Kantelpunten klimaat: Wat wordt ermee bedoeld en waar komen ze voor?

Elk jaar belast de mensheid de planeet zo erg dat ze dit niet meer kan compenseren. Volgens berekeningen van wetenschappers zijn er bijvoorbeeld in het regenwoud al gebieden die meer koolstof produceren dan ze opnemen. Daarom is de “groene long van de aarde” een van de elementen die een grote rol spelen met betrekking tot de kantelpunten ofwel tipping points van het klimaat. Want volgens onderzoekers zijn deze punten onomkeerbaar als ze zich eenmaal voordoen. En het regenwoud komt steeds dichter bij dit punt. Je kunt hier meer over lezen in een artikel van Scientas over de rol van het Amazonewoud in Brazilië.

Kantelpunten klimaat eenvoudig uitgelegd

Een tijd lang werd aangenomen dat klimaatverandering zich lineair zou ontwikkelen. Het idee was dat de aarde in de loop van de tijd steeds meer zou opwarmen totdat het uiteindelijk een bepaalde drempel zou overschrijden, gevolgd door enorme gevolgen. Tegenwoordig zijn veel wetenschappers voorstander van een andere theorie, namelijk die van de kantelpunten. Deze worden berekend met behulp van verschillende modellen. Je moet echter altijd in gedachten houden: Dit is geen toekomstvoorspelling die voor honderd procent betrouwbaar is, maar een risicoanalyse met als doel voorzorgsmaatregelen te nemen.

Het Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) speelt een prominente rol in het debat over kantelelementen. Het instituut definieert deze als “belangrijke, grootschalige componenten van het aardsysteem met een drempelwaarde”. Met andere woorden, deze elementen zijn aanvankelijk stabiel bij toenemende opwarming van de aarde, maar “kantelen” boven een bepaalde drempelwaarde naar een nieuwe toestand. De momenten waarop dit gebeurt, worden kantelpunten genoemd. Zodra deze worden geactiveerd, vrezen de onderzoekers onomkeerbare processen in het hele ecosysteem, d.w.z. een soort kettingreactie, zodat de gevolgen van één kantelelement invloed hebben op andere kantelelementen.

Als je in je tuin een vijver hebt, heb je het proces van kantelen misschien al eens op kleine schaal meegemaakt. Op warme dagen raakt het zuurstof- en voedingsstoffengehalte van de vijver uit balans. Dit kan leiden tot overmatige algenproductie, de afbraak ervan en daaropvolgende vissterfte op grote schaal. Als de vijver echter goed in de gaten wordt gehouden en er op tijd wordt ingegrepen, kan erger worden voorkomen. En dat is precies het doel van de theorie van kantelpunten in het klimaatsysteem.

Welke kantelpunten en kantelelementen bestaan er in het klimaat?

De wetenschap kijkt hier op grote schaal naar de volgende elementen:

• ijs- en permafrostsystemen
• stromingssystemen
• ecosystemen.

Zoals de PIK-grafiek laat zien, zijn er verschillende kantelpunten voor de afzonderlijke elementen.

De grafiek laat ook zien waarom de beroemde 1,5-gradendoelstelling van het milieubeleid een belangrijke rol speelt. Want als de aarde meer dan dit cijfer opwarmt, vrezen wetenschappers nu al de eerste omslagpunten van verschillende elementen. Hieronder kun je lezen welke gevolgen het kantelen van de elementen zou kunnen hebben. Houd er wel rekening mee dat dit vereenvoudigde weergaven zijn van complexe wetenschappelijke modellen en berekeningen.

Kantelelement: IJs en permafrost

Permafrost, Arctisch zee-ijs, Groenlandse ijskap, berggletsjers, de westelijke en oostelijke Arctische ijskap: PIK groepeert ze allemaal onder “IJs en Permafrost”. De belangrijkste kwestie hier is dat de toenemende opwarming van de aarde leidt tot het smelten van ijskappen, ijsmassa’s en gletsjers. Volgens berekeningen zou alleen al een opwarming met twee graden de Noordelijke IJszee elke tiende zomer ijsvrij kunnen maken. “Elke tiende zomer? Dat gaat nog wel!”, zou je kunnen denken. Maar het is toch problematisch. Als de lichtgekleurde ijslaag smelt, komt er een donkere bodem onder tevoorschijn. Dit absorbeert op zijn beurt meer zonnewarmte en bevordert het smelten van het resterende ijs.

Het vermoeden bestaat dat dergelijke processen grote gevolgen zullen hebben: De PIK-onderzoekers gaan ervan uit dat het volledige zee-ijs van de West-Antarctische ijskap de komende eeuwen in de oceaan zal stromen, waardoor de zeespiegel wereldwijd met drie meter zal stijgen.

Maar de stijgende zeespiegel is niet het enige dreigende gevaar als het ijs en de permafrost ontdooien: Bij een opwarming van twee graden houden deskundigen rekening met de volledige verdwijning van koraalriffen. Het gesmolten ijs komt namelijk in de oceanen terecht en verandert de watertemperatuur. Koralen reageren echter heel gevoelig op dergelijke gebeurtenissen, wat ertoe kan leiden dat ze afsterven. Dit zorgt er weer voor dat veel vissoorten hun habitat verliezen en dus ook bedreigd worden. Door het ontdooien van verschillende bodemlagen kunnen ook tot nu toe onbekende virussen vrijkomen die eeuwenlang in het ijs waren opgesloten. Dit verhoogt het risico op nieuwe pandemieën.

Kantelelement: Stromingssystemen

Lucht- en oceaanstromingen zijn het hele jaar door en per seizoen merkbaar. Deze hebben zich in de loop van de geschiedenis keer op keer veranderd. Wetenschappers van het PIK houden echter rekening met plotselinge omwentelingen en verschuivingen van de stromingen, die verschillende gevolgen kunnen hebben.

Tot nu toe hebben de mensen in Noordwest-Europa het milde klimaat deels te danken aan de Golfstroom. Deze maakt deel uit van de Atlantische circulatie, die niet alleen warm en koud water in beweging brengt, maar ook het zoutgehalte in evenwicht houdt. Als er steeds meer zoet water in deze circulatie wordt gebracht door smeltend ijs in het noorden, komt deze motor in gevaar: De oceaanstromingen worden zwakker of stoppen volledig. Naarmate de opwarming van de aarde toeneemt, wordt dit ook voor de circulatie in de Labradorzee en de Irmingerzee gevreesd.

Als de huidige systemen kantelen vreest de PIK de volgende uitwerkingen:

• opwarming van het zuidelijk halfrond
• een verschuiving van de subtropische convergentiezone naar het zuiden
• een verzwakking van de moesson in Afrika en Azië
• een versterking op het zuidelijk halfrond

Kantelelement: Ecosystemen

Deze categorie omvat het levende deel van het aardsysteem, bijvoorbeeld Scandinavische naaldbossen, koraalriffen op lage breedtegraden en natuurlijk het Amazoneregenwoud. Wanneer deze ecosystemen afsterven, komt er meestal extra koolstof vrij.

Dit is al zichtbaar bij het regenwoud. Dat heeft te lijden onder droogte, branden en ontbossing door de mens. Dit leidt zowel tot het verlies van bomen als tot effecten op het regionale weer. Als water schaars is, verdampen de bomen in het regenwoud minder water via hun bladeren. Omgekeerd daalt de luchtvochtigheid en regent het minder vaak. Droge grond heeft een negatieve invloed op de veerkracht van het ecosysteem, zodat het regenwoud wordt verdrongen door struikgewas en grasland.

Volgens een artikel van het WWF stoot het regenwoud in het oosten al meer koolstof uit dan het absorbeert. En dat is een probleem, want normaal gesproken is het verantwoordelijk voor een kwart van de wereldwijde koolstofuitwisseling tussen bio- en atmosfeer. Toch is koolstof in de atmosfeer een van de belangrijkste factoren die bijdragen aan de opwarming van de aarde en die milieubewuste mensen willen terugdringen. Daarom speelt bebossing zo’n belangrijke rol in de wereldwijde strijd tegen klimaatverandering.

Zijn er ook positieve kantelpunten voor het klimaat?

In het artikel van Jelmer Mommers voor de Correspondent worden naast drie zorgwekkende ontwikkeligen ook drie hoopvolle ontwikkelingen besproken.

De stand van het klimaatonderzoek

De zogenaamde Earth Commission is een commissie die is opgericht door o.a. PIK-directeur Johan Rockström. Deze groep bestaat uit verschillende wetenschappers uit verschillende landen. In een onlangs gepubliceerd onderzoek hebben zij aangetoond dat de draagkracht van de aarde inmiddels op zoveel plaatsen is overschreden, dat een rechtvaardig leven voor alle mensen nu en in de toekomst niet meer mogelijk is. Want zodra de kantelpunten van het klimaat zijn overschreden, hebben vooral armere landen nog meer te lijden onder de gevolgen van klimaatverandering.

Over het principe van de planetaire grenzen, d.w.z. de kantelpunten van het klimaat, spraken Rockström en zijn team al enkele jaren geleden. Andere wetenschappers benadrukten het belang van de onlangs gepubliceerde studie. Toegegeven, er is ook kritiek van collega’s. Deze heeft echter vaak geen betrekking op het bestaan van de kantelpunten zelf, maar op de berekeningsmethode.

Hoe kunnen we de klimaatverandering stoppen?

Als een kantelpunt eenmaal is bereikt, is het volgens de PIK-onderzoekers niet meer mogelijk om de tendens om te buigen. Des te belangrijker is het om dit te voorkomen. Iedereen kan zijn steentjes bijdragen door zich te richten op een milieuvriendelijke en duurzame manier van leven. Dit omvat bijvoorbeeld CO2-neutraal reizen waarbij vliegreizen worden vermeden, een vleesarm of vegetarisch dieet en een bewust omgaan met hulpbronnen.

Maar milieulobbyisten moeten zich ook van iets anders bewust zijn: De meest effectieve instrumenten op het gebied van klimaatverandering kunnen in de eerste plaats door politici in gang worden gezet. Maar „Ik kan toch niets doen“ geldt niet als excuus. Sociale en politieke betrokkenheid bij het milieu kan op zowel kleine als grootschalige vlakken bijdragen aan het afremmen van de kantelpunten. Ga naar klimaatdemonstraties, meld je aan als vrijwilliger voor herbebossingscampagnes of begin tuinprojecten. En als je zelf niet de mogelijkheid hebt om dat te doen, doe dan een donatie om degenen te steunen die actief betrokken zijn bij natuurbehoud en milieubescherming.

Kantelpunten klimaat: Linktips

Voor degenen die zich verder in het onderwerp willen verdiepen, zijn de volgende twee links een aanrader. Hier kun je meer lezen over de huidige stand van het onderzoek naar de gevolgen van klimaatverandering:

• Hier vind je een beschrijving in het Engels van de huidige stand van het onderzoek van het Potsdam Institute for Climate Impact Research op het gebied van Tipping elements.
• Een wetenschappelijk onderzoek door Johan Rockström en anderen werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift nature in het Engels.