Dit wijkt fors af van het hoogste KNMI'06 scenario van 85 cm (Figuur 2).
Het scenario voor de zeespiegelstijging dat de Deltacommissie presenteert is gebaseerd op een ander uitgangspunt dan de KNMI'06 scenario's. De analyse richt zich nadrukkelijk op de bovengrens van de mogelijkheden onder gedane aannames in plaats van op de bandbreedte van meest waarschijnlijke uitkomsten:
- Het Deltacommissie scenario is gebaseerd op een wereldwijde opwarming tot 6 C in 2100 terwijl de KNMI scenario's rekenen met hooguit +4 C in 2100. Dit resulteert in een extra zeespiegelstijging door extra uitzetting van zeewater van ongeveer 15 cm.
- Het overige deel van het verschil (20 cm) komt doordat de bijdragen van de ijskappen op Groenland en Antarctica gebaseerd zijn op de extremere extrapolatie van recente observaties.
Figuur 2: Scenario’s voor zeespiegelstijging langs de Nederlandse kust voor de 21e eeuw (blauw: KNMI’06 scenario, rood: bovengrensscenario Deltacommissie)
Wat zijn semi-empirische scenario's voor zeespiegelstijging?
Naast de scenario's voor zeespiegelstijging gebaseerd op studies met klimaatmodellen zijn er recent ook een aantal scenario's gepubliceerd op basis van de extrapolatie van metingen van de zeespiegelstijging uit het (recente) verleden. Bij deze zogenaamde semi-empirische methodes wordt er van uit gegaan dat de nu waargenomen relatie tussen atmosfeer temperatuur en zeeniveau (of het tempo van verandering daarin, er zijn verschillende aannames gesuggereerd en gebruikt in de diverse studies) ook in de toekomst geldig blijft. Op basis van scenario's voor de temperatuurstijging (uit klimaatmodellen) en zo'n specifieke semi-empirische relatie gebaseerd op waarnemingen kan ook een scenario voor de zeespiegelstijging worden geconstrueerd. Over het algemeen vallen deze schattingen hoger uit dan de scenario's op basis van klimaatmodellen. De semi-empirische methodes zijn bekritiseerd vanwege hun zwakke fysische basis (het complexe klimaatsysteem wordt gerepresenteerd door één simpele relatie) en verder onderzoek is nodig om de resultaten ervan op waarde te kunnen schatten.
Wat zijn de verwachtingen voor de verre toekomst?
Oceanen en ijskappen reageren erg traag op veranderingen in de atmosfeer. Daarom zal de zeespiegelstijging nog eeuwen doorzetten, zelfs als de temperatuur na 2100 niet meer zou stijgen.
Alleen al door de uitzetting van het zeewater zal het zeeniveau in 2300 ongeveer 30 tot 80 centimeter hoger zijn dan in de 20e eeuw. De Groenlandse ijskap zal in dit warmere klimaat blijven slinken en dus bijdragen aan zeespiegelstijging. Modelstudies suggereren dat bij een gematigde stijging van de temperatuur de ijskap vrijwel geheel zal verdwijnen in enkele duizenden jaren. De Antarctische ijskap blijft zo koud dat het oppervlak nauwelijks zal gaan smelten. In modelstudies neemt de sneeuwval toe, waardoor de ijskap de komende eeuwen gaat groeien. Echter, de ijskap kan netto massa verliezen wanneer blijkt dat de afkalving aan de randen dominant is.
Waarom kan de zeespiegelstijging niet exact voorspeld worden?
Hoeveel de zeespiegel zal stijgen in de komende eeuw(-en) hangt sterk af van
- de stijging van de luchttemperatuur, omdat die voornamelijk bepaalt hoe snel het landijs smelt en hoe snel en waar de oceanen zullen opwarmen.
- de hoeveelheid broeikasgassen die door de mens in de atmosfeer wordt uitgestoten, omdat die bepaalt hoe sterk de luchttemperatuur zal stijgen.
Omdat de menselijke uitstoot een onzekere factor is worden de stijging van de luchttemperatuur en van de zeespiegel berekend voor verschillende scenario's voor de uitstoot, variërend van een scenario met sterke economische groei en veel gebruik van fossiele brandstoffen tot een scenario met wereldwijde aanpak van milieuproblemen. Naar verwachting zal in het jaar 2100 zal de luchttemperatuur 1.1 C tot 6.4 C hoger zijn dan in 1990 (IPCC, 2007). Hoe groter de stijging van de luchttemperatuur is, hoe groter ook de zeespiegelstijging.
De grote spreiding in de schatting voor de zeespiegelstijging voor het jaar 2100 is niet alleen een gevolg van het rekenen met verschillende toekomstscenario's. De klimaatmodellen waarmee deze berekeningen worden gedaan zijn het soms ook oneens met elkaar. Bepaalde natuurkundige processen zijn (nog) moeilijk in een model te representeren, zodat nog niet precies bekend is hoe groot hun bijdrage aan de zeespiegelstijging op een bepaald moment is.
Eerste uitgave:
04-12-09