Welke invloed hebben wolken op het klimaat?

Als we fossiele brandstoffen in het tempo blijven opstoken zoals we nu doen, dan zou de aardopwarming in vergelijking met de voorindustriële periode geen 6 maar 14°C kunnen bedragen. Dat heeft er mee te maken dat door de aardopwarming het (beschermende) wolkendek verdwijnt. Dan zullen grote delen van de tropen ook onbewoonbaar worden voor zelfs de warmbloedigste dieren. Het goede nieuws is dat we nog steeds zo’n ‘brandend scenario’ kunnen vermijden als we ernst maken met het klimaatbeleid. “Ik denk niet dat we daar zelfs in de buurt komen”, klinkt het hoopvol uit de mond van onderzoeker Tapio Schneider van CalTech.
Schneider en zijn medeonderzoekers modelleerden stratocummuluswolken boven subtropische oceanen, die zo’n 7% van het aardoppervlak afdekken en afkoelend werken doordat ze de zonnestralen weerkaatsen. Uit de modelberekeningen kwam naar voren dat als de CO₂-concentratie in de atmosfeer stijgt boven de 1200 delen per miljoen (pdm), deze beschermende wolkenfamilie verdwijnt en daarmee haar afkoelende werking. Dat zou alleen gebeuren bij subtropische stratocumuluswolken, begrijp ik. Die schijnen ongebruikelijk te zijn. Die wolkenlaag wordt nu in stand gehouden door het afkoelen aan de bovenkant terwijl die infrarood (warmte) uitstraalt. Zeer hoge kooldioxideconcentraties zouden dat proces blokkeren.
Het verdwijnen van de witte wolken heeft een stevig effect op de aardopwarming. Daardoor zou de aardtemperatuur gemiddeld met 8°C extra opwarmen. Nu is berekend dat de aardopwarming bij een kooldioxideconcentratie van 1200 dpm 6°C zou bedragen.

Storende factor

Opmerkelijk is dat de onderzoekers er meteen bij vermelden dat we niet onmiddellijk in paniek moeten raken. Dit jaar zal de CO₂-concentratie de 410 dpm passeren, komend van 280 dpm in het voorindustriële tijdperk. Als we alle fossiele voorraden zouden opstoken, dan zouden we uitkomen op een concentratie van 4000 dpm, maar zelfs in het zwartste scenario zouden we ‘pas’ na 2100 op 1200 dpm uitkomen.
Wolken vormen in de klimaatvoorspellingen een ernstig storende factor. Al sedert de jaren 60 proberen wetenschappers de grillige effecten van wolken op het aardklimaat te doorgronden. Al tientallen jaren worden wolken gezien als de grootste onzekere factor bij het berekenen van de aardopwarming (buiten wat de mensen doen om de broeikasgasuitstoot te verminderen).
Elk klimaatmodel gebruikt een stel vergelijkingen om in afhankelijkheid van allerlei parameters de ontwikkeling van het klimaat zo goed mogelijk te voorspellen. Over de meeste invloedsfactoren zijn de modellenbouwers en klimaatwetenschappers het wel eens, maar niet over de invloed van wolken. Het grote verschil in de uitkomsten van de verschillende modellen gaat voor een belangrijk deel over de toekomstige rol van wolken.
Het probleem is dat de (super)computers niet genoeg rekenkracht bezitten om effecten op blokken te berekenen die kleiner zijn dan 100 bij 100 km. Wolkenlagen zijn vaak maar enkele kilometers in doorsnee. Daar komt dan nattevingerwerk aan te pas om de effecten daarvan te verdisconteren in de berekeningen. Dan wordt er een bewolktheid per ‘cel’ (van 100*100 km) toegekend op basis van eigenschappen als temperatuur en vochtigheid.

Wolken vormen echter het resultaat van een wisselwerking tussen allerlei mechanismen, waardoor zoiets zich lastig laat benattevingerwerken. Opwarming bevordert verdamping en daarmee wolkvorming, maar er zijn weer andere invloeden aan het werk die die juist weer tegengaan (hogere temperatuur voorkomt dat water condenseert, bijvoorbeeld). Bewolktheid, en de invloed daarvan op het klimaat, is (bijna letterlijk) nog een grijs gebied. Schneider modelleerde maar een klein stuk van de subtropische atmosfeer in groter detail en daarom kon hij (of althans de computer) wel iets berekenen.

Aannemelijk?

Er zijn klimaatwetenschappers die de berekeningen van Schneider c.s. aannemelijk vinden. “Conceptueel denk ik dat het goed in elkaar zit”, zegt Helene Muri van de Noorse universiteit voor wetenschap en technologie. “Er is echter onzekerheid over getallen en het is zaak die onzekerheid zo klein mogelijk te maken.” Ook Kate Marvel van het Goddard-instituut van de NAVA denkt dat het sommetje wel zou kunnen kloppen. Zij heeft er echter alle vertrouwen in dan de mensheid er in slaagt de zaken ten goede te keren. Voorlopig ziet dat er echter nog niet naar uit en dat zal moeilijk worden met de Poetins, Trumps, Ruttes en Bolsonaro’s van de wereld.

Bron: New Scientist, Quanta Magazine