Is het vroegere klimaat nog een betrouwbare gids voor de toekomst?

Eerst zette de orkaan Harvey Houston onder water, enkele weken later zaaide Irma dood en vernieling op de Cariben, Cuba en Florida. Het traditionele orkaanseizoen in de streek lijkt ieder jaar erger te worden. Voer voor de klimaatwetenschappers die zeggen dat onze wereld aan het veranderen is.

De gemiddelde temperatuur op aarde is tussen de 0,6 en 0,7 graden Celsius hoger dan in 1979. Warmere lucht houdt meer waterdamp vast. De Clausius-Clapeyronvergelijking stelt dat voor elke graad Celsius dat de atmosfeer opwarmt, ze 7 procent meer vocht vasthoudt. In 1989 stelden twee Japanse onderzoekers een computermodel op voor dat fenomeen. Ze concludeerden dat de nattere lucht zou leiden tot meer zware regenval en niet tot een onophoudelijke motregen. Het is dus geen verrassing dat verzekeraars een stijging zien in het aantal watergerelateerde rampen.

In 2015 vergeleken onderzoekers van het Duitse Potsdam Institute for Climate Impact Research computermodellen van de atmosfeer van vroeger en nu. Ze ontdekten dat de aarde tussen 1980 en 2010 12 procent meer recordbrekende stortbuien heeft gekend dan als het klimaat niet zou zijn veranderd. In datzelfde jaar concludeerden Reto Knutti en Erich Fischer van de Zwitserse universiteit ETH Zürich dat de kans op nieuwe eendaagse regenrecords 18 procent groter was geworden. Dat zou oplopen tot 40 percent bij een opwarming van 2 graden Celsius, de op de klimaatconferentie van Parijs in 2015 afgesproken limiet voor globale opwarming.

Ondanks die algemene verbanden waren klimaatwetenschappers meestal voorzichtig met het wijten van afzonderlijke gebeurtenissen aan de klimaatverandering door de uitstoot van broeikasgassen. Zware stormen zijn bijvoorbeeld het gevolg van een complexe combinatie van factoren. De orkaan Harvey was zo ongewoon en zo verwoestend omdat hij heel snel was verhevigd in de 24 uren voor hij Texas trof. Dat gebeurde dankzij een bijzonder warme waterkolk in de Golf van Mexico. De storm kwam ook nog eens tot stilstand doordat twee hogedruksystemen hem als een soort bankschroef vastklemden.

Maar het feit dat elke zware storm zo verschillend is, betekent niet dat er geen algemene uitspraken kunnen worden gedaan over de kans dat iets een storm zwaar maakt. Door klimaatmodellen steeds opnieuw onder andere omstandigheden te laten draaien is het mogelijk een idee te krijgen van hoeveel groter de kans op een bepaalde gebeurtenis is in vergelijking met vroeger. “Als de klimaatverandering de kans op een gebeurtenis verdubbelt, heb je toch het idee dat de helft van de schuld bij de mens ligt”, stelt Myles Allen van de universiteit van Oxford.

Sinds 2012 publiceert de American Meteorological Society een jaarlijks rapport met de titel Explaining Extreme Events from a Climate Perspective. Soms wordt geen verband gevonden tussen meteorologische anomalieën en de door de mens veroorzaakte klimaatopwarming. Dat gold voor de Britse winterstormen begin 2014 en de watertekorten in Zuidoost-Brazilië later dat jaar. In andere gevallen, zoals de droogte in Kenia in 2012, de Japanse hittegolf in 2013 en de stortregens in Zuidwest-China twee jaar later, zijn er aanwijzingen dat de mens de zaken erger heeft gemaakt.

Wat is gebeurd, kan gebeuren

Dat is allemaal van belang omdat de modellen waarop ingenieurs zich baseren om wegen, gebouwen, bruggen, dammen en rivierdijken weerbestendig te maken, meestal veronderstellen dat uit het klimaat van het recente verleden het klimaat van de nabije toekomst is af te leiden. Daardoor komen ze voor twee verrassingen te staan: dat het klimaat van morgen anders kan zijn en dat het klimaat van eergisteren misschien wisselvalliger was dan hun gegevens doen vermoeden. De kans op rampen buiten de geregistreerde gebieden wordt bepaald door extrapolaties. Die lijken nu soms wat te voorzichtig te zijn geweest.

Victor Baker is paleohydroloog aan de universiteit van Arizona. Hij is bekend voor zijn werk over de catastrofale stortregens die de planeet Mars lang geleden hebben getroffen. De littekens van de grootste gebeurtenissen uit het verleden verschaffen ons referentiepunten voor wat opnieuw kan gebeuren. Baker stelt het zo: “Wat is gebeurd, kan gebeuren.” In 2013 analyseerden hij en zijn collega’s 44 voorhistorische overstromingen aan de bovenloop van de Colorado. Ze berekenden de intensiteit van de overstroming op basis van de hoeveelheid afzetting, en het tijdstip op basis van een techniek die onthult wanneer het kwarts in dat bezinksel voor het laatst aan daglicht is blootgesteld. Uit hun analyse bleek dat de overstromingen dubbel zo hevig waren als schattingen op basis van moderne gegevens alleen lieten zien. Wat vroeger beschouwd werd als een overstroming die maar een keer in duizend jaar voorkwam, bleek meermaals per eeuw voor te komen.

Respect voor het verleden

Chinese hydrologen konden in de twintigste eeuw geen modern regenmeetsysteem opzetten omdat invallen, burgeroorlogen en de Culturele Revolutie dat verhinderden. Ze hebben zich lang moeten baseren op oude gegevens uit geologische en menselijke bronnen om ontwerpers van dammen en kanalen te informeren. In de jaren negentig heeft het Amerikaanse Bureau of Reclamation soortgelijke technieken ontwikkeld om de potentiële risico’s op uitzonderlijk hevige overstromingen voor grote dammen te bestuderen. Toch waren de meeste westerse hydrologen sceptisch over die methode, omdat ze twijfelden aan de betrouwbaarheid van de geologische gegevens. Maar de interesse ervoor is toegenomen. Deze maand zal Baker de thematoespraak houden op een samenkomst van geologen in Londen en een maand later op de jaarlijkse bijeenkomst van de Geological Society of America.

Meer respect voor het verleden zal helpen bij het opstellen van risicomodellen. Ook een betere statistiek kan helpen. Nieuwe ontwikkelingen in de zogenoemde extremewaardenanalyse hebben statistici geholpen de projecties van de uiterste waarden in hun gegevens te verbeteren. En modelbouwers kunnen de reële wereld aanvullen met duizenden door computers gesimuleerde scenario’s.

Die virtuele weersomstandigheden zijn ook handig voor de raming van risico’s. Lea Müller is een natuurrampenexpert bij de herverzekeringsmaatschappij Swiss Re. Ze herinnert zich hoe een stormsimulatie voor het noorden van de Atlantische Oceaan het pad had uitgetekend dat de orkaan Sandy zou volgen die in 2012 New York teisterde. Het was te laat voor de stad om bijvoorbeeld nog strengere bouweisen op te leggen, maar het toont aan dat nauwkeurig onderzoek van gesimuleerde omstandigheden mensen kan wijzen op mogelijke gevaren.

Multidisciplinaire aanpak

In 2015 vroeg de Amerikaanse Federal Highway Administration aan de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in te schatten hoe hard de veronderstelling van een ongewijzigd klimaat zijn Atlas 14, waarin schattingen over overstromingsrisico’s zijn verzameld, zou beïnvloeden. Volgens de expert van de NOAA Sanja Perica is het de bedoeling te zien of ze recentere gegevens zwaarder konden laten wegen omdat ze beter aantonen hoe een warmere toekomst er kan uitzien. “Het project eindigde met meer vragen dan antwoorden”, geeft hij toe. Maar zijn team gaat dapper door.

De toekomstige risico-inschatting voor overstromingen zal een multidisciplinaire aanpak vergen. “Statistiek, simulaties en afzettingsonderzoek zullen allemaal een rol spelen”, zegt Peter Thorne van de Maynooth-universiteit in Ierland. Het goede nieuws is dat de wetenschappers doen wat nodig is. Helaas zien de ingenieurs en hun politieke opdrachtgevers nog niet direct de voordelen die de nieuwe inzichten kunnen bieden. Ze blijven zich vastklampen aan “oude, slechte of totaal afwezige gegevens”, klaagt Peter Thorne.

Misschien geven ze de voorkeur aan wat ze kennen en begrijpen, schimpt Knutti. De Zwitserse bouwvoorschriften zijn al veertig jaar onveranderd gebleven. De herziening van de Atlas 14 zal misschien een politieke beslissing vereisen. Maar gezien de lamentabele houding van de regering is steun allesbehalve zeker. Daar veranderen Harvey of Irma niets aan. Wat zeker lijkt, is dat Houston, Bombay en heel veel andere steden nog voor het einde van de eeuw meer overstromingen kunnen verwachten.

© The Economist