Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut; Ministerie van Infrastructuur en Milieu

 
Welke onzekerheden zijn er?
Op de beginpagina's van de Klimaat Effect Wijzer (KEW) staat een overzicht van verschillende typen onzekerheden. In het huidige klimaat is de natuurlijke variatie een belangrijke bron van onzekerheid (bijv. in het ene jaar is het warmer/natter dan in het andere jaar). Bij het toekomstige klimaat worden andere typen onzekerheden belangrijker. We weten dat er een broeikaseffect is en dat door menselijk toedoen de concentraties van broeikasgassen zijn toegenomen (IPCC, 2007), maar we weten echter niet hoe sterk ons klimaatsysteem hierop zal reageren. Vandaar dat de uitkomsten van de modelberekeningen van de toekomstige temperatuurstijging op aarde onderling aanzienlijk verschillen. Dit hangt samen met twee groepen onzekerheden:
  • Onzekerheid over de toekomstige bevolkingsgroei en de economische, technologische en sociale ontwikkelingen, en de daarmee samenhangende uitstoot van broeikasgassen en stofdeeltjes. Broeikasgasconcentraties worden in klimaatmodellen gebruikt als input (onzekerheid in input gegevens);
  • Onvolledige kennis van de complexe processen in het klimaatsysteem (zie ook IPCC). Dit is een vorm van modelonzekerheid. Zo is de invloed van waterdamp, wolken, sneeuw en ijs op de stralingshuishouding en de temperatuur nog niet goed gekwantificeerd. Sommige processen kunnen nog niet worden gemodelleerd. Bovendien zijn er ook fundamentele grenzen aan de voorspelbaarheid van complexe systemen zoals het klimaatsysteem. Voor kleinschaliger regio’s, zoals West-Europa of Nederland, is de onzekerheid nog groter. Dan speelt de luchtstroming een belangrijke rol. De meeste klimaatmodellen berekenen een verandering in de luchtstromingspatronen boven West-Europa, maar de uitkomsten verschillen sterk in de aard en grootte van die verandering. De KNMI’06 scenario’s gaan uit van dezelfde klimaatverandering voor heel Nederland.

Voorbeelden typen onzekerheden voor "klimaat"
Hieronder staan enkele voorbeelden van de typen onzekerheden zoals genoemd op de beginpagina's van de Klimaat Effect Wijzer (KEW) binnen het vakgebied “klimaat”.
Lokatie van de onzekerheden:
  • Input onzekerheden: 1. onzekerheden over sociaal-economische en technologische ontwikkelingen worden meestal vertaald in emissiescenario’s en concentraties van broeikasgassen. Deze verschillende concentraties (vaak aangeduid als A1, A2, B1, B2; SRES emissie scenario's) worden vervolgens gebruikt als input in klimaatmodellen. 2. De bandbreedte voor bijv. temperatuur in weersverwachtingen wordt verkregen door een weermodel verschillende keren te draaien, met net andere beginsituaties (weersverwachting), die de onzekerheden over deze beginsituatie representeren.
  • Modelstructuuronzekerheden: er bestaan verschillende mondiale (GCM’s) en regionale (RCM’s) klimaatmodellen. Allemaal beschrijven ze intern het klimaatssysteem net iets anders. Dit komt o.a. omdat er verschillen in inzicht zijn in hoe de verschillende processen binnen het klimaatsysteem het beste kunnen worden beschreven;
  • Parameter onzekerheden: Klimaatmodellen gebruiken niet allemaal dezelfde “klimaatgevoeligheid” (temperatuurstijging bij verdubbeling van het CO2-equivalent; zie bijv. het artikel van Murphy et al., 2004);
  • Modeloutput onzekerheid: De range in bijv. wereldgemiddelde temperatuurstijging van verschillende GCM’s met hetzelfde emissiescenario kan gezien worden als een maat voor de onzekerheden over het klimaatsysteem.
Niveau en aard van de onzekerheden:
  • Stochastische onzekerheden: op basis van gemeten neerslag in Nederland is er een "Statistiek van de extreme neerslag in Nederland" opgesteld (neerslagstatistiek). Hiermee wordt de natuurlijke variabiliteit van het klimaat beschreven. Als gevolg van klimaatverandering kan de kans op bepaalde gebeurtenissen gaan veranderen;
  • Scenario onzekerheid: er worden verschillende emissiescenario's gebruikt binnen klimaatmodellering;
  • Onderkend gebrek aan kennis: er is relatief weinig bekend over de dynamiek van Groenland en West-Antarctica en de invloed daarvan op het zeeniveau.

Over sommige klimaatvariabelen kunnen we met meer zekerheid uitspraken doen dan over andere variabelen. Tijdens het gebruik van informatie over klimaatverandering is het zinvol hier rekening mee te houden. Om een indruk te geven, is hieronder aangegeven wat de relatieve zekerheid is van de uitspraken over de verschillende klimaatvariabelen. De relatieve zekerheid is gebaseerd op:

  • Consistentie tussen klimaatmodellen (mondiale en regionale)
  • Begrip waarom een bepaalde verandering gaat optreden
  • Goede onderscheiding van de verandering en de natuurlijke variatie

In het algemeen neemt de onzekerheid toe in de volgende rijtjes van links naar rechts:
Temperatuur > Zeespiegel > Neerslag > Wind
Neerslag winter > Neerslag zomer
Gemiddelden > Eens per 10 jaar extremen

Omgaan met onzekerheden
Hoe men kan omgaan met onzekerheden in het klimaat, hangt o.a. af van het type onzekerheid. Voor het huidige klimaat gaat het vaak om onzekerheden als gevolg van natuurlijke variatie. Deze zijn, als er genoeg meetgegevens zijn, te beschrijven met behulp van statistiek. Er kunnen dan bijv. kansen worden aangegeven voor het overschrijden van een bepaalde hoeveelheid neerslag op een dag.

Bij het toekomstig klimaat heeft men vooral te maken met andere typen onzekerheden. Een manier om met deze onzekerheden om te gaan, is gebruik maken van scenario’s. Dit wordt vaak gedaan in gevallen waarbij het moeilijk is waarschijnlijkheden te koppelen aan verschillende toekomstbeelden. De KNMI’06 scenario’s zijn zodanig gekozen, dat ze een groot deel van de bestaande onzekerheden in beeld brengen. In impact en adaptatiestudies kan hiermee een redelijk beeld gekregen worden van de range van mogelijke effecten van klimaatverandering en de robuustheid van adaptatiemaatregelen.

Binnen de KNMI'06 klimaatscenario's zijn onzekerheden als gevolg van sociaal-economische en technologische ontwikkelingen zijn in kaart gebracht door bij het ontwikkelen van de scenario’s verschillende emissiescenario’s (A1, A2, B1, B2) mee te nemen. De onzekerheden m.b.t. het klimaatsysteem zijn in kaart gebracht door gebruik te maken van een zo groot mogelijk aantal mondiale en regionale klimaatmodellen.

Autumn school 'Dealing with uncertainties'
Samen met de andere consortia van het onderzoeksprogramma Kennis voor Klimaat heeft het KNMI, als trekker van Thema 6: Klimaatprojecties, de Autumn school “Dealing with uncertainties in research for climate adaptation” georganiseerd. De Autumn School was bedoeld voor (KvK) onderzoekers in klimaatverandering, aio’s, junior and senior onderzoekers.

In de cursus stond het omgaan en communiceren over onzekerheden – in klimaat, socio-economische scenario’s, impactmodellen, beleid – centraal. Er is gezamenlijk gewerkt aan een algemeen referentie kader voor het gebruik van scenario’s en het omgaan met onzekerheden.

Meer informatie, waaronder presentaties van de sprekers, posters van de deelnemers, het gezamelijk referentie kader, samenvattingen van de discussie en relevante literatuur, is te vinden op de home pagina van de Autumn School 2012 (in het Engels).