Wolken: het ontbrekende puzzelstukje in de opwarming
Vorig jaar ging de boeken in als het warmste jaar ooit gemeten. Oceaantemperaturen lagen zeer hoog, de gletsjeromvang nam af op een verontrustend tempo en meerdere warmterecords werden op wereldwijde schaal verbroken. Er werden verbanden gelegd tussen deze opwarming en factoren als het versterkte broeikaseffect door een hoge uitstoot van fossiele brandstoffen, maar ook het natuurlijke klimaatpatroon El Niño drukte zijn stempel op de extreme weersomstandigheden.Toch kunnen deze factoren alleen de ongewoon snelle temperatuurstijging niet volledig verklaren. Het ontbrekende puzzelstukje werd gevonden in een onderzoek dat vorige week is gepubliceerd in het tijdschrift Science. Een verminderde lage bewolking overbrugt het verschil tussen de gemeten temperatuurstijging en het aandeel van bekende factoren.
Planetair albedo
Wolken spelen een grote rol in de weerkaatsing van zonlicht, wat ook wel het albedo genoemd wordt. Een dikke wolk heeft een groter albedo dan een dunne wolk en reflecteert dus een groter deel van het inkomende zonlicht. Hoe meer van deze kortgolvige straling gereflecteerd wordt, hoe minder straling het aardoppervlak bereikt en hoe minder het aardoppervlak verwarmd wordt. Daarom voelt het onder een dik, laaghangend wolkendek kouder dan wanneer de bewolking slechts uit hoge wolken bestaat.
Wolken hebben dus een effect op de hoeveelheid straling die het oppervlak bereikt. Over het algemeen groeien lage wolken dikker dan middelhoge en hoge wolken. In een periode met weinig van deze dikkere bewolking kan meer zonlicht ongehinderd tot het aardoppervlak komen, waardoor het oppervlak opwarmt en deze warmte uiteindelijk weer vrijkomt in de atmosfeer (convectie; zie ook dit artikel). Dit is in grote lijnen wat de auteurs van de studie hebben onderzocht.
Er was minder lage bewolking
Volgens het onderzoek daalt het oppervlakte-albedo al sinds 1970 als gevolg van het terugtrekken van het zee-ijs (en sneeuw) in de Noordpool- en Antarctische gebieden. Hierdoor wordt donkerder land en water zichtbaar en neemt het reflecterend vermogen van het oppervlak af. De auteurs concluderen ook dat het oppervlakte-albedo slechts een kleine bijdrage leverde aan de afname van het planetaire (gehele) albedo, dus moet een verandering in het albedo van wolken een groot aandeel hebben gehad in de totale albedo afname.
In de ERA5 heranalyse worden alle weer- en klimaatmetingen per uur wereldwijd samengevat tot een dataset die teruggaat tot 1940. Uit deze dataset blijkt dat bewolking op lage hoogte aanzienlijk afgenomen is, terwijl de bewolking op hoge en middelhoge hoogte enkel licht of niet is afgenomen. Een significante daling in lage bewolking werd gevonden in bijvoorbeeld grote delen van de Noord-Atlantische Oceaan en de noordelijke westelijke Stille Oceaan. Metingen van het afgelopen jaar passen in een decenniumlange afname van lage bewolking.
Aerosolen
De studie kan nog niet met zekerheid verklaren waarom dit gebeurt. Het is waarschijnlijk het resultaat van een combinatie van factoren. Zo leveren aerosolen een significante bijdrage aan de recente opwarmingstrends, maar is het lastig om de indirecte effecten van aerosolen op de hoeveelheid wolken en veranderingen in reflectiviteit te onderscheiden. Een toename van aerosolen zorgt ervoor dat wolken uit kleinere waterdruppels bestaan en meer zonlicht kunnen reflecteren. Een afname van aerosolvervuiling levert dus een negatieve bijdrage aan het albedo en helpt de verdere opwarming. Als de afname van het planetaire albedo gerelateerd aan wolken niet alleen door interne variabiliteit werd veroorzaakt, kan de extra warmte van 2023 blijvend zijn. Dit kan leiden tot een onderschatting van toekomstprojecties van de opwarming. Het begrijpen van de complexiteit van wolken is daarom een belangrijk punt van aandacht in de huidige klimaatwetenschap.
