Onderwatervulkaan slingerde in 2022 150 miljoen ton waterdamp de atmosfeer in

NASA constateert opwarmingseffect, IPCC negeert het

31 juli 2023 - Ferdinand Meeus

Dagelijks wordt ons verteld dat CO2 een problematisch broeikasgas is, verantwoordelijk voor de opwarming van de aarde. Waterdamp is echter een vele malen sterker broeikasgas, ook al lijkt het IPCC dat te negeren. In januari 2022 barstte de onderwatervulkaan Hunga Tonga in de Stille Zuidzee uit en slingerde 150 miljoen ton waterdamp de atmosfeer in. De NASA waarschuwde vervolgens voor tijdelijke opwarming. Zou dat nu het geval zijn? Er zijn nog heel wat klimaatpuzzels op te lossen, schrijft Ferdinand Meeus.

Temidden van alle klimaathysterie zou men wel eens kunnen vergeten dat de aarde over immense oerkrachten beschikt. Zo bericht de NASA over een enorme uitbarsting in januari 2022 van de onderwatervulkaan Hunga Tonga in de Stille Zuidzee. De boodschap: de immense hoeveelheid waterdamp die door de vulkaan in de atmosfeer werd geslingerd, zou kunnen leiden tot tijdelijke opwarming van het aardoppervlak.

 

Hiroshima-atoombommen

De spectaculaire eruptie van Hunga Tonga had een kracht van meerdere Hiroshima-atoombommen. “We hebben nog nooit zoiets gezien”, zegt Luis Millán, een atmosferische wetenschapper bij NASA’s Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology in Pasadena. Tot in Nederland werden er luchtdrukverschillen gemeten door de kracht van de schokgolven. Gelukkig was tijdens de uitbarsting de NASA-satelliet Aura in de buurt. Voorzien van een uiterst gevoelige Microwave Limb Sounder sensor die tot vijftien verschillende sporen gas kan detecteren die belangrijk zijn voor de beïnvloeding van atmosferische klimaatprocessen.

 

150 miljoen ton waterdamp

In een studie, gepubliceerd in Geophysical Research Letters, schatten Millán en zijn collega’s dat de Tonga-uitbarsting ongeveer 150 miljoen ton (!) waterdamp de atmosfeer inslingerde, tot op 53 km hoogte. Dat is een verhoging van wel 10% van de normaal aanwezige hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer. Overeenkomend met bijna vier keer de hoeveelheid waterdamp die vrijkwam bij de uitbarsting van de Pinatubo in 1991 in de Filipijnen.

De grote hoeveelheid waterdamp die door de Tonga-vulkaan werd uitgestoten kan volgens de wetenschappers van NASA enkele jaren in de stratosfeer blijven en daardoor de atmosferische processen beïnvloeden. Met als gevolg chemische reacties die de aantasting van de ozonlaag tijdelijk kunnen verergeren en een effect hebben op wolkenvorming. De extra waterdamp kan ook direct de oppervlaktetemperatuur beïnvloeden, aangezien waterdamp een heel sterk broeikasgas is, en wel veel sterker dan CO2.

 

Belangrijkste broeikasgas

Ook volgens het KNMI is waterdamp het belangrijkste broeikasgas. Op de KNMI Kennis&Uitleg-pagina kunnen we lezen dat “bijna 2/3 van het natuurlijke broeikaseffect komt door de aanwezigheid van waterdamp in onze atmosfeer.” En verder: “zonder broeikasgassen en met gelijke andere factoren (zoals de weerkaatsing van zonlicht) zou het gemiddeld op aarde 33 graden kouder zijn. Andere belangrijke broeikasgassen zijn koolstofdioxide en methaan.” Tot zover het KNMI.

De meeste vulkaanuitbarstingen hebben een tijdelijk afkoelend effect, omdat de uitgestoten gassen kleine deeltjes bevatten (aerosolen) die het inkomende zonlicht weerkaatsen. De eruptie van de Hunga Tonga was echter totaal anders vanwege de enorme hoeveelheid uitgestoten waterdamp.

Over waterdamp als broeikasgas horen we heel weinig in de reguliere media, die zich meestal eenzijdig focussen op de menselijke uitstoot van koolstofdioxide. Boze tongen beweren dat je moeilijk een klimaatangst-hysterie kunt verkopen met “waterdamp” en je ook moeilijk een “waterdamp-taks” kunt invoeren. Maar dat zijn boze tongen.

 

Warme deken

Het belang van waterdamp als broeikasgas is heel goed merkbaar in woestijnen. Daar is bijna geen waterdamp aanwezig in de lucht. Daarom zal het daar ’s avonds snel afkoelen, omdat de aarde de opwarming tijdens de dag via infraroodstraling ’s nachts kan afvoeren richting heelal.  In een vochtig tropisch klimaat zal de aanwezige waterdamp in de lucht deze infraroodstraling als een deken vasthouden. Het CO2-gehalte in woestijnen en tropen is gelijk. Het verschil van soms wel 30-40°C tussen dag en nacht in woestijnen komt uitsluitend door het ontbreken van het broeikaseffect van waterdamp. Ook bij ons is het broeikaseffect van waterdamp (wolken) goed merkbaar. Een nacht met bewolking is steeds warmer dan een nacht zonder wolken. De door de aarde uitgezonden infraroodstraling wordt door de waterdamp, aanwezig in de wolken, geabsorbeerd en vastgehouden en geeft dan “een warme deken”.

 

Energiebudget

Het IPCC werkt met het concept van radiative forcing (RF) om het klimaat op aarde te beschrijven. De aarde als geheel is voor het IPCC een complex energiesysteem met inkomende energie (hoofdzakelijk van de zon) en uitgaande energie (infraroodstraling van de aarde). Deze twee tegengestelde energiestromen worden dan beïnvloed door wisselwerkingen met wolken, land en zee. Zoals weergegeven in onderstaande simpele illustratie van het energiebudget van de aarde. De energiestromen in de illustratie worden uitgedrukt in Watt/m2.

Kort door de bocht en heel eenvoudig samengevat kan men het IPCC-paradigma als volgt samenvatten: als het energiebudget van het systeem aarde in evenwicht is, dan is de globale gemiddelde temperatuur ook in evenwicht.

 

Verstoring

Voor veranderingen (verstoringen) in het energie-evenwicht van de aarde gebruikt het IPCC het concept RF als de netto verandering in de energiebalans van het aardsysteem als gevolg van een opgelegde verstoring. RF wordt ook uitgedrukt in energie-eenheid Watt per vierkante meter gemiddeld over een bepaalde periode, met als begin de “pre-industriële tijdsperiode. Om u een idee te geven is – volgens het IPCC – de huidige “verstoring” van het aardse energie-evenwicht door broeikasgassen netto ongeveer 2,72 Watt/m2. Vergeleken met de inkomende zonne-energie van 340 Watt/m2 is deze “verstoring” dus ongeveer 0,8%.

Voor het berekenen van deze netto verstoring van 2,72 Watt/m2 houdt het IPCC rekening met verschillende componenten. In het laatste IPCC-rapport AR 6 (Werkgroep 1 The Physical Science, Technical Summary) vinden we op pag. 92 het volgende overzicht waar waterdamp (hoewel het belangrijkste broeikasgas!) niet wordt vermeld.

Klimaatwetenschappers als prof. Happer (Princeton), prof. Lindzen (MIT) en prof. Koonin (NY) vinden dit theoretisch berekende broeikaseffect van 0,8% veel te klein als verklaring voor mogelijke klimaatverandering door het broeikaseffect van CO2.

 

Modellen negeren waterdamp

Waar blijft waterdamp in de IPCC-rapporten? Opvallend genoeg wordt waterdamp niet door het IPCC meegenomen als een radiative forcing in de klimaatmodellen. Wél alle andere bekende broeikasgassen en wisselwerkingen met aerosolen. Waarom het IPCC waterdamp niet meeneemt als radiative forcing – terwijl dat bij CO2 wel gebeurt – is eigenlijk het resultaat van een cirkelredenering. De IPCC-consensus is dat hoofdzakelijk één molecuul – namelijk CO2 – de regelknop voor het klimaat is. Vandaar dat alle klimaatmodellen zijn geprogrammeerd om uitkomsten te genereren op basis van verschillende CO2-niveaus.

De effecten van waterdamp (en van wolken) worden door de verschillende klimaatmodellen op verschillende manieren via parametrisatie meegenomen in hun complexe berekeningen. Dat is de reden waarom de verschillende klimaatmodellen zeer uiteenlopende uitkomsten geven. Ook de laatste zesde generatie CIMP6-klimaatmodellen (in theorie dus de meest geavanceerde en de beste) gaven dusdanig grote verschillen in temperatuurvoorspelling bij verdubbeling van CO2, dat zelfs het IPCC heeft geadviseerd om de “heetste” modellen maar niet te gebruiken.

De oorzaak van deze grote verschillen is hoe de feedback van waterdamp en wolken wordt meegenomen in de berekeningen. Het is letterlijk nattevingerwerk.

 

Versterkingsmechanisme

In de klimaatmodellen van het IPCC wordt het effect van het belangrijkste broeikasgas waterdamp als een feedback of versterkingsmechanisme meegenomen in de temperatuurberekeningen. Het IPCC bevestigt wel dat waterdamp de grootste feedback geeft en dat het effect van de wolken de grootste onzekerheid is in de berekeningen van de klimaatmodellen. We lezen in het meest recente IPCC-rapport AR6 op pag. 95: The combined water vapour and lapse rate feedback makes the largest single contribution to global warming, whereas the cloud feedback remains the largest contribution to overall uncertainty.

 

Klimaat als onopgeloste puzzel

Prof. Bjorn Stevens is directeur van het Max Planck Instituut voor Meteorologie in Hamburg en een erkende wereldwijde expert op het gebied van wolken en klimaatmodellen. Hij bevestigt dat we nog steeds niet weten hoe wolken ons klimaat beïnvloeden. In het vaktijdschrift Nature of Geoscience schrijft hij, samen met elf andere top-klimaatwetenschappers uit USA, Frankrijk, UK , Japan en Australië: “de fundamentele puzzels van de klimaatwetenschap blijven onopgelost vanwege ons beperkte begrip van hoe wolken, circulatie en klimaat op elkaar inwerken. Een voorbeeld is ons onvermogen om robuuste beoordelingen te geven van toekomstige wereldwijde en regionale klimaatveranderingen.

Vanwege de vele nog niet opgeloste puzzels van de klimaatwetenschap en gezien het feit dat waterdamp het belangrijkste broeikaseffect veroorzaakt, kunnen we niet uitsluiten dat we sinds 15 januari 2022 genieten van Hunga-Tonga-weer.