11 January 2021 - 8 min. lezen
5 reacties 5

Om projecties te maken van het toekomstige klimaat gebruiken wetenschappers ingewikkelde klimaatmodellen. Deze klimaatprojecties vergen veel rekenkracht en bijzonder omvangrijke input data. Men moet dan ook rekening houden met vele processen op grote ruimtelijke en temporele schaal, zoals de invloed van het aantal broeikasgassen. Dit maakt klimaatmodellen vaak heel complex en onzeker. Een mogelijke manier om met deze onzekerheid om te gaan is het gebruik van verschillende potentiĆ«le scenario’s in deze klimaatmodellen: “RCP scenario’s”.

Maar wat zijn RCP scenario’s in klimaatprojecties? Hoe worden ze gebruikt in klimaatmodellen? En wat is hun invloed op het uiteindelijke klimaat in de toekomst?

  • Volg de weerupdates op de voet via Facebook en Twitter
  • Ongelofelijk. We hebben bijna 13.000 euro opgehaald voor de app van NoodweerBenelux. Help jij mee? šŸ“£
  • Bekijk ook onze klimaatpagina voor interessante weetjes en grafieken!

Deelnemen aan discussie? Ben je geĆÆnteresseerd om deel te nemen als weeramateur of liefhebber van het weer aan het weerforum? Onderaan dit artikel krijg je bliksemsnel & gratis toegang tot alle reacties. Je kan ook je eigen weerfoto’s opladen.

Hoe werken klimaatmodellen?

Simulatie van het klimaatsysteem

De hoofdvraag van het artikel is dus om na te gaan wat de RCP scenario’s in klimaatprojecties inhouden. We beginnen daarvoor eerst met een beknopte samenvatting over wat klimaatmodellen juist zijn. Dit zijn eigenlijk modelmatige simulaties van het klimaatsysteem op onze planeet, nagebootst door een krachtige computer. Ze zijn daarbij gebaseerd op de fundamentele wetten van de wis- en natuurkunde. Er zijn dan ook een heleboel wiskundige formules die berekend moeten worden.

Het type vergelijking dat wordt gebruikt in klimaatmodellen (hier de Navier-Stokes-vergelijkingen voor “onsamendrukbare” stroming in drie dimensies x, y en z). (CarbonBrief).

Klimaatmodellen vertegenwoordigen dus fundamentele fysische processen, zowel in de atmosfeer (bv. broeikasgasconcentraties en het broeikasgaseffect) als op het landoppervlak (bv. ontbossing). Ook de oceaan (bv. de opname van warmte door de oceanen) en de cryosfeer (bv. het smelten van de ijskappen) horen daar bij. Bovendien kunnen al deze processen nog eens met elkaar in interactie treden via allerlei feedback mechanismen.

Het aantal fysische processen dat wordt meegenomen in klimaatmodellen wordt steeds uitgebreider en complexer (CarbonBrief).

Oorzaak van klimaatveranderingen

Klimaatmodellen proberen met al deze data en formules een toekomstig klimaat te simuleren. Maar wat veroorzaakt dan die klimaatverandering? Wat heeft het model nodig om berekeningen te maken voor de toekomst? Bij de potentiƫle oorzaken van een klimaatverstoring in de klimaatmodellen maakt men steevast een onderscheid tussen:

  • Externe factoren, die vooral te maken hebben met hoeveel energie van de zon de Aarde bereikt.
  • Interne factoren, zoals veranderingen in de globale energiebalans als gevolg van bv. de hoeveelheid broeikasgassen.
  • Feedback mechanismen (processen die elkaar versterken of juist teniet doen), zoals de verlaagde albedo bij het smelten van de ijskappen.

Het is dan de vraag welke van deze factoren ons klimaat zou kunnen veranderen in de toekomst. Alsook in welke mate dit dan wel gebeurt.

De hoeveelheid broeikasgassen is in staat om de energiebalans van onze planeet te doen veranderen en daarmee ook het klimaat te verstoren (Energy Education).

Externe factoren kunnen hierbij op een tijdschaal van een enkele eeuw min of meer constant beschouwd worden. Daarom kijkt men voor de komende decennia vooral naar de interne factoren. Deze zijn voor een groot deel afhankelijk van de concentratie aan broeikasgassen, door middel van het broeikasgaseffect.

Omdat de concentratie ervan in de atmosfeer van de toekomst afhangt van onze mate van uitstoot, vergt net deze input parameter iets meer aandacht. En dat is net waar de RCP scenario’s eraan te pas komen!

Ook op dit plekje met je bedrijf? Mail naar sales@noodweer.be

RCP scenario’s als antwoord op grote onzekerheid

Broeikgaseffect zorgt voor stijgende temperaturen

Waarom worden net die broeikasgassen in de atmosfeer zo belangrijk geacht voor ons klimaatmodel? Zoals reeds veel besproken zorgt de stijging van de broeikasgasconcentraties voor het broeikasgaseffect. Deze deeltjes (o.a. COā‚‚ en CHā‚„) zijn in staat om warmte, die door de Aarde wordt uitgezonden, op te vangen en terug uit te zenden richting het aardoppervlak. Dit verandert de stralingsbalans en zorgt voor een hogere temperatuur op Aarde.

Bovendien zorgt het voor meer extremen qua temperatuur ,alsook voor meer droogte en hevigere onweersbuien. De mate van deze verandering hangt echter af van het “RCP scenario” dat gevolgd wordt in de toekomst…

De invloed van stijgende broeikasgassen in onze atmosfeer: het klimaat wordt warmer en de extremen schuiven op (IPCC).

Van ambitieus klimaatbeleid tot business as usual

Wat zijn deze RCP scenario’s in klimaatprojecties dan? Het is zo dat het grote verwachte aandeel van broeikasgassen in de klimaatverandering en de grote onzekerheid er omtrent wetenschappers deed nadenken. Ze beslisten om af te komen met verschillende “scenario’s”. Zo werden de RCP (Representative Concentration Pathways) scenario’s geboren. Het zijn met name enkele scenario’s die de ontwikkeling van broeikasgassen in de toekomst beschrijven. Deze zijn afhankelijk van ons gedrag en onze uitstoot, iets wat uiteraard niet zomaar te voorspellen valt.

Het broeikasgaseffect in een notendop (4nix.nl).

De RCP scenario’s geven dus potentiĆ«le broeikasgasconcentraties in de atmosfeer van de toekomst weer. Deze hangen volledig af van hoe wij als mens blijven uitstoten. Dit gaat dan van RCP 2.6, wat een zeer ambitieus klimaatbeleid voorstelt, tot RCP 8.5, wat een ‘business as usual’ scenario is. In het laatste geval blijft de uitstoot en het aantal broeikasgassen in de atmosfeer lange tijd verder stijgen. Vooral voor het RCP 8.5 scenario zou men dus een grote temperatuurstijging mogen verwachten. Bij het RCP 2.6, aan de andere kant, zouden de vele maatregelen voor een tempering van de temperatuurstijging moeten zorgen.

Daartussen in geven de RCP 4.5 en RCP 6.0 scenario’s twee mogelijke scenario’s aan waar wel maatregelen worden getroffen. Deze zijn echter niet genoeg om de concentraties broeikasgassen in onze atmosfeer te doen dalen in de toekomst.

De uitstoot aan CO2 (links) en de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer (rechts) voor verschillende RCP scenario’s tot 2100 (IPCC).

Het zijn net deze data die in klimaatmodellen als input dienen om een projectie te maken voor de toekomst. Via de supercomputer wordt dus uitgerekend welke invloed de verandering van de concentratie broeikasgassen heeft op het klimaat van de toekomst…

Klimaatverandering onder verschillende uitstootscenario’s

Op schaal van de hele wereld

De hoeveelheid uitstoot heeft dus een impact op de toekomstige temperatuur, en de grote onzekerheid ervan wordt uitgedrukt via de RCP scenario’s. Vooral het RCP 8.5 scenario heeft de grootste impact. In dat geval zou de gemiddelde temperatuur wereldwijd gezien met meer dan 4 graden stijgen tegenover de 20e eeuw.

De minste stijging zien we bij het RCP 2.6 scenario. Daar zou het beperkt blijven tot min of meer 1 graad en zelfs met een licht dalende trend. De RCP 4.5 en 6.0 scenario’s bevinden zich hier tussenin.

De projectie van de gemiddelde oppervlaktetemperatuur op onze planeet tot 2100 voor verschillende RCP scenario’s (IPCC).

Wanneer we de verspreiding van die veranderingen bekijken, valt meteen iets op. De polen, vooral de Noordpool, warmen veel sneller op tegenover de rest van de Aarde. Daar kan de temperatuurstijging tot wel meer dan 10 graden bedragen in het ‘worst case RCP 8.5 scenario’.

Dit heeft te maken met de zogenaamde ‘Polar Amplification‘. Het smelten van de ijsmassa’s zorgt hier via een feedback mechanisme voor een verlaagd albedo en dus voor een extra snelle opwarming. Deze is alweer het meest uitgesproken voor ‘het business as usual scenario’.

De ruimtelijke verdeling van temperatuur- en neerslagveranderingen tegen 2100. Dit voor het RCP 2.6 scenario (links) en het RCP 8.5 scenario (rechts) (IPCC).

Klimaatverstoring in de Benelux

We zoomen ook kort even in op de Benelux. Afhankelijk van de regio en het gevolgde RCP scenario ligt de stijging van de gemiddelde temperatuur voor de Benelux grofweg tussen +0.7Ā°C en +5Ā°C tegen 2100. In de winter wordt over het algemeen een iets grotere stijging verwacht tegenover de andere seizoenen. Ook de zomers worden echter duidelijk warmer.

Qua neerslag stellen we twee zaken vast, die het meest uitgesproken zijn bij het RCP 8.5 scenario. De herfst en winter worden wat natter, terwijl er geen of een lichte daling wordt verwacht in de lente en de zomer. Ook zou het, over het hele jaar gezien, zonniger worden.

De verwachte toekomstige temperatuur in Belgiƫ, afhankelijk van het RCP scenario (KMI).

Conclusie

Wat zijn nu dus de RCP scenario’s in klimaatprojecties? De verschillende pistes zijn een manier van wetenschappers om om te gaan met onzekerheden omtrent de toekomstige hoeveelheid broeikasgassen in onze atmosfeer. Deze input data zijn nodig in klimaatmodellen, om het toekomstige klimaat te simuleren.

De hoeveelheid broeikasgassen wordt geacht een groot aandeel te hebben in de klimaatverstoring. Bovendien heerst er hier een grote onzekerheid rond, omdat ze afhangen van onze uitstoot tijdens de komende decennia. Daarom kwamen klimaatwetenschappers met de “RCP scenario’s”. Deze leggen de toekomstige potentiĆ«le hoeveelheid aan broeikasgassen in onze atmosfeer vast voor 4 scenario’s. Deze gaan van een ambitieus klimaatbeleid (RCP 2.6), waarbij we COā‚‚ proberen terug te dringen, tot een ‘business as usual’ scenario (RCP 8.5), waarbij we blijven uitstoten.

Het uiteindelijke gevolgde scenario zal bepalen in welke mate het klimaat verandert. Het meest drastisch is daarbij het RCP 8.5 scenario. Hierbij kan de wereldgemiddelde temperatuur zelfs met zo’n 4 graden stijgen tegenover de 20e eeuw. Benieuwd welk scenario we zullen aanhouden tijdens de komende decennia.

Yoni

Door Yoni

Afgestudeerd geograaf aan de KULeuven en doctorandus binnen klimatologie/glaciologie aan de VUBrussel. Binnen NoodweerBenelux ben ik vooral bezig met het schrijven van artikels en het programmeren van tools om bepaalde weerelementen te voorspellen.


Verder lezen

Alles bekijken