Oorzaak en gevolg: de wetenschap van klimaatattributie

Het is in klimaatonderzoek lange tijd niet duidelijk geweest in hoeverre de klimaatverandering individuele extreme weersgebeurtenissen beïnvloedt. Dat is nu veranderd: wetenschappers kunnen klimaatverandering nauwkeuriger aan de oorzaken ervan koppelen.

Als het regent, of de zon schijnt, of er is een orkaan, dan is dat het weer. Op een specifieke plaats op een specifiek tijdstip. Extreem weer is er altijd geweest, dat valt niet te ontkennen. Maar nu wordt de impact van de klimaatverandering steeds duidelijker. Ons klimaatsysteem wordt beïnvloed door veel verschillende factoren: door natuurlijke factoren zoals zonne-intensiteit of vulkaanuitbarstingen, maar ook door extra uitstoot van broeikasgassen.

Daarom is het lange tijd moeilijk geweest om de menselijke impact toe te schrijven aan extreme weersomstandigheden zoals hittegolven, droogtes, zware regenval en overstromingen. Maar dat is nu veranderd. Wetenschappers kunnen de oorzaken van verschillende klimaatveranderingen en extreme weersomstandigheden nauwkeuriger bepalen. De onderzoeksdiscipline hierachter heet attributieonderzoek.

De dynamiek van klimaatverandering

Sebastian Sippel is junior hoogleraar klimaatattributie aan het Meteorologisch Instituut van Leipzig. “We kunnen ons de schommelingen in ons weer als een dobbelsteen voorstellen”, legt hij uit. “Er zijn zes verschillende getallen: één staat voor een zeer koude dag en zes staat voor een hittegolf. Wat we vragen is dus relatief willekeurig.”

Een warme, zonnige dag bij 20°C midden november is in Duitsland net zo gewoon als een regenachtige dag bij 0°C. “Klimaatverandering heeft invloed op onze dobbelstenen en op de kansen. Nu kan het vaker voorkomen dat we een zes gooien en iets minder dan een één. Onze dobbelstenen zijn als het ware gemarkeerd”, zegt de deskundige.

Waarschijnlijk En de intensiteit

Naast dat extreme weersomstandigheden mogelijk vaker voorkomen als gevolg van de klimaatverandering, verandert ook de intensiteit ervan. Rond 2021 in Canada. De hittegolf bracht temperaturen tot 49,6 graden Celsius met zich mee. Een ongekend temperatuurrecord in de regio. Wetenschappers van World Weather Attribution hebben nu vastgesteld dat deze hittegolf ongeveer 2 graden Celsius koeler zou zijn geweest als er geen klimaatverandering was geweest. “Een gebeurtenis als deze, die momenteel slechts eens in de duizend jaar plaatsvindt, zal in deze toekomstige wereld met een opwarming van de aarde van ongeveer 2 graden Celsius ongeveer elke vijf tot tien jaar plaatsvinden”, aldus het begeleidende attributieonderzoek.

Tweelingwerelden Als klimaatmodellen

Om zoiets te achterhalen, gebruiken onderzoekers klimaatmodellen. Het stelt hen in staat twee werelden met elkaar te vergelijken: één met door de mens veroorzaakte klimaatverandering en één zonder. Het eerste model houdt rekening met de waarschijnlijkheid dat een echte extreme klimaatgebeurtenis plaatsvindt onder de omstandigheden waaronder deze plaatsvindt. De simulatie reproduceert de gebeurtenis duizenden keren, waarbij rekening wordt gehouden met alle kritische factoren. Het resultaat is een waarschijnlijkheidsverdeling: dit is hoe waarschijnlijk het is dat een dergelijke extreme weersgebeurtenis zich op die dag zal voordoen onder gegeven omstandigheden. “In de tweede stap kijken we naar een model waarin we rekening houden met de CO2-concentratie en andere door de mens veroorzaakte klimaatfactoren”, zegt Siebel.

De parameters worden aangepast aan de referentieperiode vóór de industrialisatie, ongeveer 1850–1900. Ook hier voert het model duizenden tests uit en berekent het de statistische verdeling van een potentiële extreme weersgebeurtenis zonder een factor van klimaatverandering. “We kunnen deze twee verdelingen dan vergelijken en zien: dit is hoe de waarschijnlijkheid dat een dergelijke gebeurtenis zich voordoet is veranderd als gevolg van de klimaatverandering”, legt Siebel uit.

De grenzen van Attributie onderzoek

Om klimaatveranderingen nauwkeurig aan klimaatverandering toe te schrijven, moeten klimaatmodellen rekening houden met een groot aantal factoren, zegt Jakob Zechsler. Hij leidt de werkgroep voor samengestelde weer- en klimaatgebeurtenissen van het Helmholtz Centrum voor Milieuonderzoek in Leipzig. “Als het om hittegolven gaat, kunnen we nu specifiek zeggen hoeveel klimaatverandering daarop van invloed is”, zegt de wetenschapper. “Dit kan gemakkelijk worden weerspiegeld in klimaatmodellen. Bijna elke hittegolf wordt verergerd door klimaatverandering.”

“Temperatuur en neerslag worden redelijk goed waargenomen. Hier hebben we goede informatie over historische klimaatveranderingen. Dit is niet noodzakelijk het geval voor andere factoren”, voegt Katja Freiler van het Potsdam Institute for Climate Impact Research toe. Andere extreme weersgebeurtenissen zijn daarom iets complexer om te reconstrueren en in kaart te brengen. Zoals hevige regenval, overstromingen of perioden van droogte.

Maar ook hier is de impact van de klimaatverandering de afgelopen jaren steeds duidelijker geworden, zegt Zechsler: “Als we het hebben over droogte, dat wil zeggen droge grond, weten we nu dat deze steeds meer wordt beïnvloed door stijgende temperaturen. wat in mij opkomt is: “Er zal een watertekort zijn. ‘Maar omdat de temperaturen stijgen, verdampt er veel van.’ Dit maakt de droogte nog veel erger. Uit zijn huidige onderzoek blijkt dat 25% van de ernst van de droogte in 2022 in Europa kan worden toegeschreven aan klimaatverandering en de daarmee gepaard gaande stijgende temperaturen.

Daarom is onderzoek nodig

Attributieonderzoek onthult complexe verbanden tussen door de mens veroorzaakte opwarming van de aarde en extreme weersomstandigheden. Een wat minder prominente onderzoekstak hier is de toeschrijving van klimaatschade: “We zien bijvoorbeeld een toename van de schade door overstromingen over de hele wereld. Vervolgens bepalen we: in hoeverre is de klimaatverandering de drijvende kracht achter dit proces? Is het misschien ook omdat ” steeds meer mensen begeven zich in de gevarenzone”, legt Freiler uit.

De gevolgen van klimaatverandering kunnen worden toegeschreven aan de economie, het milieu, de gezondheidszorg of sociale structuren. Freiler benadrukt dat een dergelijk begrip cruciaal is voor het aanpakken van en aanpassen aan de klimaatverandering: “Klimaatverandering zal steeds erger worden. Om deze te beïnvloeden en verbeteringen te bewerkstelligen, moeten we altijd eerst de oorzaken begrijpen. Dit is precies wat de missie van attributie is. onderzoek is”, vat ze samen.