Geen warmere maar koudere winters, dat is wat er voor Nederland in het verschiet ligt als de AMOC sterk verzwakt of zelfs helemaal stilvalt. Wetenschappers van het KNMI voorspellen wintertemperaturen die zomaar 15 graden lager kunnen liggen.
De AMOC, voluit Atlantic Meridional Overturning Circulation, is een Atlantische oceaanstroming waar ook de Golfstroom deel van uitmaakt. Door de opwarming van de aarde dreigt dit hele systeem van slag te raken. Dat zit zo: meer neerslag en een smeltende Groenlandse ijskap zorgen ervoor dat er meer licht zoetwater in de Noord-Atlantische Oceaan stroomt. Daardoor zakt er dus minder zwaar zout water naar de diepzee bij Groenland. Dit water vormde altijd de drijvende kracht achter de AMOC. Logischerwijs zwakt de oceaanstroming dus af bij gebrek aan dit zoute water.
Zee-ijs breidt uit
In een nieuwe studie van de Universiteit Utrecht en het KNMI zijn verschillende scenario’s doorgerekend om te achterhalen wat dit betekent voor de temperaturen in Europa. Bij een hoog emissiescenario, waarbij de aarde met 4,7 graden opwarmt tegen 2100, krijgt de AMOC een flinke tik te verwerken doordat de hoeveelheid zoet water sterk toeneemt. In het lage scenario bedraagt de opwarming 2,7 graden ten opzichte van pre-industrieel niveau maar zijn de gevolgen gek genoeg nog groter.
De zwakkere AMOC heeft vooral invloed op onze winters (en die in de rest van Noordwest-Europa). Het zee-ijs breidt zich dan naar het zuiden uit. IJs reflecteert meer zonlicht dan het donkere water, wat de afkoeling nog versterkt. Onder een gematigd emissiescenario kan het ijs zelfs oprukken tot in de Noordzee als de AMOC stilvalt.
En dat gaat zorgen voor steenkoude winters. De koude-extremen die gemiddeld eens in de tien jaar voorkomen kunnen zo’n 15 graden lager uitvallen. De gemiddelde wintertemperatuur daalt met ongeveer 3 graden. Geen pretje in de toch al frisse Noord-Europese winters. Maar opmerkelijk: de impact wordt kleiner bij het hoge uitstootscenario. De kans dat de AMOC stilvalt, is weliswaar groter, maar het zee-ijs zal zich minder zuidwaarts uitbreiden, omdat het water simpelweg te warm is door de opwarming.
Meer problemen
Maar die koude winters – waar Schotland en Noorwegen nog het meeste last van gaan krijgen – zijn niet het enige probleem. Doordat de temperatuur in Zuid-Europa niet zo sterk beïnvloed wordt door de afzwakkende AMOC worden de verschillen tussen Noord- en Zuid-Europa groter. Dat veroorzaakt weer grotere drukverschillen en zwaardere stormen. Bovendien leidt een zwakkere AMOC ook tot minder neerslag en meer droogte in Europa, plus een snellere zeespiegelstijging in de Atlantische Oceaan. Allemaal zaken die je graag voorkomt.
Lastige voorspellingen
De onderzoekers geven zelf al aan dat er nog wat onzekerheden zijn. Zo is de grote vraag natuurlijk wat de AMOC precies gaat doen. Er verscheen bijvoorbeeld onlangs nog een studie in Nature, van Bonan et al. waarin gesteld werd dat de oceaanstroming waarschijnlijk veel minder afzwakt dan eerdere modellen voorspelden.
Maken we ons dan voor niets zorgen? “Klimaatmodellen hebben een grote spreiding en het is daarom lastig om realistische projecties te maken voor de hedendaagse AMOC”, vertelt klimaatonderzoeker René van Westen van de Universiteit Utrecht aan Scientias.nl. “In die studie kijken ze daarom naar een geschaalde AMOC-sterkte (met thermische windbalans), die voortkomt uit de moderne AMOC-theorie. Dit geeft een meer eenduidig beeld en maakt de projecties consistent.” Met de thermische windbalans wordt een fysisch principe bedoeld dat de relatie beschrijft tussen temperatuurverschillen in het water (vooral in verticale richting) en de snelheden van oceaanstromen. De moderne AMOC-theorie verwijst naar recente wetenschappelijke inzichten over hoe de AMOC werkt. Vroeger dacht men dat vooral dichtheid en zoutgehalte de AMOC aandreven. Nu is duidelijk dat ook windpatronen, temperatuurverschillen en dynamiek aan de oceaanoppervlakte een rol spelen.
Maar, benadrukt de wetenschapper, er zijn een paar kanttekeningen bij de studie in Nature. “Het extra afsmelten van de Groenlandse ijskap is niet meegenomen in de projecties. Dit zorgt voor een snellere AMOC-afname. Dit noemen de auteurs overigens ook zelf in de studie.” En ten tweede is een AMOC-afname moeilijk te onderscheiden van een complete ineenstorting. “Beide processen vinden op dezelfde tijdschaal plaats. Om te weten of de AMOC daadwerkelijk instort moet je de simulaties tot ver in 2100 doordraaien, zoals wij hebben gedaan in onze recente studie. De studie van Bonan et al. kan alleen iets zeggen over de afzwakking en niet over het risico van het kantelen. Het risico van kantelen in de 21ste eeuw is iets waar wij nu aan werken”, aldus Van Westen.
Lange simulaties nodig
En dat is meteen ook het grote onderscheid tussen de nieuwe studie, die nog moet verschijnen en die van Bonan: de Nederlandse onderzoekers hebben hele lange simulaties gedraaid. “Wij kijken naar een nieuw evenwicht van de AMOC onder verschillende klimaatscenario’s. In die lange simulaties stort de AMOC uiteindelijk in na 2100. Wanneer de AMOC en het mondiale klimaat meer in evenwicht komen, kijken wij hoe het klimaat er dan uit ziet.”
In de huidige studie wordt enkel gekeken naar veranderingen in temperatuur. “Wij analyseren maar een model en we moesten ook extra zoetwater toevoegen om de AMOC in te laten storten”, legt de klimaatwetenschapper uit. “Wij verwachten dat andere klimaatmodellen een andere respons laten zien. Mogelijk storten die bijvoorbeeld niet in omdat ze niet genoeg afzwakken in de 21ste eeuw (in lijn met Bonan et al). Onze studie beschrijft eigenlijk het ‘wat-als-scenario’ en we laten zien dat het Europese klimaat substantieel anders wordt. Het kwantificeren van de temperatuureffecten voor Europa was een belangrijk punt van onze studie. En hoe realistisch is dit scenario? Dat laten we voor nu nog in het midden. Dit wordt beantwoord in onze vervolgstudie.”
Van Westen besluit: “Het grootste probleem met klimaatmodellen zijn de ‘model biases’. De meeste klimaatmodellen hebben doorgaans een te stabiele AMOC waardoor het risico op verzwakken (voor 2100) en stilvallen (na 2100) mogelijk wordt onderschat, helemaal in combinatie met extra smeltwater van Groenland. Daarom moet de AMOC-gevoeligheid beter gerepresenteerd worden in CMIP7 (de volgende generatie klimaatmodellen, red.). Dit zal de projecties dan ook ten goede komen.”
Studie van Bonan
De studie van Caltech, uitgevoerd door Bonan et al., toont aan dat de AMOC door klimaatverandering weliswaar verzwakt, maar veel minder dan eerder gedacht. De onderzoekers gebruikten een vereenvoudigd fysisch model en twintig jaar aan meetgegevens om de relatie tussen dichtheidsverschillen en de diepte van de AMOC beter te begrijpen. Ze concluderen dat de stroming tegen het einde van deze eeuw met 18 tot 43 procent zal afnemen, aanzienlijk, maar minder extreem dan eerdere voorspellingen.
De studie helpt een bekend probleem in klimaatmodellen te verklaren: modellen die nu een sterke en diepe AMOC simuleren, voorspellen vaak een grotere verzwakking. Dat komt doordat veranderingen in temperatuur en zoutgehalte aan het oceaanoppervlak dieper doordringen in een diepere stroming, wat deze kwetsbaarder maakt. Modellen met een ondiepe AMOC laten juist minder afname zien.
Door deze inzichten konden de onderzoekers de spreiding in voorspellingen verkleinen. Zelfs in scenario’s met hoge uitstoot blijft de verzwakking waarschijnlijk beperkt. Volgens hoofdonderzoeker Dave Bonan geeft dit hoop: “Onze resultaten geven aan dat de AMOC in de 21ste eeuw eerder beperkt dan substantieel zal afnemen.”
