Klimaatverandering: Gevolgen op korte en lange termijn

Gevolgen op korte termijn (tot 2100)

In zijn rapporten besteedt het VN-klimaatpanel veel aandacht aan de projecties voor de toekomst: hoe sterk en hoe snel zal de aarde opwarmen, en wat zijn de te verwachten gevolgen op het vlak van de stijging van het zeeniveau, de evolutie van de biodiversiteit, de voedselproductie en menselijke gezondheid? Om iets zinnigs te kunnen zeggen over de te verwachten opwarming moeten we enerzijds de klimaatgevoeligheid kennen en anderzijds de toekomstige broeikasgasemissies. Over beide aspecten bestaat onzekerheid , zodat de schatting van de toekomstige opwarming binnen een relatief brede vork van mogelijke waarden ligt.

Klimaatgevoeligheid

De 'Klimaatgevoeligheid' wordt gedefinieerd door de uiteindelijke temperatuurstijging bij verdubbelen van de CO₂-concentratie ten opzichte van het pre-industriële niveau (280 ppm). In zijn jongste rapport stelt het IPCC dat het 'waarschijnlijk' (meer dan 66 procent kans) is dat de klimaatgevoeligheid in een vork tussen 2 en 4,5°C ligt, met 3°C als de 'meest waarschijnlijke waarde'. Tegelijkertijd claimt het IPCC dat een lage klimaatgevoeligheid (<1,5°C opwarming bij een verdubbeling van de CO₂-concentratie) zeer onwaarschijnlijk is. Anderzijds kan men niet met zekerheid stellen dat klimaatgevoeligheidswaarden van meer dan 4,5°C onmogelijk zijn.

Emissiescenario's

Om meer duidelijkheid te krijgen over de toekomstige uitstoot van broeikasgassen werkt het IPCC met en reeks scenario's. In het evaluatierapport van 2001 hanteerde het IPCC een zestal families van scenario's die - en dit is heel belangrijk - 'even plausibel' zijn. Het betreft A1FI, A1B, A1T, A2, B1 en B2. Dit zijn scenario's die verschillen op het vlak van onder andere economische groei, bevolkingsgroei en technologische evoluties. Het vierde rapport werkte met dezelfde scenario's. Belangrijk om weten is dat dit scenario's zijn zonder additionele maatregelen op het vlak van klimaatbeleid. Dit heeft sommigen ertoe aangezet om uit te halen naar het IPCC, dat nodeloos alarmistisch zou zijn (Albrecht, 2007). Deze redenering snijdt echter weinig hout: de reële uitstootcijfers evolueren sinds 2000 sneller dan zelfs het ergste IPCC-emissiescenario kon vermoeden, wat mede het gevolg is van een stijging van de koolstofintensiteit van de economische groei (Canadell e.a., 2007). Ondanks een kleine vermindering van de uitstoot van broeikasgassen in 2009 vanwege de globale financiële crisis, was 2010 opnieuw een absoluut recordjaar met een 5 procent hogere uitstoot dan 2008.

De projecties voor 2100

Op het vlak van de globale temperatuurevoluties, projecteert het IPCC, op basis van een hele reeks klimaatmodellen. Een verdere temperatuurstijging van 0,2°C/decennium voor de twee volgende decennia, en dit voor alle scenario's. Wanneer het gaat over de te verwachten temperatuurtoename tegen 2100 is wél belangrijk een onderscheid te maken qua scenario. In realistische emissiescenario's bedraagt de waarschijnlijkste opwarming tegen 2100 dan 1,8 tot 4,0 °C. Fig. 2 toont de volledige vork voor de mogelijke temperatuurtoename tegen 2100. Als men rekening houdt met de al geobserveerde 0,74°C opwarming in vergelijking met die van 1850-1899, betreft het hier in alle gevallen een temperatuurtoename boven de 2°C-grens (totale temperatuurstijging ten opzichte van pre-industriële temperatuur). Dat laatste cijfer is de waarde die naar voren wordt geschoven als de drempelwaarde die niet zou mogen worden overschreden (zie verder). Voor de volledigheid werd ook een hypothetisch geval toegevoegd aan de scenario's: de opwarming in het scenario dat de broeikasgasemissies in het jaar 2000 plots tot nul herleid zouden zijn geweest. Door de traagheid in het klimaatsysteem zou de temperatuur ook dan nog verder toenemen met 0,3 tot 0,9°C.

Het IPCC maakte ook een schatting van de te verwachten stijging van de zeespiegel: afhankelijk van het opwarmingsniveau zou het zeeniveau stijgen met 0,18 à 0,59 meter tegen 2100. In deze berekeningen werden een aantal andere fenomenen (waaronder het dynamisch gedrag van het groenland- en Antarctisch ijs) niet opgenomen omdat deze mechanismen, en hun mogelijke betekenis, momenteel niet goed genoeg begrepen worden om ze als basis voor projecties te gebruiken. Afhankelijk van de gemaakte hypotheses, zouden dynamische effecten in de ijskappen tot 0,17 meter extra zeespiegelstijging kunnen veroorzaken. Nieuwe studies sinds november 2007 geven indicaties dat de IPCC-projecties inzake de zeespiegelstijging wellicht te optimistisch zijn. Een zeespiegelstijging tegen 2100 in de ordegrootte van 0,8 tot 1,3 meter kan niet helemaal worden uitgesloten (Copenhagen Diagnosis, 2009). Een gelijkaardige opmerking geldt voor het Arctische zee-ijs (Noordpoolijs). Uit de modellen die in het IPCC-rapport van 2007 werden geëvalueerd bleek nog dat het Arctische zee-ijs ten vroegste tegen het einde van de eenentwintigste eeuw volledig afwezig zou zijn tijdens de warmste periode in het jaar. Het dramatische verlies aan zee-ijs sinds 2000 suggereert echter dat dit fenomeen zich veel sneller voordoet dan de modelvoorspellingen. Recentere modelberekeningen geven nu aan dat het volledig smelten van het zee-ijs tijdens de zomer zich al zou kunnen voordoen vanaf 2040 (Copenhagen Diagnosis, 2009). Hoewel het smelten van dit ijs niet bijdraagt aan een zeespiegelstijging, heeft dit wel gevolgen voor de verdere opwarming van de planeet. Naarmate meer ijs wordt omgezet in water verhoogt de absorptiegraad van zonne-energie door de aarde. Dit leidt tot een positief terugkoppelingsmechanisme waardoor de temperatuur sneller kan toenemen.

Andere Gevolgen

Dat de klimaatwijzigingen op het vlak van gezondheid nadelige gevolgen zullen hebben, zal niemand verbazen. De gezondheidsgevolgen zijn legio: ondervoeding; nadelen als gevolg van hittegolven, stormen, droogtes, bosbranden en overstromingen; diarree; hart- en vaatziekten; gevolgen van hogere ozonconcentraties en een grotere verspreiding van infectieziekten. Een mogelijk voordeel van de klimaatopwarming kan zich voordoen in de koude regio's, waar het aantal slachtoffers ten gevolgen van de koude zou kunnen afnemen. Dit effect wordt echter ruimschoots tenietgedaan door de negatieve gevolgen elders ter wereld. Dit is vooral pertinent in de ontwikkelingslanden, maar ook de rijkere landen worden getroffen. Zo vielen er naar schatting 52.000 doden ten gevolgen van de hittegolf die tijdens de zomer van 2003 grote delen van Europa langdurig teisterde (zie Battisti en Naylor, 2008). Onderzoek heeft gesuggereerd dat de waarschijnlijkheid dat die fenomenen zich tijdens de komende vier decennia opnieuw voordoen met een factor 100 toeneemt (Stott e.a., 2004). Tegen het einde van de eenentwintigste eeuw zou de recordzomer van 2003 voor een gemiddeld scenario de norm worden. Dit zal vooral de zwakste in de samenleving treffen: ouderen, kinderen en mensen met een beperkt inkomen (NEF, 2009).

De klimaatopwarming heeft niet alleen rechtstreekse gevolgen voor de menselijke gezondheid, maar ook voor planten, dieren en volledige ecosystemen. Het IPCC vermoedt dat de veerkracht van tal van ecosystemen deze eeuw nog zal worden overschreden door een nooit geziene combinatie van klimaatwijzigingen, geassocieerde verstoringen en andere oorzaken van globale wijzingen (wijzingen in landgebruik, vervuiling, overexploitatie van grondstoffen). Verder voorspelt men dat de koolstofopnamecapaciteit van de aardse ecosystemen zal pieken voor 2050. Nadien verwacht men een daling van die capaciteit (positieve terugkoppeling) waardoor de opwarming versterkt zal worden. Wanneer de temperatuurtoename de grens van 1,5 - 2,5 °C (ten opzichte van 1990) overschrijdt, dan is het zeer waarschijnlijk dat er alleen nog negatieve gevolgen optreden, op het vlak van biodiversiteit, ecosysteemdiensten en -goederen, zoals voedsel- en watervoorziening.

Zolang de temperatuurstijging niet al te groot wordt, is het effect op de voedselproductie sterk afhankelijk van de geografische ligging, aldus het IPCC (2007). In de droge en tropische regionen verwacht men een afname; in de gematigde regio's kan er een lichte verbetering optreden. Wanneer de temperatuur echter te sterk toeneemt, dan leidt dit tot een daling van de voedselproductie overal ter wereld. Vooral de mensen die afhankelijk zijn van puur op regen gebaseerde kleinschalige landbouw zullen met grote moeilijkheden worden geconfronteerd. Recenter onderzoek bevestigt dat toekomstige hitte, nog meer dan droogte, lelijk kan uitpakken voor de landbouwsector. Battisti en Naylor (2008) komen tot de conclusie dat er een 90 % kans bestaat dat tegen 2100 de laagste temperaturen tijdens het groeiseizoen in de (sub)tropische gebieden hoger zullen liggen dan de meeste extreme temperaturen die er tot op heden worden gemeten. Dit kan de opbrengsten maïs en rijst met 20 tot 30 % doen dalen. Een gelijkaardig, maar minder dramatisch, fenomeen dreigt zich te voltrekken in de meer gematigde streken. De nefaste effecten voor de landbouw vanwege de hittegolf in 2003 in West-Europa mogen als een duidelijke waarschuwing dienen.

Op het vlak van waterbeschikbaarheid verwacht het IPCC tegen 2050 een toename met 10 tot 40 % in sommige vochtige en tropische gebieden en op hogere breedtegraden. In de droge zones op gemiddelde breedtegraden en in droge tropische zones voorziet men echter een verdere daling van 10 tot 30 %. Gebieden met extreme droogte zullen dus uitbreiden. In de loop van de 21e eeuw verwacht men dat opgeslagen watervoorraden in gletsjers en sneeuwbedekking gevoelig zullen afnemen. Dit is problematisch voor ongeveer één zesde van de wereldbevolking die voor zijn watertoevoer kritisch afhankelijk is van smeltwater van belangrijke berggebieden. Meer broeikasgassen in de atmosfeer leiden ook tot een verder verzuring van de oceanen, vaak het 'andere CO₂ probleem' genoemd. De oceanen fungeren immers als een 'koolstofput' (sink): zij zijn in staat om een deel van de door de mens uitgestoten CO₂ te absorberen. Momenteel verdwijnt een kwart van de antropogene uitstoot op die manier uit de atmosfeer (Le Quréré e.a., 2009). Wanneer koolstofdioxide oplost in water wordt koolzuur gevormd waardoor de zuurtegraad (pH) daalt. Afhankelijk van het toekomstige emissiescenario schat het IPCC dat die zuurtegraad van de oceanen met 0,14 à 0,35 eenheden zou afnemen tijdens de 21e eeuw. Dit zou overeenkomen met een daling zonder voorgaande in de jongste geschiedenis van onze aarde. Hoewel het onderzoek naar de effecten van een verzuring van de oceanen slechts in zijn kinderschoenen staat, gaat men ervan uit dat dit negatieve gevolgen zal hebben voor het plankton, bepaalde schelpdieren, en de koraalriffen. Deze organismen zijn grotendeels opgebouwd uit calciumcarbonaat – een stof die opgelost kan worden door koolzuur – en zijn zeer gevoelig voor een té snelle pH-daling. Bij het proces komt CO₂ terug vrij en bestaat het reële gevaar dat de efficiëntie van de oceanische koolstofput sterk afneemt.

Gevolgen op langere termijn

Temperatuur

Het IPCC geeft aan dat de temperatuur, zelfs in de 'optimistische' emissiescenario's, na 2100 verder zal blijven stijgen. De traagheid van het klimaatsysteem is immers groot. Simplistisch gesteld is de opwarming die zich nu voordoet het gevolg van emissies uit een vroegere periode; terwijl de gevolgen van de veel hogere emissies van vandaag zich nog in de toekomst moeten manifesteren. In tegenstelling tot aerosoldeeltjes vertonen broeikasgassen een lange levensduur waardoor zij tot lang na hun uitstoot kunnen bijdragen aan de opwarming van de atmosfeer, zelfs bij een stabilisatie van hun atmosferische concentratie. Het temperatuurniveau waarop de aarde uiteindelijk zal stabiliseren hangt voornamelijk af van de totale gecumuleerde hoeveelheid broeikasgassen die sinds de industrialisering werden uitgestoten. Op een duizendjarige tijdschaal kan de gerealiseerde opwarming niet meer worden teruggedraaid, zelfs niet nadat een zero-emissie samenleving zou zijn bereikt en concentraties langzaamaan kunnen beginnen dalen. (zie Solomon e.a., 2009 en Gillet e.a., 2011).

Zeespiegel

Wat de stijging van het zeeniveau betreft, is het traagheidseffect nog veel groter. Het zeeniveau wordt niet alleen bepaald door de hoeveelheid extra water die er na (partieel) smelten van ijskappen en gletsjers in de oceanen terechtkomt, maar ook door de uitzetting van het water als gevolg van de opwarming. Beide fenomenen verlopen echter bijzonder langzaam. Als gevolg van de trage transportsnelheid van energie in de oceanen (die optreden als een buffer) en de langzame respons van de ijskappen op de opwarming, zal er zelfs bij een drastische daling van de broeikasgasuitstoot nog een lange periode van meerdere duizenden jaren nodig zijn voordat het klimaatsysteem een nieuw stabiel regime bereikt. Enkele concrete cijfers kunnen dit verduidelijken. In het IPCC-rapport van 2007 geeft men aan dat, in een gemiddeld emissiescenario (A1B), het zeeniveau alleen al als gevolg van thermische uitzetting met 30 tot 80 centimeter zou stijgen tegen 2300 (in vergelijking met 1980-1999). Ongeveer 10 centimeter daarvan zijn het gevolg van de historische CO2-uitstoot tot dusver en kunnen al niet meer vermeden worden. Het krimpen van het Groenlandijs zal ook na 2100 blijven bijdragen aan de stijging van de zeespiegel, tot zolang de temperatuur zich boven de pre-industriële waarde bevindt. Boven een kritische drempelwaarde van ongeveer 3°C, waarvoor het afsmelten van het ijs sneller verloopt dan de aangroei via sneeuwval, zal dit uiteindelijk leiden tot de volledige eliminatie van de Groenlandse ijskap (zie ook Gregory, Huybrechts en Raper, 2004). Dit zou leiden tot een zeespiegelstijging van 7,5 meter in een tijdspanne van enkele duizenden jaren. Dit proces is waarschijnlijk onomkeerbaar wanneer de ijskap meer dan 20 procent van zijn huidige volume verloren heeft, wat al na enkele eeuwen het geval kan zijn afhankelijk van de graad van opwarming (zie ridley e.a., 2010). Bovendien is het zo dat een aantal dynamische processen zoals versnelde gletsjervloei nog niet volledig geïntegreerd zijn in de huidige modellen. Dit alles zou kunnen leiden tot snellere en vroegere stijgingen van de zeespiegel.

Wat de toekomst van het Antarctische ijs betreft, schrijft het IPCC dat dit continent te koud zal blijven voor significante afsmelting aan het ijs oppervlak gedurende de komende eeuwen. Bovendien verwacht men een kleine aangroei van de ijskap als gevolg van hevigere sneeuwval in een warmer klimaat. Dit proces wordt tegengewerkt door een versnelde gletsjervloei naar zee op plaatsen waar de omringende ijsplaten in contact staan met warmer oceaanwater. Dit zijn dezelfde 'dynamische processen' die ook in Groenland worden vastgesteld. Het is onduidelijk welk proces de komende eeuwen de overhand zou halen. Echter, voor een volgehouden opwarming groter dan 5°C kan de West-Antarctische ijskap waarschijnlijk niet meer in stand gehouden worden, wat het globale zeeniveau op termijn met 3 tot 5 meter zou doen stijgen (zie Huybrechts, 2009).