KNMI_Klimaatsignaal21.pdf
Tekst van het document
KNMI Klimaatsignaal’21
Hoe het klimaat in Nederland snel verandert
KNMI Klimaatsignaal’21
Infographic
2
Inhoudsopgave Voorwoord
5
Introductie
6
1 Klimaatverandering in Nederland
10
2 Klimaatverandering, orkanen en stormvloeden op de BES-eilanden
16
3 IPCC-inzichten
20
4 Zeespiegelstijging
26
5 Arctisch gebied
32
6 Zomerse hoosbuien
38
7 Droogte
44
8 Wind, neerslag en de gevolgen voor waterbeheer
52
9 Stedelijk klimaat
58
Referenties
64
Verklarende woordenlijst
68
Colofon
71
KNMI Klimaatsignaal’21
Inhoudsopgave
3
KNMI Klimaatsignaal’21
Voorwoord
4
Voorwoord Het klimaat verandert – ook in Nederland. We merken dat steeds
Dit rapport is gericht op iedereen die – professioneel
Het Klimaatsignaal’21 presenteert de feiten –
vaker. Zo komen sommige situaties vaker voor (hitte) en andere
of persoonlijk – op zoek is naar actuele informatie
meetreeksen en op klimaatmodellen gebaseerde
situaties juist minder vaak (strenge vorst). Extreem weer blijft
over klimaatverandering in Nederland.
analyses – over klimaatverandering in Nederland en
hangen in ons geheugen. Zo zullen we de indringende beelden
kan door beleidsmakers gebruikt worden als onder
van de overstromingen en wateroverlast na de ongekend hevige
Het Klimaatsignaal’21 is gebaseerd op de grote
bouwing voor de verdere ontwikkeling van het
regenval op 13 en 14 juli 2021 in Nederland, Duitsland, België en
hoeveelheid kennis over klimaatverandering die
klimaatbeleid in ons land.
Luxemburg niet snel vergeten. Het aantal slachtoffers en de
in 2021 in het zesde rapport van het IPCC – het
materiële schade waren groot.
internationale klimaatpanel van de Verenigde
Met dit rapport geeft het KNMI (opnieuw) het
Naties – is samengebracht. In dit rapport is deze
signaal af dat het klimaat in Nederland snel
Helaas zijn dit soort gebeurtenissen niet meer uniek of zeldzaam.
kennis aangevuld met waarnemingen en onderzoek
verandert. Ook benadrukt het KNMI dat klimaat
Minder dan een maand voor de overstromingen in de Limburgse
van het KNMI, en – waar nodig – vertaald naar de
verandering in Nederland een steeds grotere
grensregio werd met name het midden van het land op 18 juni 2021
situatie in Nederland.
impact heeft op onze samenleving. Daarmee wordt
getroffen door zware onweersbuien, die hevige stormschade en
eens te meer onderstreept hoe belangrijk het is
wateroverlast veroorzaakten. Veel mensen zagen de indringende
Het Klimaatsignaal’21 laat zien hoe het klimaat
om – samen met andere landen – de uitstoot van
beelden van onbewoonbare huizen en gaslekken in Leersum,
ervoor staat in Nederland. De gemeten verander
broeikasgassen fors te verminderen. Alleen dan
geknakte hoogspanningsmasten in Oldebroek, een omgewaaide
ingen zijn in beeld gebracht en worden geduid.
zullen we de gevolgen van klimaatverandering,
kraan in Tiel en compleet ondergelopen straten in Den Haag.
Daarnaast wordt een schets gegeven van te
zoals toenemende hitte, droogte, extreme neerslag
Het zijn ervaringen die je niet snel zult vergeten. Extreme buien
verwachten verdere veranderingen van het klimaat.
en zeespiegelstijging voor Nederland kunnen
veroorzaken steeds meer schade; soms loopt die op tot tientallen of
Medio 2023 worden deze veranderingen vertaald
beperken.
zelfs honderden miljoenen euro’s.
naar de meer kwantitatieve KNMI’23-klimaatscenario’s.
Gerard van der Steenhoven Hoofddirecteur KNMI
Dát het klimaat verandert ervaren we allemaal. Het KNMI brengt het Klimaatsignaal’21 uit om antwoord te geven op vragen als: In welke mate is het klimaat al veranderd? Wat is eigenlijk normaal voor de tijd van het jaar? En waar moeten we in de toekomst rekening mee houden?
KNMI Klimaatsignaal’21
Voorwoord
5
Introductie
De wereld warmt snel op. In Nederland is sinds 1901 de temperatuur ongeveer tweemaal zo snel gestegen als het wereld gemiddelde. De gevolgen van klimaatverandering zijn duidelijk merkbaar: op 25 juli 2019 ging het kwik door de historische grens van 40°C en in de laatste twee decennia nam het aantal dagen met extreme neerslag toe. Ook vielen de droge seizoenen in drie opeen volgende jaren (2018, 2019 en 2020) op, waarbij de relevante vraag opdoemt of dit in de toekomst vaker en/of intenser gaat
De opwarming van het klimaat door de menselijke invloed is nu een vaststaand feit.
voorkomen. Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) concludeert in 2021 → 0.1 dat de opwarming van het klimaat door de mense lijke invloed een vaststaand feit is en dat zich op grote schaal een snelle klimaatverandering heeft voltrokken. Het vorige rapport uit 2013 sprak nog over een ‘uiterst waarschijnlijke menselijke invloed’ op het klimaat. Wereldwijd is sprake van een versnelling in de zee spiegelstijging, doordat de grote ijskappen in toenemende mate massa verliezen. Sinds de publicatie van de vorige KNMI-klimaatscenario’s (in 2014) → 0.2 is veel onderzoek verricht, zowel door het KNMI als in (inter)nationale context. Ook op het politieke vlak zijn er ontwikkelingen geweest: in december 2015 is het Klimaatakkoord van Parijs tot stand gekomen, waarin is afgesproken om de wereld niet verder te laten opwarmen dan 2°C ten opzichte van het pre-industriële tijdperk (1850-1900) en te streven naar 1,5°C. Om dit te bereiken zijn wereldwijd vergaande inspanningen nodig voor het snel beperken van de uitstoot van broeikasgassen. KNMI Klimaatsignaal’21
Introductie
6
Focus en opzet Klimaatsignaal’21
IPCC-rapporten
Dit KNMI Klimaatsignaal’21 informeert u over nieuwe inzichten uit
Dit Klimaatsignaal’21 borduurt voort op diverse IPCC-rapporten,
de tot nu toe gepubliceerde IPCC-rapporten in de zesde cyclus en
die in de afgelopen jaren zijn verschenen. In de eerste fase van de
uit KNMI-onderzoek – al dan niet in internationale context
zesde assessmentcyclus heeft het IPCC vier themarapporten uitge
verricht. Het is niet bedoeld als opvolger van de KNMI’14-
bracht. In oktober 2018 verscheen het speciale rapport over 1,5°C
klimaatscenario’s voor Nederland. Het vergt tijd om de klimaat-
mondiale opwarming → 0.3. Hiertoe was het IPCC uitgenodigd na
modellen, die gebruikt zijn voor het het IPCC rapport, te analyseren
de totstandkoming van het Klimaatakkoord van Parijs. In 2019
en door te vertalen met fijnmazige modellen voor Europa.
volgden nog drie rapporten: over de te hanteren methodiek bij de
De nieuwe klimaatscenario’s voor Nederland – inclusief scenario-
inventarisatie van de uitstoot van broeikasgassen; over klimaat
tabel – verschijnen naar verwachting in 2023.
verandering en land(gebruik); en over oceanen en ijskappen in een veranderend klimaat → 0.4.
In dit rapport ligt de focus op waargenomen tendensen en veranderingen in inzichten rond een aantal thema’s. De onderwer
In augustus 2021 is het Werkgroep I-rapport van het zesde assess
pen zijn beleidsrelevant en tot stand gekomen in samenspraak met
mentrapport van het IPCC verschenen, nadat de samenvatting voor
beleidsmakers en kennisinstellingen. Hiertoe is een klankbordgroep
beleidsmakers was goedgekeurd door landendelegaties van de
opgericht, waarvan de leden kenbaar hebben gemaakt wat hun
Verenigde Naties. Het Werkgroep I-rapport behandelt de fysische
wensen zijn met betrekking tot de keuzes voor zowel het
basis van het klimaatsysteem, een onderwerp dat direct aansluit bij
Klimaatsignaal’21 als de KNMI’23-klimaatscenario’s voor
het KNMI-klimaatonderzoek.
Nederland. Daarnaast heeft de Advisory Board, bestaande uit internationale wetenschappers met ervaring en/of affiniteit met
In 2022 worden de overige drie delen van het zesde assessment
klimaatscenario’s, adviezen gegeven over de inhoud.
rapport verwacht: Werkgroep II over de gevolgen van klimaat verandering voor mens en natuur, de kwetsbaarheden en mogelijk heden tot aanpassen; Werkgroep III over de mogelijkheden om de uitstoot van broeikasgassen te beperken; en als laatste het Syntheserapport, waarin thema-overstijgend een samenvatting wordt gegeven voor beleidsmakers. Het vorige IPCC-assessment rapport van de vijfde cyclus dateert van 2013/2014 → 0.5.
KNMI Klimaatsignaal’21
Introductie
7
Klimaatmodellen en emissiescenario’s In het zesde IPCC-assessmentrapport van Werkgroep I is gebruik gemaakt van de nieuwste generatie klimaatmodellen, die door diverse wetenschappelijke instituten zijn ontwikkeld en zijn samen gebracht in het Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6). Deze modellen worden gevoed met scenario’s van de concentraties broeikasgassen en aerosolen, die gebaseerd zijn op zogeheten Shared Socioeconomic Pathways (SSP’s). Deze SSP’s vormen plausibele wereldbeelden, die uitgaan van uiteenlopende sociaaleconomische, technologische en demografische ontwikkelingen in de toekomst. In de vorige generatie klimaatmodellen (CMIP5), gebruikt voor het vijfde IPCC-assessmentrapport, werden de scenario’s gebaseerd op de zogeheten Representative Concentration Pathways (RCP’s). De bandbreedte van beide groepen scenario’s – SSP’s en RCP’s – is wat betreft concentraties broeikasgassen nagenoeg gelijk. Wel zijn er lagere emissiepaden voor het behalen van de 1,5°C-doelstelling toegevoegd aan de SSP's.
Jannes Wiersema
KNMI Klimaatsignaal’21
Introductie
8
Leeswijzer Klimaatsignaal’21
In → hoofdstuk vijf kijken we naar het Arctisch gebied. De opwar ming verloopt hier twee tot drie keer zo snel als het wereld
Dit rapport bestaat uit negen hoofdstukken. De thema’s zijn
gemiddelde, met uitschieters naar 1°C opwarming per decennium
gekozen op grond van maatschappelijke relevantie. In het
op Spitsbergen. Klimaatverandering in het arctische gebied heeft
→ eerste hoofdstuk gaan we in op klimaatverandering in
grote gevolgen voor flora en fauna, voor het zeeniveau via massa
Nederland. Begin 2021 is door het KNMI uit de waarnemingen
verlies van de Groenlandse IJskap, en mogelijk ook voor het weer
de nieuwe klimatologie voor Nederland berekend over de
in Nederland.
periode 1991-2020 (de zogeheten ‘normalen’). De focus ligt op de tendensen die de opeenvolgende normalen laten zien.
→ Hoofdstuk zes gaat over zomerse hoosbuien. → Hoofdstuk zeven
Aangezien Nederland ook overzeese gebieden heeft – namelijk
gaat over droogte. Beide zeer actuele onderwerpen.
de BES-eilanden in het Caribisch gebied – beschouwen we in → hoofdstuk twee de hier waargenomen klimaatverandering.
Relevant voor het waterbeheer zijn de ontwikkelingen van wind
Daarbij besteden we ook aandacht aan tropische orkanen en
aan de kust en neerslag in het stroomgebied van de Rijn en de Maas.
stormvloeden.
In → hoofdstuk acht geven we een overzicht van waargenomen trends en tendensen in de nieuwe generatie klimaatmodellen van
In hoofdstuk drie en vier beschouwen we de nieuwe inzichten
deze grootheden. In het laatste hoofdstuk – → hoofdstuk negen –
uit het zesde assessment Werkgroep I-rapport van het IPCC.
beschrijven we de inzichten in het stedelijk klimaat, zowel qua
In → hoofdstuk drie bespreken we de algemene inzichten, en ook
hitte-eilandeffect als qua neerslag.
de klimaatprojecties voor het Europese gebied rondom Nederland en voor het Caribisch gebied. Vanwege de beleidsrelevantie voor Nederland besteden we in → hoofdstuk vier apart aandacht aan zeespiegelstijging. De genoemde getallen voor Nederland zijn een voorlopige doorvertaling van de mondiale projecties van het IPCC. De definitieve getallen verschijnen in de KNMI’23klimaatscenario’s.
Jannes Wiersema
KNMI Klimaatsignaal’21
Introductie
9
1
Klimaat verandering in Nederland
Iedere tien jaar maakt het KNMI een nieuwe klimatologie van Nederland, ook wel klimaatnormalen genoemd. Hiervoor wordt een periode van dertig jaar gehanteerd, zoals aanbevolen door de Wereld Meteorologische Organisatie. In de klimatologie wordt een groot aantal klimaatvariabelen beschouwd, zoals temperatuur, neerslag, windsnelheid, en zonneschijn. Daarbij wordt gekeken naar gemiddelden en naar extremen. Dit hoofdstuk gaat in op de klimaatverandering tussen de huidige klimatologische periode (1991-2020) en de periode van dertig jaar daarvoor (1961-1990)1. Daarnaast is voor enkele klimaatvariabelen de ontwikkeling sinds de vorige eeuw grafisch weergegeven.
De afgelopen dertig jaar zijn de temperatuur, de zonnestraling, de neerslag, de verdamping en het neerslagtekort toegenomen.
Veranderingen in deze grootheden zijn het gevolg van door de mens veroorzaakte klimaatverandering en van natuurlijke schommelingen in het klimaat. De resultaten laten zien dat in Nederland in de afgelopen dertig jaar de temperatuur, de zonnestraling, de neerslag, de verdamping en het neerslagtekort zijn toegenomen. De windsnelheid is afgenomen.
1 De getallen in de tekst en figuren in dit hoofdstuk gelden voor de volgende meet stations: temperatuur: De Bilt; neerslag: gemiddelde van 13 neerslagstations (P13: De Bilt, De Kooy, Groningen, Heerde, Hoofddorp, Hoorn, Kerkwerve, Oudenbosch, Roermond, Ter Apel, West-Terschelling, Westdorpe en Winterswijk); zonnestraling, verdamping, vochtigheid: gemiddelde van vijf stations: De Bilt, De Kooy, Eelde, Vlissingen, Maastricht; neerslagtekort: P13 neerslag + verdamping in meest nabije KNMI-stations; wind: Schiphol, tenzij anders vermeld.
KNMI Klimaatsignaal’21
Klimaatverandering in Nederland
10
Klimaatveranderingen tussen 1961-1990 en 1991-2020
Extremen zijn sterk veranderd. Het gemiddeld aantal vorstdagen per jaar – met een minimumtemperatuur onder nul – nam af met bijna twee weken (van 65 naar 53 dagen), en het gemiddeld aantal
Tussen 1961-1990 en 1991-2020 is de jaargemiddelde tempera
ijsdagen per jaar – met een maximumtemperatuur onder nul –
tuur in Nederland toegenomen met 1,1°C. Dat is ruim twee keer zo
nam af met 5 dagen (van 11 naar 6 dagen). Het gemiddelde aantal
veel als de toename van de wereldgemiddelde temperatuur in
zomerse dagen per jaar – waarop een temperatuur van 25°C of
dezelfde periode. De temperatuur is in alle seizoenen toegenomen.
hoger bereikt wordt – nam toe van 19 naar 28; het gemiddelde
De toename is het grootst in de lente2, en het kleinst in de herfst.
aantal tropische dagen per jaar – waarop het 30°C of warmer wordt
De lente en de zomer zijn mede opgewarmd doordat in die
– is ruim verdubbeld: van 2,4 naar 5,0. De hoogste maximum
seizoenen de inkomende zonnestraling toenam. Jaargemiddeld
temperatuur per jaar nam toe met 2,4°C, ruim twee keer zoveel als
nam de zonnestraling toe met 4%. De jaargemiddelde windsnelheid
de toename van de jaargemiddelde temperatuur. Het aantal zeer
nam daarentegen af, eveneens met 4%.
natte dagen – met in de winter minstens 10 mm neerslag en in de zomer minstens 20 mm – nam met ongeveer een kwart toe: van 4,3
Gemiddeld over Nederland is de jaarlijkse neerslag toegenomen,
naar 5,3 dagen in de winter en van 1,5 naar 1,9 dagen in de zomer.
met 8%. De toename is het grootst in de winter en de zomer. Hierbij werden de natte dagen natter; het aantal natte dagen veran derde niet of nauwelijks. De lente is het enige seizoen waarin de neerslag is afgenomen. Het aantal droge dagen in de lente is sterk
Veranderingen in het klimaat sinds begin vorige eeuw
toegenomen. De verdamping is in alle seizoenen toegenomen, vooral in de lente. Dit heeft – samen met de afgenomen neerslag in
Temperatuur, neerslag, zonnestraling, neerslagtekort
de lente – geleid tot een toename van het maximale neerslagtekort
De jaargemiddelde temperatuur in Nederland neemt sinds de jaren
gedurende het groeiseizoen3 (+ 12%) en een toename van het
70 toe met ruim 0,4°C per tien jaar figuur 1.1a4 . In de periode
neerslagtekort aan het eind van de lente (+ 22%).
1901-2020 is de jaargemiddelde temperatuur met 2,3°C toegenomen. De jaarlijkse neerslag nam in het verleden ook toe, maar is sinds 2000 nauwelijks verder toegenomen figuur 1.1b.
2 Winter = december, januari, februari; lente = maart, april, mei; zomer = juni, juli, augustus; herfst = september, oktober, november. 3 Het groeiseizoen loopt van 1 april tot en met 30 september.
4 Figuur 1 toont naast de waarden per jaar ook de trendlijn → 1.1.
KNMI Klimaatsignaal’21
Klimaatverandering in Nederland
De genoemde veranderingen zijn gebaseerd op de trendlijnen.
11
a) Jaargemiddelde temperatuur
Dat komt doordat de neerslag in de lente en de herfst sinds 2000 is
b) Jaarsom neerslag
afgenomen. De neerslag in de winter en – in mindere mate – in de zomer is sinds 2000 wel verder toegenomen. Door de toename van de temperatuur kan de lucht ook meer waterdamp bevatten en daarmee kan de neerslag toenemen. Daarnaast zijn er natuurlijke °C
mm
variaties in de neerslag door variaties in weerpatronen. In de periode 1906-2020 is de jaarlijkse neerslag met 21% toegenomen. De jaargemiddelde inkomende zonnestraling neemt toe sinds de jaren 90, met 3% per tien jaar figuur 1.1c. De toename is het grootst in de lente, met ruim 4% per tien jaar. De toename in
c) Jaargemiddelde zonnestraling
d) Maximaal neerslagtekort
zonnestraling is vooral het gevolg van een afname in bewolking. De zonnestraling in de lente van 2020 was extreem hoog, mede door de geringe aanwezigheid van vliegtuigstrepen en door verminderde luchtvervuiling als gevolg van maatregelen om het
mm
coronavirus te beheersen. W/m2
ur 1.1
figuur 1.1 De jaargemiddelde temperatuur van 1901 tot en met 2020 vertoont grote variaties van jaar tot jaar, de trend is omhoog. De jaarsommen van de gemiddelde neerslag van 1906 tot en met 2020 vertonen grote variaties van jaar tot jaar, de trend is omhoog. De jaargemiddelde zonnestraling van 1965 tot en met 2020 vertoont grote variaties van jaar tot jaar, de trend is sinds de jaren 90 omhoog. Het maximaal neerslagtekort in het groeiseizoen van 1906 tot en met 2020 vertoont grote variaties van jaar tot jaar, de trend is sinds 2000 omhoog.
Het maximale neerslagtekort in het groeiseizoen is in de periode 1991-2020 toegenomen met ruim 8% per tien jaar figuur 1.1d. Dit komt vooral doordat de verdamping – en daarmee het neerslag tekort – in de lente is toegenomen, wat deels verklaard wordt door de toegenomen zonnestraling en temperatuur in de lente. In de vorige eeuw was er geen trend in neerslagtekort (→ hoofdstuk
Figuur 1.1 Jaargemiddelde temperatuur sinds 1901 (a), Jaarsom neerslag sinds 1906 (b), jaargemiddelde zonnestraling sinds 1965 (c), en maximaal neerslagtekort in het groeiseizoen sinds 1906 (d).
KNMI Klimaatsignaal’21
zeven).
Klimaatverandering in Nederland
12
figuur 1.2 De jaargemiddelde windsnelheid vertoont variaties van jaar tot jaar, op de landstations Schiphol (1968-2020), Eelde (1977-2020), Cabauw, (1987-2020) en Eindhoven (1985-2020) is sinds de jaren 90 de trend omlaag. Ook op het Noordzee station K13 (1990-2020) zien we een afname, maar deze afname is minder duidelijk. De hoogste uurgemiddelde windsnelheid vertoont variaties van jaar tot jaar, en is in de vijf stations Schiphol (1968-2020), Eelde (1977-2020), Cabauw, (1987-2020) en Eindhoven (1985-2020) en K13 (1990-2020) sinds de jaren 90 afgenomen. De afname is het sterkst in de stations Schiphol en Eelde.
Oorzaken opwarming Nederland
Wind
De hoogste uurgemiddelde windsnelheid per jaar
De jaargemiddelde windsnelheid in de vier land
in de vijf stations is sinds de jaren 90 eveneens
stations Schiphol, Eelde, Cabauw en Eindhoven is
afgenomen figuur 1.2b. De afname is het sterkst in
Trends in het regionale klimaat kunnen direct door het versterkte
sinds de jaren 90 afgenomen met gemiddeld 2%
de stations van Schiphol en Eelde, met gemiddeld
broeikaseffect worden veroorzaakt of indirect door veranderingen in
per tien jaar figuur 1.2a. Voor het station K13 op de
3% per tien jaar. Die afname zien we ook terug in
luchtstromingen. Deze luchtstromingen hangen af van de ligging van
Noordzee (100 km ten westen van Den Helder) zien
de snelheid van windstoten met uitzondering van
hoge- en lagedrukgebieden. Ook dit luchtdrukpatroon kan door het
we geen duidelijke trend. De afname van de wind
die bij zomerse hoosbuien → hoofdstuk zes. In de
versterkte broeikaseffect veranderen, met als gevolg een verandering
snelheid is waarschijnlijk deels het gevolg van een
windrichting zien we geen duidelijke trend sinds
van de overheersende richting van waar het weer vandaan komt.
toename van de ruwheid van het landoppervlak
1950, maar wel langjarige variaties. Zo was het
door toename van de bebouwing → 1.2.
percentage dagen in het zomerhalfjaar met
Boven Europa is het luchtdrukpatroon sinds 1881 in de winter
zuidwestenwind in de jaren 50 relatief hoog, in de
veranderd, met toenemende luchtdruk boven het Middellandse
jaren 80 relatief laag, en in de laatste jaren weer
Zeegebied en afnemende luchtdruk ten noorden van Scandinavië
relatief hoog. Het gaat hier waarschijnlijk om
(figuur 1.3). Dit heeft in Nederland, net als in de rest van Europa, geleid
natuurlijke variaties.
tot een toename van westenwinden en een afname van oostenwinden in de winters. We zien hierdoor in Europa een toename van het aantal
a) Gemiddelde windsnelheid per jaar
b) Hoogste uurgemiddelde windsnelheid per jaar
zachte dagen en een afname van het aantal koude dagen. Uit waarnemingen en modeldata blijkt dat in Noordwest-Europa een substantieel deel van de opwarming in de winter over de afgelopen (figuur 1.4). Voor de zomer geldt dit niet. De natuurlijke variatie in
m/s
m/s
zestig jaar het gevolg is van veranderingen in de luchtstromingen stromingspatronen is echter erg groot. Lopend onderzoek met behulp van klimaatmodellen moet uitwijzen welk deel van de verandering in de stromingen systematisch is en welk deel een gevolg is van langjarige, natuurlijke fluctuaties.
Figuur 1.2 Gemiddelde windsnelheid per jaar (a) en hoogste uurgemiddelde windsnelheid per jaar (b) op vier stations op land en één op de Noordzee (K13).
KNMI Klimaatsignaal’21
Klimaatverandering in Nederland
13
Figuur 1.3 Wereldkaart met in blauw een gebied met afnemende luchtdruk ten noorden van Scandinavie en in rood toenemende luchtdruk boven het Middellandse Zeegebied.
Trend waargenomen wintertemperatuur
Trendbijdrage: mondiale opwarming (winter) °C
Figuur 1.3 Trend in luchtdruk op zeeniveau (hPa/°C) in het winterhalfjaar oktober– maart over 1881–2020. De trend is gedefinieerd als de verandering in luchtdruk per graad stijging van de wereldgemiddelde temperatuur. Data: luchtdruk: 20th-Century Reanalysis v3 (1961-2015) en ERA5 (2016-2020),
Trendbijdrage: luchtstromingen (winter)
Trendbijdrage: restant (winter) °C
temperatuur: GISTEMP.
Figuur 1.4 Trend in de wintertemperatuur (decemberfebruari) per graad mondiale opwarming, bepaald over de periode 1961-2019 (linksboven). De andere panelen tonen de verschillende bijdragen aan de trend. Data: 20th-Century Reanalysis v3 (1961-2015) aangevuld met ERA5 (2016-2019). In de gearceerde gebieden is de trend niet significant. Figuur 1.4 Kaart van Europa met een duidelijke trend naar hogere temperaturen per graad mondiale opwarming, met name in Noordoost-Europa. Kaart van Europa met daarin de bijdrage van de mondiale temperatuur aan de temperatuurtrend in Europa. Met name in Noordoost-Europa is de bijdrage groot. Kaart van Europa met daarin de bijdrage van de circulatie aan de temperatuurtrend in Europa. Met name in Noordwest-Europa is de bijdrage groot. Kaart van Europa met daarin het restant van de bijdragen aan de temperatuurtrend in Europa. Met name ten noorden van IJsland is de restant-bijdrage groot.
KNMI Klimaatsignaal’21
Klimaatverandering in Nederland
14
Tabel 1 Klimaatnormalen voor Nederland: 1961-1990, 1981-2010 en 1991-2020 5 Seizoen
Variabele
Indicator
Klimaat 1961-1990
Klimaat 1981-2010
Klimaat 1991-2020
Seizoen
Variabele
Indicator
Klimaat 1961-1990
Klimaat 1981-2010
Klimaat 1991-2020
Jaar
Temperatuur
gemiddelde (TG)
9,4 °C
10,1 °C
10.5 °C
Lente
Temperatuur
gemiddelde (TG)
8,4 °C
9,5 °C
9,9 °C
gemiddelde maximum dagtemperatuur (TX)
13,3 °C
14,1 °C
14,5 °C
Neerslag
gemiddelde hoeveelheid
163 mm
167 mm
153 mm
gemiddelde minimum dagtemperatuur (TN)
5,4 °C
6,0 °C
6,3 °C
Wind
gemiddelde windsnelheid
5,5 m/s
5,2 m/s
5,0 m/s
Zonnestraling
zonnestraling
120 kJ/cm2
123 kJ/cm2
128 kJ/cm2
Neerslag
gemiddelde hoeveelheid
780 mm
Verdamping
potentiële verdamping
172 mm
182 mm
190 mm
Zonnestraling
gemiddelde hoeveelheid
364 kJ/cm
368 kJ/cm
Droogte
53 mm
57 mm
65 mm
Verdamping
potentiële verdamping
564 mm
580 mm
603 mm
gemiddeld neerslagtekort aan het einde van de lente
Vochtigheid
relatieve vochtigheid
82,7 %
83 %
81,8 %
Temperatuur
gemiddelde (TG)
16,2 °C
17,0 °C
17,5 °C
Wind
gemiddelde windsnelheid
5,2 m/s
5,1 m/s
5,0 m/s
gemiddelde maximum dagtemperatuur (TX)
21,0 °C
21,9 °C
22,3 °C
hoogste daggemiddelde per jaar
14,4 m/s
13,8 m/s
13,7 m/s
11,3 °C
11,9 °C
12,1 °C
hoogste uurgemiddelde per jaar
20,4 m/s
19,2 m/s
18,9 m/s
gemiddelde minimum dagtemperatuur (TN)
aantal dagen met windrichting tussen zuid en west
146
150
151
koelste zomerdag per jaar (TG)
10,4 °C
11,1 °C
11,5 °C
warmste zomerdag per jaar (TG)
23,6 °C
24,7°C
25,5 °C
gemiddelde (TG)
2,7 °C
3,4 °C
3,9 °C
aantal zomerse dagen (TX ≥ 25 °C)
15 dagen
21 dagen
22 dagen
gemiddelde maximum dagtemperatuur (TX)
5,3 °C
6,1 °C
6,6 °C
aantal tropische dagen (TX ≥ 30 °C)
2,4 dagen
3,8 dagen
4,7 dagen
gemiddelde minimum dagtemperatuur (TN)
-0,1 °C
0,5 °C
1,1 °C
aantal tropische nachten (TN ≥20°C)
0,0 dagen
0,1 dagen
0,3 dagen
gemiddelde hoeveelheid
207 mm
221 mm
235 mm
aantal natte dagen (≥ 0,1 mm)
44 dagen
44 dagen
44 dagen 1,9 dagen
Winter
Temperatuur
838 mm 2
851 mm 2
379 kJ/cm
2
koudste winterdag per jaar (TG)
-7,2 °C
-6,3 °C
-5,6 °C
zachtste winterdag per jaar (TG)
10,5 °C
11,3
11,4 °C
aantal vorstdagen (TN < 0 °C)
41 dagen
38 dagen
Zomer
Neerslag
aantal dagen (≥ 20 mm)
1,5 dagen
1,7 dagen
35 dagen
Wind
gemiddelde windsnelheid
4,4 m/s
4,3 m/s
4,4 m/s
aantal ijsdagen (TX < 0 °C)
10 dagen
7,6 dagen
5,9 dagen
Zonnestraling
gemiddelde hoeveelheid
156 kJ/cm
160 kJ/cm
164 kJ/cm2
gemiddelde hoeveelheid
190 mm
205 mm
216 mm
Verdamping
potentiële verdamping
264 mm
277 mm
286 mm
aantal natte dagen (≥ 0,1 mm)
56 dagen
55 dagen
56 dagen
Droogte
153 mm
160 mm
aantal dagen ≥ 10 mm
4,3 dagen
5,0 dagen
5,3 dagen
maximaal neerslagtekort gedurende 143 mm het groeiseizoen; gemiddelde
Wind
gemiddelde windsnelheid
5,9 m/s
5,9 m/s
5,8 m/s
maximaal neerslagtekort gedurende het groeiseizoen; 5% droogste jaren
228 mm
224 mm
247 mm
Zonnestraling
gemiddelde hoeveelheid
27 kJ/cm2
26 kJ/cm2
26 kJ/cm2
gemiddelde (TG)
10,2 °C
10,6 °C
10,9 °C
Verdamping
potentiële verdamping
31,1 mm
30,7 mm
31,7 mm
245 mm
Neerslag
5 De getallen in de tabel gelden voor de volgende meetstations: temperatuur: De Bilt; neerslag: gemiddelde van 13 neerslagstations (P13); zonnestraling, verdamping, vochtigheid: gemiddelde van 5 stations: De Bilt, De Kooy, Eelde, Vlissingen, Maastricht; neerslagtekort: P13 neerslagstations + verdamping in meest nabije KNMI-stations; wind: Schiphol. TX: maximumtemperatuur; TN: minimumtemperatuur; TG: daggemiddelde temperatuur.
KNMI Klimaatsignaal’21
Herfst
Temperatuur
2
2
Neerslag
gemiddelde hoeveelheid
223 mm
246 mm
Wind
gemiddelde windsnelheid
5,0 m/s
4,9 m/s
Zonnestraling
gemiddelde hoeveelheid
59 kJ/cm
59 kJ/cm
60 kJ/cm2
Verdamping
potentiële verdamping
91 mm
92 mm
95 mm
Klimaatverandering in Nederland
2
4,8 m/s 2
15
2
Klimaat verandering, orkanen en stormvloeden op de BES-eilanden
Bonaire, St. Eustatius en Saba, ook wel de BESeilanden genoemd, zijn bijzondere gemeenten van
Temperatuur en neerslag: waargenomen trends
Nederland. Dit rapport gaat daarom ook in op het klimaat van de BES-eilanden. Vanuit het oogpunt
Om trends te bepalen, is het noodzakelijk te
van klimaatverandering kijken we met name naar
beschikken over langjarige reeksen van nauw
waargenomen trends in temperatuur en neerslag,
keurige metingen van weerstations. Voor de BES-
en vanuit de impact op de samenleving naar orka
eilanden waren zulke reeksen voor dit rapport niet
nen en de daardoor veroorzaakte stormvloeden.
beschikbaar. Voor de temperatuur gebruiken we de
De temperatuur neemt sinds de jaren 80 toe met
wel beschikbare reeksen van Curaçao – 80 km van
ongeveer 0,2°C per tien jaar. De neerslag vertoont
Bonaire – en St. Maarten – 50 km van St. Eustatius
geen trend. Orkanen van de zwaarste categorie 5
en Saba. De jaargemiddelde temperatuur op
komen op St. Eustatius en Saba ongeveer eens per
Curaçao en St. Maarten neemt sinds de jaren 80
veertig jaar voor en op Bonaire eens per tachtig jaar.
toe met respectievelijk 0,15°C en 0,23°C per tien jaar figuur 2.1. Voor neerslag gebruiken we metingen met neerslagmeters op land van het Global Precipitation Climatology Centre (GPCC). De neerslag op zowel Bonaire als St. Eustatius en Saba varieert sterk van jaar tot jaar figuur 2.2. Van een trend in neerslag is in beide gebieden geen sprake.
KNMI Klimaatsignaal’21
Klimaatverandering, orkanen en stormvloeden op de BES-eilanden
16
Figuur 2.1 De jaargemiddelde temperatuur vertoont variaties van jaar tot jaar, en is op station Hato air port (Curacao) en Juliana airport (Sint Maarten) sinds de jaren 60 toegenomen.
Jaargemiddelde temperatuur
Orkanen
Sinds 1981 zijn er 35 orkanen met maximale wind
°C
snelheden groter dan 18 m/s binnen 250 km van
Waarnemingen van orkanen
St. Eustatius en Saba gekomen, met als zwaarste
De BES-eilanden bevinden zich in het pad dat
drie Irma (2017; 70 m/s, categorie 5), Maria (2017;
orkanen kunnen volgen. De hoge windsnelheden,
68 m/s, categorie 4) en Lenny (1999; 61 m/s, categorie
stormvloeden en grote hoeveelheden neerslag
4) figuur 2.3b. De eilanden zijn niet direct geraakt
die orkanen veroorzaken, maken deze stormen
door een orkaan, maar leden wel substantiële
tot de dodelijkste en kostbaarste natuurrampen.
schade aan de natuur door orkaan Irma → 2.1.
De grootste impact van een orkaan treedt op nabij Figuur 2.1 Jaargemiddelde temperatuur sinds 1961 op Curaçao en Sint Maarten. Data: GHCN-M v4 gehomogeniseerd.
Figuur 2.2 De jaarsommen van de neerslag vertonen sterke variaties van jaar tot jaar, zowel op Bonaire als St. Eustatius en Saba is geen sprake van een trend.
Jaarsom neerslag
het centrum van de storm, waar de hoogste wind
De kans op orkanen
snelheden plaatsvinden. Maar de effecten zijn soms
Om de kans op het voorkomen van een bepaalde
op meer dan 500 km afstand merkbaar. Bij wind
categorie orkaan uit te drukken, wordt meestal
snelheden vanaf 18 m/s is sprake van een tropische
gebruik gemaakt van de zogenoemde herhalings
storm en begint schade te ontstaan, vanaf 33 m/s
tijd. Dit is de tijd die gemiddeld tussen twee
is sprake van een orkaan, en vanaf 50 m/s is de
gebeurtenissen ligt. Een windsnelheid met een
schade doorgaans catastrofaal.
herhalingstijd van 100 jaar heeft een kans van 1% dat deze (of een hogere) windsnelheid in een jaar
Sinds 1981 zijn er betrouwbare metingen, en zijn er
voorkomt.
mm
14 orkanen met maximale windsnelheden van meer dan 18 m/s binnen 250 km van Bonaire gekomen,
Om uitspraken te kunnen doen over extreme
met als zwaarste drie Felix (2007; 46 m/s, categorie
omstandigheden, is het belangrijk om een
2), Ivan (2004; 63 m/s, categorie 4) en Emily (2005;
meetreeks van orkanen te hebben die minstens zo
52 m/s, categorie 3) figuur 2.3a. In 1996 is Bonaire
lang is als de herhalingstijd. De beschikbare reeksen
direct geraakt door tropische storm Cesar (20 m/s).
zijn hiervoor te kort. Een oplossing hiervoor is het gebruik van een statistisch model dat ‘synthetische’
Figuur 2.2 Neerslag per jaar sinds 1961 op Bonaire en St. Eustatius en Saba. Data: GPCC Full Data Monthly Product Version 2020, 1.0° resolutie.
KNMI Klimaatsignaal’21
orkanen berekent: orkanen die statistisch gezien mogelijk zijn in het huidige klimaat. Met het model
Klimaatverandering, orkanen en stormvloeden op de BES-eilanden
17
Figuur 2.3 Op een geografische kaart met daarop de eilanden Aruba, Curacao en Bonaire zijn de lijnen van 14 orkanen weergegeven (periode 1981-2020), met maximale windsnelheden van meer dan 18 m/s, met als zwaarste drie Felix (2007; 46 m/s, categorie 2), Ivan (2004; 63 m/s, categorie 4) en Emily (2005; 52 m/s, categorie 3). In 1996 is Bonaire direct geraakt door tropische storm Cesar (20 m/s). Op een geografische kaart met daarop de eilanden St. Eustatius en Saba zijn de lijnen van 35 orkanen weergegeven (periode 1981-2020), met maximale windsnelheden groter dan 18 m/s, met als zwaarste drie Irma (2017; 70 m/s, categorie 5), Maria (2017; 68 m/s, categorie 4) en Lenny (1999; 61 m/s, categorie 4).
a
b
STORM → 2.2, → 2.3 is berekend hoe vaak orkanen voorkomen in 10.000 jaar. Ook de meest extreme orkanen zijn hierin mee genomen. Tabel 2 geeft de herhalingstijden van categorie 1-5 orka nen binnen 250 km van St. Eustatius en Saba. Voor Bonaire zijn de herhalingstijden ongeveer twee keer zo lang. Deze verschillen ont staan doordat veel orkanen ten noorden van Bonaire overtrekken, terwijl St. Eustatius en Saba vaker in het pad van een orkaan liggen.
Stormvloeden Een stormvloed is een verhoging boven het astronomisch getij,
Venezuela
veroorzaakt door stormwinden die het water opstuwen tot boven het waterniveau van de vloed. figuur 2.4a toont voor een periode van 48 uur de waterhoogte langs de kust van Saba, die verhoogd was door orkaan Irma. De exacte verhoging hangt af van
Figuur 2.3 Orkanen met windsnelheden groter dan 18 m/s binnen 250 km van Bonaire (a) en St. Eustatius en Saba (b), in de periode 1981-2020.
verschillende factoren – zoals de windkracht en windrichting, de luchtdruk, en de diepte van de zee.
Tabel 2 Herhalingstijden orkanen rond St. Eustatius en Saba
Herhalingstijd van extreme waterhoogte Uit modelsimulaties zijn de herhalingstijden van verschillende
Categorie
1 (33 tot 42 m/s)
2 (42 tot 50 m/s)
3 (50 tot 58 m/s)
4 (58 tot 70 m/s)
5 (70 m/s en meer)
Herhalingstijd (jaar)
2
3
4
7
38
waterhoogtes berekend figuur 2.4b. Doordat de kans dat Bonaire door een orkaan getroffen wordt kleiner is dan op Saba en St. Eustatius, is ook de kans op een extreme waterhoogte kleiner. Het knikpunt in de curves geeft weer vanaf welke herhalingstijd
Herhalingstijden van categorie 1-5 orkanen binnen 250 km van St. Eustatius en Saba, zoals berekend met het model STORM. Indeling in categorieën volgens Saffir en Simpson.
orkanen een rol van betekenis spelen. Bij St. Eustatius en Saba is dat vanaf 10 jaar, bij Bonaire vanaf 100 jaar. Bij kleinere herhalings tijden is vooral hoogtij de oorzaak van extreme waterhoogte.
KNMI Klimaatsignaal’21
Klimaatverandering, orkanen en stormvloeden op de BES-eilanden
18
Figuur 2.4 Waterhoogte langs de kust van Saba onder invloed van orkaan Irma voor een periode van 48 uur van 5-7 september 2017. De totale waterhoogte is een optelsom van het astronomisch getij en de stormvloed en bereikte een piek met bijna 40 centimeter rond 10 uur op 5 september. De herhalinsgtijd van extreme waterhoogtes op Bonaire, St. Eustatius en Saba is gegeven. Doordat de kans dat Bonaire door een orkaan getroffen wordt klei ner is dan op Saba en St. Eustatius, is ook de kans op een extreme waterhoogte kleiner (kans op een waterhoogte van 50 cm is op Bonaire eens in de 10.000 jaar, op St. Eustatius en Saba is dat eens in de circa 70-80 jaar). Het knikpunt in de curves geeft weer vanaf welke herhalingstijd orkanen een rol van betekenis spelen. Bij St. Eustatius en Saba is dat vanaf 10 jaar, bij Bonaire vanaf 100 jaar.
Waterhoogte (in m)
b
Waterhoogte (in m)
a
Herhalingstijd (jaren) Tijd (maand-dag uur) Figuur 2.4 Waterhoogte langs de kust van Saba onder invloed van orkaan Irma (a); herhalingstijd van extreme waterhoogtes (b).
Overstromingsgevoeligheid
drinkwatervoorzieningen en delen van een olie
Het overstromen van kustgebieden op de
terminal. De haven en het vliegveld van beide
BES-eilanden door een stormvloed kan gevaar
eilanden raakten beschadigd door orkaan Irma.
opleveren voor de bevolking. Ook kan het schade
Op Bonaire ligt de vitale infrastructuur in het
aan natuur, infrastructuur en bebouwing veroor
relatief laaggelegen kustgebied; evenals veel
zaken. Grootschalige overstromingen vanuit zee op
bebouwing, waaronder de hoofdstad Kralendijk.
Saba en St. Eustatius zijn onwaarschijnlijk door het
Daardoor is van de drie eilanden Bonaire het meest
vulkanisch landschap en daarmee de hoogteligging.
gevoelig voor stormvloeden.
In de kustzones liggen echter wel elektriciteits- en Reinoud Sleeman
KNMI Klimaatsignaal’21
Klimaatverandering, orkanen en stormvloeden op de BES-eilanden
19
3
IPCCinzichten
Het IPCC, het klimaatpanel van de Verenigde Naties,
In alle IPCC emissiescenario's wordt de 1,5°C-grens over circa tien jaar bereikt, een decennium eerder dan verwacht.
brengt eens in de 6 à 7 jaar een groot assessment rapport uit, waarin door enkele honderden auteurs de bevindingen uit de wetenschappelijke literatuur wordt beoordeeld en samengevat. Begin augustus 2021 is het eerste deel van het zesde IPCC-rapport → 0.1 verschenen. Dit Werkgroep I-rapport gaat over de fysische basis van het klimaatsysteem, een onderwerp dat nauw aansluit bij het KNMIklimaatonderzoek. Vanuit het KNMI zijn dan ook twee auteurs betrokken bij de totstandkoming van dit rapport. In dit hoofdstuk worden de belangrijkste bevindingen uit het Werkgroep I-rapport samen gevat. De focus ligt hierbij op de waargenomen mondiale klimaatverandering, de stijging van de
Conclusies IPCC en inzichten mondiaal klimaat
concentratie broeikasgassen in de atmosfeer, wetenschappelijke inzichten over de gevoeligheid
De belangrijkste conclusies van het IPCC zijn dat de
van het klimaatsysteem en de nieuwe mondiale kli
opwarming van het klimaat door de menselijke
maatscenario’s tot 2100. In aansluiting op de waar
invloed een vaststaand feit is en dat zich op grote
genomen klimaatontwikkelingen in Nederland en op
schaal een snelle klimaatverandering heeft voltrok
de BES-eilanden – in respectievelijk → hoofdstuk 1
ken. Het vorige rapport uit 2013 → 0.5 sprak nog
en → hoofdstuk 2 – worden ook de IPCC-klimaat
over een ‘uiterst waarschijnlijke menselijke invloed
projecties voor Europa en het Caribisch gebied
op het klimaat’.
beschouwd.
KNMI Klimaatsignaal’21
IPCC-inzichten
20
De wereldgemiddelde temperatuur (over land en zee) is in de
Broeikasgassen
periode 2011-2020 met 1,1°C gestegen ten opzichte van het
De stijging van de concentraties broeikasgassen
Toename warmte-opname en verzuring oceanen
gemiddelde over de periode 1850-1900. In 2020 is de tempera
CO2, methaan en lachgas sinds 1750 zijn onmis
Meer dan 90% van de extra energie in het klimaat
tuurstijging opgelopen tot 1,2°C. Ook de temperatuurstijging op
kenbaar veroorzaakt door de mens. De huidige
systeem als gevolg van de stijging van broeikasgas
regionaal niveau boven land en de afname van zee-ijs in het
CO2-concentratie (410 ppm6 in 2019) is de hoogste
sen wordt opgeslagen in de oceaan. Ten opzichte
Arctische gebied zijn duidelijk groter dan de natuurlijke variaties.
in ten minste twee miljoen jaar (inmiddels staat
van het vijfde rapport van IPCC (2013) is dit nóg
de teller op 412 ppm in 2020). De energiebalans
beter in kaart gebracht. De opname van energie
Het is zeker dat de wereldgemiddelde temperatuur in 2050 hoger
van het klimaatsysteem wordt verstoord door
leidt tot opwarming en uitzetting van het zeewater
zal zijn dan nu, ongeacht het emissiescenario dat gevolgd wordt.
menselijke activiteiten en wordt uitgedrukt in
(warm water neemt meer ruimte in dan koud
Dit is een gevolg van de lange verblijftijd van kooldioxide (CO2) in de
stralingsforcering. Deze is voor 2019 geschat op
water). Deze uitzetting is – naast het smelten van
atmosfeer en de al opgeslagen warmte in de oceanen door de
2,72 W/m2 (1,96-3,48) ten opzichte van 1750 en is
gletsjers en ijskappen – een belangrijke oorzaak van
historische uitstoot. Slechts in de twee laagste emissiescenario’s is
hiermee 19% hoger dan in 2011 → 0.5. Ter verge
zeespiegelstijging. De opname van een deel van de
het mogelijk dat de mondiale temperatuurstijging in 2100 beperkt
lijking: een verdubbeling van de CO2-concentratie
antropogene uitstoot van CO2 door de oceanen
blijft tot hooguit 1,5 en 2°C ten opzichte van het pre-industriële
leidt tot een stralingsforcering van 3,7 W/m2, wat
heeft geleid tot verzuring: de huidige oceanische
tijdperk. Die keuze voor het nemen van mitigerende maatregelen
een mondiale temperatuurstijging van uiteindelijk
pH-waarde is de laagste in de afgelopen twee
om de uitstoot van broeikasgassen te beperken, kan nu nog
3°C (beste schatting) veroorzaakt. Door de wereld
miljoen jaar.
gemaakt worden. Het resterende koolstofbudget – de hoeveelheid
wijde temperatuurtoename is de hydrologische
CO2 die we wereldwijd nog kunnen uitstoten om een bepaalde
cyclus geïntensiveerd. Dit uit zich in een gemiddeld
doelstelling te halen – is beperkt. Met de huidige uitstoot is het
hoger waterdampgehalte in de atmosfeer
resterende koolstofbudget voor de 1,5°C binnen tien jaar op.
(zie → hoofdstuk zes) en wereldgemiddeld meer
In alle emissiescenario's wordt de 1,5°C-grens over circa tien jaar
neerslag met grote regionale verschillen.
bereikt, een decennium eerder dan verwacht. Langzame processen, zoals zeespiegelstijging, zijn niet meer te stoppen; hooguit zijn ze op de lange termijn te beperken. Hoe groter de opwarming, des te hoger de risico’s op onomkeerbare klimaatveranderingen in de komende eeuwen. 6 ppm = parts per million.
KNMI Klimaatsignaal’21
IPCC-inzichten
21
IJsbedekking
Klimaatgevoeligheid
Het massaverlies van de ijskappen van Antarctica en
Sinds het vorige IPCC-rapport (2013) is voortgang
Groenland en van gletsjers gaat onverminderd door.
geboekt bij het preciezer bepalen van de
Sinds 1993 levert deze component de grootste bij
klimaatgevoeligheid, uitgedrukt in de mondiale
drage aan de zeespiegelstijging. Verder is een sterke
temperatuurstijging bij een verdubbeling van het
afname van sneeuwbedekking en zee-ijs waargeno
CO2-gehalte. Dit komt door betere technieken
men. Veel permafrostgebieden in het Arctische
om de klimaatgevoeligheid uit waarnemingen te
gebied en in gebergten zijn de afgelopen decennia
bepalen. Ook is er meer inzicht in klimaatterug
verloren gegaan.
koppelingen, zoals de rol van wolken daarin. Deze terugkoppelingen worden vanwege de steeds
Weersextremen
hogere ruimtelijke resolutie beter gemodelleerd en
Veranderingen in extremen zijn wereldwijd
kunnen dankzij steeds nauwkeurigere satellietwaar
waargenomen sinds 1950. Dit betreft het vaker
nemingen beter getoetst worden. Bovendien is er
voorkomen van extreem hoge luchttemperatuur en
meer inzicht in de verandering van klimaatgevoelig
mariene hittegolven (hoge zeewatertemperaturen,
heid in warmere en koudere perioden in het verre
die maanden kunnen aanhouden), de intensivering
verleden. Dit heeft geleid tot een iets hogere schat
van extreme neerslag en een toename van droogte.
ting van de klimaatgevoeligheid, dat wil zeggen: bij
Het IPCC-rapport acht het uiterst waarschijnlijk
een verdubbeling van de CO2-concentraties stijgt de
(>95%) dat de mens de grootste factor is in de
temperatuur nog meer dan we in 2013 dachten.
waargenomen toename van de frequentie en
De beste schatting is 3°C met een waarschijnlijke
intensiteit van de warme extremen en de afname
bandbreedte (67%) van 2,5 tot 4°C en een zeer
van koude extremen.
waarschijnlijke range (90%) van 2 tot 5°C. Het is nagenoeg zeker (99%) dat de klimaatgevoeligheid groter is dan 1,5°C.
Richard Bintanja
KNMI Klimaatsignaal’21
IPCC-inzichten
22
De mondiale klimaatmodellen die met elkaar zijn vergeleken in het
Sinds het vijfde IPCC-rapport is er beter inzicht in de processen,
CMIP6-project, vertonen een hogere gemiddelde klimaatgevoelig
die tot massaverlies van gletsjers en ijskappen leiden. Er bestaat
heid dan de vorige generatie mondiale klimaatmodellen (CMIP5)
wel grote onzekerheid over het instabiel worden van de ijskappen.
die zijn gebruikt voor het vijfde IPCC-rapport. In veel van de
Het IPCC stelt dat het kantelpunt voor zowel Groenland als
CMIP6-modellen kan de hogere gevoeligheid worden herleid naar
Antarctica rond de twee graden mondiale opwarming ligt.
de verandering in de modellering van bewolking – met name buiten
De onzekerheid hierover is groot, maar de gevolgen voor zeespie
de tropen – die nu beter overeenkomt met wolkenwaarnemingen
gelstijging zijn enorm als het kantelpunt wordt overschreden.
door satellieten. Een aantal modellen geeft een klimaatgevoeligheid
Zowel Arctisch als Antarctisch zee-ijs zal verder afnemen, net als
van meer dan 5°C. Deze waarden kunnen niet worden uitgesloten,
de sneeuwbedekking en het oppervlak aan permafrostgebieden.
maar de resultaten van een deel van deze modellen zijn minder
De verzuring van de oceanen zal toenemen door verdere
plausibel omdat ze de recente klimaatveranderingen niet goed
CO2-opname. Ook zullen de oceanen steeds meer warmte
kunnen simuleren.
opnemen, waardoor de oppervlaktetemperatuur van de oceanen en de zeespiegel verder blijft stijgen.
Mondiale klimaatprojecties
Regionale klimaatprojecties
De toekomstige mondiale temperatuurstijging is afhankelijk van het emissiescenario. Er zijn verschillende paden gedefinieerd
De temperatuurstijging bij een bepaalde toename van broeikas
voor de jaarlijkse wereldwijde CO2-uitstoot, de SSP's (Shared
gassen in de atmosfeer is niet overal op aarde gelijk, maar vertoont
Socioeconomic Pathways). Ten opzichte van pre-industrieel
een robuust geografische patroon in alle scenario’s. De opwarming
(het gemiddelde over 1850-1900) zijn de berekende temperatuur
gaat sneller boven land dan boven oceanen en in het Arctisch
toenamen voor 2081-2100 met de zeer waarschijnlijke band
gebied vindt de sterkste temperatuurstijging plaats.
breedte (90%) 1,8°C (1,3-2,4) voor SSP1-2.6 (consistent met de
Veranderingen in luchtstromingen geven veranderingen in
maximaal 2°C-doelstelling van het Klimaatakkoord van Parijs),
regionale neerslagpatronen en worden zeer waarschijnlijk gedreven
2,7°C (2,1-3,5) voor SSP2-4.5 en 4,4°C (3,3-5,7) voor SSP5-8.5
door de regionale verschillen in opwarming. Zomertemperaturen
(als de uitstoot van broeikasgassen wereldwijd niet beperkt wordt).
en extreme hitte op de gematigde breedten stijgen substantieel sneller dan de mondiale opwarming.
KNMI Klimaatsignaal’21
IPCC-inzichten
23
Figuur 3.1 Klimaatprojecties voor 2081-2100 ten opzichte van 1995-2014 voor twee scenario's, SSP1-2.6 (a en c) en SSP5-8.5 (b en d), voor temperatuurverandering in °C (a en b) en neerslagverandering in % (c en d). Arcering geeft aan dat minder dan 80% van de gebruikte klimaatmodellen overeenstemt.
a) Temperatuurverandering
b) Temperatuurverandering
c) Neerslagverandering
d) Neerslagverandering
De toekomstige regionale veranderingen in de gemiddelde en extreme temperaturen boven land zijn zeer waarschijnlijk evenredig met de mondiale opwarming, maar de evenredigheids-factor is van plaats tot plaats verschillend. Warmte-extremen zullen vaker voorkomen; koude extremen minder vaak. Extreme neerslag zal in de meeste gebieden boven land vaker voorkomen, maar daarnaast zullen we ook vaker met droogte te maken krijgen. Het IPCC-rapport maakt de regionale klimaatveranderingen inzich telijk in de zogeheten Atlas, waarin de wereld onderverdeeld is in regio's. Zo bestaat Europa uit vier regio’s: Noord-, Oost- en Centraal-Europa en het Middellandse Zeegebied figuur 3.1. Hieronder geven we de IPCC-inzichten weer voor Europa en het Caribisch gebied voor 2081-2100 voor een laag (SSP1-2.6) en het hoogste emissiescenario (SSP5-8.5).
Europa De waargenomen sterke opwarming in de winter in Noord-Europa en in de zomer in Zuid-Europa zet zeer waarschijnlijk door. In Noord-Europa neemt de jaargemiddelde neerslag toe, terwijl in Zuid-Europa de neerslag juist afneemt. Dit patroon geldt bij alle emissiescenario’s. Voor Noord- en Centraal-Europa – Nederland ligt op het grensvlak – is zowel de winter- als de zomergemiddelde neerslagverandering schaalbaar met de temperatuurtoename: circa 6% per graad in de winter en circa +1% tot -3% per graad in de zomer voor respectievelijk Noord-Europa en Centraal-Europa.
Figuur 3.1 Klimaatprojecties voor 2081-2100 ten opzichte van 1995-2014 voor twee scenario's, SSP1-2.6 (a en c) en SSP5-8.5 (b en d), voor temperatuurverandering in °C (a en b) en neerslagverandering in % (c en d). Arcering geeft aan dat minder dan 80% van de gebruikte klimaatmodellen overeenstemt.
Dit illustreert de onzekerheid in toekomstige zomerse neerslag veranderingen in Nederland (zie → hoofdstuk zeven). KNMI Klimaatsignaal’21
IPCC-inzichten
24
Figuur 3.2 Klimaatprojecties voor 2081-2100 ten opzichte van 1995-2014 voor twee scenario's, SSP1-2.6 (a en c) en SSP5-8.5 (b en d), voor temperatuurverandering in °C (a en b) en neerslagverandering in % (c en d). Arcering geeft aan dat minder dan 80% van de gebruikte klimaatmodellen overeenstemt.
a) Temperatuurverandering
b) Temperatuurverandering
c) Neerslagverandering
d) Neerslagverandering
De verschillen tussen de vorige generatie mondiale klimaatmodellen (CMIP5) en de huidige (CMIP6) met betrekking tot de verwachte temperatuur- en neerslagveranderingen, zijn klein: het contrast tussen de verdroging in het mediterrane gebied en vernatting in Noord-Scandinavië lijkt iets toe te nemen. Wat de effecten hiervan zijn op de klimaatscenario’s voor Nederland, moet worden ondergezocht met gedetailleerde regionale modellen. De uitkomsten zullen worden gepresenteerd in de KNMI’23klimaatscenario’s voor Nederland.
Caribisch gebied De temperatuur in het Caribisch gebied stijgt. Voor de BES-eilanden is de temperatuurstijging kleiner dan gemiddeld het geval is in de gehele Caribische regio. De jaarlijkse neerslag neemt waarschijnlijk af. Deze afname schaalt in het gehele Caribische gebied met de temperatuurtoename, circa -4% per graad. Ook voor het Caribisch gebied lijken de verschillen in temperatuur- en neerslagprojecties tussen CMIP5 en CMIP6, de huidige generatie klimaatmodellen, klein figuur 3.2. Tropische orkanen nemen in kracht toe met gemid deld meer neerslag.
Figuur 3.2 Klimaatprojecties voor 2081-2100 ten opzichte van 1995-2014 voor twee scenario's, SSP1-2.6 (a en c) en SSP5-8.5 (b en d), voor temperatuurverandering in °C (a en b) en neerslagverandering in % (c en d). Arcering geeft aan dat minder dan 80% van de gebruikte klimaatmodellen overeenstemt.
KNMI Klimaatsignaal’21
IPCC-inzichten
25
4
Zeespiegelstijging
In het zesde IPCC-rapport zijn de laatste inzichten over mondiale zeespiegelstijging op een rij gezet, zowel wat betreft waarnemingen als wat betreft projecties. In dit hoofdstuk wordt een samenvatting gegeven, aangevuld met een analyse van de zeespiegelstijging voor de Nederlandse kust. De zeespiegel is wereldgemiddeld van 1901 tot 2018 met ongeveer
De zeespiegel zal de komende honderden jaren onvermijdelijk blijven stijgen.
20 centimeter gestegen. Deze stijging gaat steeds sneller; tussen 2006 en 2018 met 3,7 mm per jaar. De wereldwijde versnelling van de afgelopen jaren zien we aan de Nederlandse kust nog niet. Voor kleine gebieden – zoals de Noordzee – is een langere periode nodig om veranderingen in de trend vast te stellen vanwege lokale effecten zoals fluctuaties in wind en in zeestromen.
De Noordzee in directe verbinding met de oceanen De zeespiegel zal als gevolg van klimaatverandering de komende honderden jaren onvermijdelijk blijven stijgen, maar de snelheid waarmee hangt af van de hoeveelheid broeikasgassen die de wereld blijft uitstoten. Als we de uitstoot sterk weten te verminderen (SSP1-2.6), zal de wereldgemiddelde zeespiegel stijging waarschijnlijk7 tussen 2150 en 2350 de 1 meter over‑ schrijden. Als de uitstoot onverminderd doorgaat (SSP5-8.5), zal dat waarschijnlijk al tussen 2090 en 2140 gebeuren. 7 Met waarschijnlijk wordt hier een bandbreedte van 67% bedoeld.
KNMI Klimaatsignaal’21
Zeespiegelstijging
26
Figuur 4.1 Zeespiegelstijging voor de Nederlandse kust (blauw gebaseerd op zes getijdestations) versus twee reconstructies van de wereld gemiddelde zeespiegelstijging. Zeespiegelmonitor → 4.1 Dangendorf 2019 → 4.2 Frederikse 2020 → 4.3
Ook al gaat de zeespiegelstijging de afgelopen jaren in Nederland niet uit de pas blijft lopen met het wereldgemiddelde. De Noordzee staat immers in directe verbinding met de oceanen. De zeespiegel zal ook in Nederland steeds sneller gaan stijgen. Als delen van de Antarctische IJskap instabiel worden, dan kan die versnelling na 2050 flink toenemen. De indicatieve getallen voor zeespiegelstijging aan de Nederlandse
Verandering in zeespiegel (in cm)
iets langzamer dan wereldwijd gemiddeld, zeker is dat Nederland
Figuur 4.1 Zeespiegelstijging voor Nederlandse kust versus twee reconstructies van de wereldge middelde zeespiegelstijging. De zeespiegel is wereldgemiddeld tussen 1901 en 2018 met ongeveer 20 cm geste gen, met een zeer waarschijnlijke band breedte van 15 tot 25 cm. Sinds eind jaren 60 is een duidelijke wereldwijde versnelling zichtbaar. Sinds 1901 was de totale zeespie gelstijging voor de Nederlandse kust onge veer gelijk aan de mondiale zeespiegelstij ging, namelijk ongeveer 22 cm.
kust zijn dan ook ten opzichte van de KNMI’14-klimaatscenario’s naar boven toe bijgesteld tabel 4.
Waargenomen trends mondiaal en in Nederland De zeespiegel is wereldgemiddeld tussen 1901 en 2018 met onge veer 20 cm gestegen, met een zeer waarschijnlijke8 bandbreedte van 15 tot 25 cm figuur 4.1. Met een gemiddelde stijgsnelheid van 1,7 mm/jaar is dit de snelste stijging over een periode van honderd jaar of meer in de laatste drieduizend jaar. Sinds eind jaren 60 is een duidelijke wereldwijde versnelling zichtbaar. De stijgsnel heid van ongeveer 2,3 (1,6–3,1) mm/jaar in de periode 1971 tot 2018 nam toe tot 3,7 (3,2–4,2)8 mm/jaar in de periode 2006 tot
Tabel 4 Indicatieve zeespiegelscenario's voor de Nederlandse kust Jaar
2050
2050
2100
2100
2100
Uitstoot-scenario SSP1-2.6
SSP2-4.5
SSP5-8.5
SSP1-2.6
SSP2-4.5
SSP5-8.5
Zeespiegelstijging 14-38 cm in cm
15-41 cm
16-47 cm
30-81 cm
39-94 cm
54-121 cm
Stijgsnelheid in mm/jaar
2050
2,8-8,7 mm/jaar 5,2-10,6 mm/jaar 5,8-12,1 mm/jaar 2,9-9,1 mm/jaar
4,4-10,5 mm/jaar 7,2-16,9 mm/jaar
2018. In de laatste 25 jaar zien we de stijgsnelheid iedere tien jaar
Indicatieve zeespiegelscenario's voor de Nederlandse kust onder verschillende emissiescenario's, rond 2050 (2046-2055) en rond 2100 (2096-2105), ten opzichte van 1995-2014, met zeer waarschijnlijke bandbreedte (90%). Hierbij is de bodemdaling inbegrepen. De definitieve KNMI’23-zeespiegelscenario’s kunnen hiervan afwijken, omdat voor KNMI’23 een bredere groep CMIP6-modellen beschikbaar zal zijn.
8 Met zeer waarschijnlijk wordt hier een bandbreedte van 90% bedoeld.
Erratum: Deze digitale tabel 4 verschilt in details met tabel 4 in de gedrukte versie. Deze digitale tabel is de geldende versie.
KNMI Klimaatsignaal’21
Zeespiegelstijging
27
met ongeveer 1 mm/jaar toenemen. De laatste paar jaar schom
is dat smeltwater van ijskappen niet gelijkmatig wordt verdeeld
melt de stijgsnelheid tussen de 4 en 5 mm/jaar.
over de oceanen: lokaal daalt de zeespiegel (minder zelf-gravitatie), terwijl die op grote afstand van de smeltende ijskap juist extra stijgt.
Sinds 1901 was de totale zeespiegelstijging voor de Nederlandse kust ongeveer gelijk aan de mondiale zeespiegelstijging, namelijk ongeveer 22 cm. Dit komt overeen met een stijgsnelheid van ruim
Zeespiegelprojecties voor Nederland
1,8 mm/jaar figuur 4.1. Hierbij is echter de bodemdaling inbegre pen. Volgens een recente schatting zou die ongeveer een kwart van
In de berekening van de zeespiegelstijging aan de Nederlandse kust
de gemeten zeespiegelstijging verklaren → 4.1. Een versnelling van
is met veel factoren rekening gehouden, waaronder het uitzetten
de zeespiegelstijging voor de Nederlandse kust is nog niet detecteer
van de oceanen door opwarming, zelf-gravitatie, de veranderingen
baar door de grote jaar-tot-jaar-variaties in de hoeveelheid stormen,
in zoutgehalte, en het massaverlies van gletsjers en ijskappen op
die een sterke invloed hebben op het zeeniveau. Dit geeft een stan
Groenland en Antarctica. Omdat het smelten van de Groenlandse
daardafwijking van de jaarlijks gemiddelde zeespiegel van 6 cm.
IJskap nauwelijks bijdraagt aan de zeespiegelstijging voor de Nederlandse kust, verwachten we dat de stijging hier iets zal achter blijven bij het wereldgemiddelde. In de scenario’s is een bodem
Regionale verschillen in zeespiegelstijging
daling aangenomen van 0,5 mm/jaar. Voor de zeespiegelstijging aan de Nederlandse kust geeft elk scenario zowel een onder- als een
De zeespiegel – en dus ook de zeespiegelstijging – kan om
bovenwaarde, overeenkomstig de zeer waarschijnlijke bandbreedte
verschillende redenen regionaal afwijken van wereldgemiddelde
van 90% figuur 4.2.
waarden. Door de draaiing van de aarde en ruimtelijke verschillen in zeewatertemperatuur en zoutgehalte, kunnen veranderingen in
Verschil tussen waarnemingen en scenario’s voor 2020
zeeniveau ontstaan die gekoppeld zijn aan zeestromingen.
De stijgsnelheid van de zeespiegel voor de Nederlands kust is in
Die verschillen variëren van jaar tot jaar, net zoals de luchtdruk
onze scenario’s 4,9 (2,3–7,6)9 mm/jaar in 2020. Dit is ruim 2 mm/
niet op iedere plek op aarde altijd gelijk is. Ook verandert het
jaar meer dan de waargenomen trend, over de periode sinds 1993
zwaartekrachtveld van de aarde enigszins door het smelten van
2,8 (1,2–4,2)9 mm/jaar (de trend sinds 1993 is wel hoger maar
gletsjers en ijskappen. Een grote ijsmassa zoals Groenland trekt de
niet significant verschillend van de 1,8 mm/jaar sinds 1901).
zeespiegel lokaal omhoog, het zelf-gravitatie effect. Gevolg hiervan Peter van Haastrecht
KNMI Klimaatsignaal’21
9 Met zeer waarschijnlijk wordt hier een bandbreedte van 90% bedoeld.
Zeespiegelstijging
28
Het verschil tussen waarneming en projectie voor 2020 is goed te verklaren door verschillen in weer, oceaanstromingen, regionale
Nieuwe inzichten in mondiale zeespiegelscenario’s
opwarming en zoutgehalte van de oceaan.
Op Groenland zou het smelten aan het oppervlak nog meer kunnen versnellen als in de zomer de straalstroom boven de Atlantische Oceaan
Het krimpen van de Groenlandse en Antarctische
sterker gaat meanderen, zodat ’s zomers vaker
Het opstuwen van water voor de Nederlandse kust door stormen is
IJskappen versnelt op dit moment. Vergeleken met
hogedrukgebieden ontstaan die voor extreme
de afgelopen dertig jaar afgenomen ten opzichte van de jaren daar
de periode 1992-2001 was het massaverlies van de
temperaturen en extra veel zonnestraling op
voor. Hierdoor is de zeespiegelstijging voor de Nederlandse kust de
Groenlandse ijskap tussen 2009 en 2018 zeven keer
Groenland zorgen. De laatste jaren gebeurt dit
laatste 30 jaar getemperd. De projecties voor zeespiegelstijging
zo groot en van de Antarctische IJskap meer dan
steeds vaker – het meest opvallend in 2019 – maar
nemen dit effect niet mee, omdat klimaatmodellen geen
vier keer zo groot. Sinds 2018 zijn beide ijskappen
het is nog onduidelijk of dit een gevolg is van de
systematische verandering in winden boven de Noordzee laten
verder gesmolten en het massaverlies zal zich deze
mondiale opwarming of van een tijdelijke
zien. Daardoor komen de projecties die in 2005 zijn gestart voor
eeuw voortzetten, zelfs bij het scenario waarbij de
klimaatfluctuatie. Na het verdwijnen van de
de periode tot 2020 op een hogere zeespiegelstijging uit dan de
uitstoot van broeikasgassen sterk wordt vermin
drijvende ijsplaten rond Antarctica zouden ijskliffen
waarnemingen.
derd en na 2050 nul is. Het verdwijnen van ijs op
kunnen ontstaan die onder hun eigen gewicht
Groenland zal steeds meer gedomineerd worden
instorten. Hierdoor zou de afkalving van Antarctica
Bovendien is het noordoostelijk deel van de Atlantische Oceaan
door smelten aan het oppervlak, terwijl bij
extreem kunnen versnellen, maar deze theorie is
in de afgelopen tien tot twintig jaar minder opgewarmd dan het
Antarctica afkalving en smelten van onderaf door
nog omstreden. Als de theorie klopt, zouden we dit
mondiaal gemiddelde, en zouter geworden. Zowel achterblijvende
contact met relatief warm oceaanwater het belang
fenomeen over twintig tot dertig jaar als eerste
lokale opwarming als veranderingen in het zoutgehalte resulteren
rijkst zijn. Bij een wereldgemiddelde opwarming
kunnen waarnemen bij de zich op dit moment snel
momenteel in een negatieve bijdrage aan de zeespiegelstijging
van tussen de 2 en 3°C ten opzichte van pre-indu
terugtrekkende Thwaites Gletsjer die uitmondt in
vergeleken met de afgelopen veertig jaar.
strieel wordt de toekomst van Antarctica erg
de Amundsen Zee figuur 4.3.
onzeker, door mogelijk grote veranderingen in Bovengenoemde natuurlijke fluctuaties verklaren waarom de waar
ijsstromen en het instabiel raken van delen van de
genomen stijgsnelheid voor de Nederlandse kust een stuk kleiner
Antarctische IJskap (SSPS5-8.5 H++) figuur 4.4.
is dan de geprojecteerde stijgsnelheid voor dezelfde periode.
De drijvende ijsplaten die het landijs van Antarctica
In projecties voor de toekomst worden dit soort fluctuaties niet
omringen, kunnen dan deze eeuw al in stukken
meegenomen, omdat ze alleen een uitspraak doen over de trend en
breken, waarna het landijs veel sneller begint af te
de fluctuaties op de lange termijn uitmiddelen.
kalven.
KNMI Klimaatsignaal’21
Zeespiegelstijging
29
Verandering in zeespiegel (in cm)