De invloed van scheepvaart op bewolking

Laaghangende wolken en schepen

Grote delen van de oceaan worden bedekt door laaghangende wolken. Deze stratus- en stratocumuluswolken weerkaatsen een groot deel van de inkomende zonnestraling, terwijl de uitgaande warmtestraling er niet sterk door wordt beïnvloed. Daardoor hebben ze een netto afkoelend effect op het klimaat.

Schepen stoten naast CO₂ ook aerosolen uit, fijnstofdeeltjes die vrijkomen bij de verbranding in de motoren. Die aerosolen vormen extra condensatiekernen voor de waterdamp in de lucht. Zo ontstaan er meer en kleinere druppels, die meer zonlicht reflecteren en het klimaat afkoelen. Er zijn echter nog andere processen waardoor via effecten op neerslag en verdamping de wolken dikker of juist dunner kunnen worden.

Scheepscorridors

Bewegingen van schepen zijn doorgaans geconcentreerd in zogenoemde corridors. De meeste scheepscorridors lopen over het noordelijk halfrond (afbeelding 1). Afhankelijk van de locatie en het seizoen varen de schepen onder laaghangende bewolking en laten daarin extra reflecterende sporen achter, die met satellieten kunnen worden gedetecteerd. In langjarige observaties is die invloed het duidelijkst te zien in corridors waar langdurige bewolking aanwezig is en waar de heersende windrichting zodanig is dat de vervuiling binnen de corridor geconcentreerd blijft. In de zuidoostelijke Atlantische Oceaan (zie het grijze blokje in afbeelding 1) bevindt zich een corridor die in het bijzonder aan deze eigenschappen voldoet.

Effect op wolken

In metingen van de geostationaire Meteosat-satellieten vergeleken we de eigenschappen van wolken die wel en niet door scheepvaart werden beïnvloed. De genoemde scheepscorridor is in die metingen goed te herkennen, met zoals verwacht meer en kleinere druppels in de corridor ten opzichte van naastgelegen gebieden (afbeelding 2). Het verschil met het niet door scheepvaart verstoorde achtergrondniveau laat zien wat het effect is van de scheepvaartemissies op de wolken (afbeelding 3).

Beperking van vervuiling door internationale regels

In 2020 voerde de Internationale Maritieme Organisatie (IMO) nieuwe regelgeving in om het gebruik van zwavel in scheepsbrandstof te beperken. Deze regelgeving heeft geleid tot vermindering van de uitstoot van aerosolen door zeeschepen. In de satellietmetingen is een duidelijk effect hiervan op de bewolking zichtbaar. Na 2020 is het verschil in wolkendruppels tussen de scheepscorridor en het gebied daarnaast een stuk kleiner geworden (oranje lijn in afbeelding 3): in de corridor bestaan de wolken uit minder, en grotere, druppels dan voorheen als gevolg van de afname in de hoeveelheid aerosolen.

Gevolgen voor het klimaat

Naast het effect op de concentratie en grootte van wolkendruppels vonden we ook dat de hoeveelheid water in de wolken lager was binnen de scheepscorridor. Daardoor blijkt er voor de bestudeerde corridor netto maar weinig impact te zijn van de scheepvaart op de hoeveelheid gereflecteerd zonlicht. Dit resultaat onderstreept dat de klimaateffecten van aerosolen sterk afhangen van de specifieke omstandigheden. Dat is ook van belang voor marine cloud brightening, het idee om deeltjes in de lucht te brengen met de bedoeling om wolken helderder te maken en zodoende het klimaat af te koelen.

Op wereldwijde schaal is de inschatting uit andere studies wel dat schepen door hun invloed op bewolking voor afkoeling van het klimaat zorgen. De IMO-regels hebben de lucht dus weliswaar schoner gemaakt, maar ook de afkoelende werking van uitstoot door de scheepvaart deels tenietgedaan. In de hier onderzochte scheepscorridor is het klimaateffect echter beperkt.

KNMI-klimaatbericht door Nikos Benas en Jan Fokke Meirink