Dit weekend verscheen in de krant De Morgen het bericht dat Vlaanderen over 50 jaar het klimaat van Toscane zal hebben. Dat bekt goed, maar klimaatmodellering evolueert nog continu. Daarom loont het de moeite om te kijken wat er achter deze boodschap schuilt.
Klimaatmodellen zijn al zo’n 30 jaar de basis voor toekomstvoorspellingen en munten ondertussen uit in de gemiddelde veranderingen weergeven. Dat veel zuiderse steden en regio’s een klimaat tegemoet gaan dat op dit moment nergens ter wereld voorkomt, is zeker. Dat Vlaanderen een veel droger en zuiderser klimaat zal kennen, is eveneens zeker, inclusief terugkerende zomerse droogteproblemen. Maar is de simpele vergelijking met Toscane helemaal correct? Als we naar de details kijken, is dat niet per se zo. Hiermee weet je immers niets over extreme hittegolven of stormen, die voor het meeste slachtoffers zullen zorgen.
Het bericht van De Morgen is gebaseerd op een visualisatie die National Geographic heeft gemaakt. Deze visualisatie geeft heel mooi en duidelijk weer hoe het klimaat over heel de wereld zal veranderen en – indien mogelijk – in welke regio momenteel zo’n toekomstig klimaat te vinden valt. Deze informatie komt van een onderzoek dat in 2018 in Nature Scientific Data (een van de wetenschappelijke tijdschriften onder de Nature-paraplu) is verschenen. De onderzoekers hebben ongetwijfeld hun best gedaan, maar klimaatmodellering en –modeltoepassingen worden nog steeds beter, wat ervoor zorgt dat ze de meest extreme gebeurtenissen waarschijnlijk zowel over- als onderschat hebben. Toscane in Italië is dus niet per se het Toscane dat we in Vlaanderen voor ogen moeten hebben.
Klimaatscenario’s: verschillende mogelijkheden
Om eerst de overschatting in meer detail te bekijken: de onderzoekers hebben het RCP8.5 scenario gebruikt. Dit scenario geeft de sterkst mogelijke stralingsforcering weer tegen het einde van de eeuw, met ernstige gevolgen. Dit klimaatscenario is gedurende enkele jaren vaak als het huidige ‘business-as-usual’-scenario naar voor geschoven, tot vorig jaar bleek dat dit eerder onwaarschijnlijk is. Andere, lichtere scenario’s zijn momenteel waarschijnlijker, al bevinden we ons momenteel nog steeds op een pad dat ons boven 2°C extra opwarming brengt, met al meer dan voldoende ernstige gevolgen. Vlaanderen zal dus zeker warmer en zuiderser worden. Of het Toscane of eerder zuid-Frankrijk is, is minder duidelijk.
Verbeteren van klimaatmodellen
En hoe zit het met de onderschatting? Die komt door de methodes die we gebruiken om de fout in de klimaatmodellen weg te werken. Klimaatmodellen zijn namelijk niet perfect. De modellen die momenteel gebruikt worden om regionaal gedetailleerde voorspellingen te maken voor de rest van de eeuw, verdelen de aarde meestal in hokken van 10 op 10 km. Klinkt gedetailleerd? Ja, al is het niet voldoende om sommige weerprocessen weer te geven. Een typisch voorbeeld is zomerse neerslag, dat modellen van minstens 4 op 4 km nodig heeft om goed weergegeven te kunnen worden. Daarnaast zullen verschillende soorten landgebruik samengevoegd worden. Een bos, landbouw of verstedelijkt gebied kunnen echter allemaal binnen een hok van 10 op 10 km voorkomen en reageren heel anders op weersomstandigheden. Door het schaalprobleem ontstaan dus fouten, die we gelukkig gemakkelijk kunnen wegwerken. Hoe? We vergelijken een historische modelsimulatie met wat er echt gemeten is.
Een andere oplossing is om betere modellen te maken. Verschillende onderzoekers van het KMI, de UGent en de KULeuven zijn daar mee bezig. Dat is echter een uitdagende taak en hoewel er al gedetailleerdere modellen zijn, is onze computercapaciteit nog niet voldoende om ze voor de hele eeuw te laten lopen. Dus moeten we ons behelpen met methodes om de fout weg te werken, door de vergelijking met de waarnemingen. De onderzoekers van het artikel over de klimaatzones hebben dat ook gedaan. De methode die zij gebruikt hebben, is echter vrij eenvoudig en werkt met gemiddelden. Daardoor weten we wel waar we ongeveer naartoe gaan, maar niet wat de exacte details zijn.
Wat met de staarten?
Om de klimaatmodellen te verbeteren, hebben de onderzoekers gebruik gemaakt van de zogenaamde ‘anomaly’-methode om de fout weg te werken. Deze methode maakt gebruik van het verschil tussen historische en toekomstige klimaatsimulaties en gaat ervan uit dat dit verschil goed gesimuleerd is. Dat is een zeer haalbare aanname, zeker voor het gemiddelde. Door dit verschil dan op te tellen bij de historische waarnemingen, krijgen we zogezegde ‘toekomstige’ waarnemingen, zonder met het probleem van de modelfouten te zitten. Klinkt handig? Ja, als je niet op het addertje onder het gras let. Een adder waarvan de staart heel belangrijk zal blijken te zijn.
Om de klimaatzones te berekenen, hebben de onderzoekers namelijk enkel met de verandering in het gemiddelde gerekend. Voor temperatuur valt dat makkelijk voor te stellen door de middel van de figuur hieronder. Temperatuur kan weergegeven worden met de meest bekende verdeling: de normale verdeling. Hierbij liggen de mogelijke temperaturen in een bepaalde regio heel mooi verspreid rond een gemiddelde waarde. Als enkel de verandering in het gemiddelde toegepast wordt op de waarnemingen zal, zoals op de figuur, heel deze normale verdeling gewoonweg opgeschoven worden.
Het is echter heel onzeker of dit wel realistisch is. Een verschuiving van het gemiddelde zegt immers niets over het gedrag van de extreme waarden: de zogenaamde ‘staarten’ van de verdeling. Op deze manier gaan we ervan uit dat de vorm van de verdeling exact hetzelfde zal blijven. Het tegendeel is waar: de hele verdeling zal veranderen door klimaatverandering. Hoewel een gemiddelde verandering reeds voor hogere temperaturen zorgt, is het waarschijnlijk dat deze nog hoger zullen worden dan een verandering van het gemiddelde kan uitdrukken. Zo zullen door klimaatverandering de hoogste temperaturen de bodem makkelijker doen uitdrogen, wat op zijn beurt de temperatuurstoename in de zomer versterkt en aanleiding geeft tot hittegolven en droogtes.
Ook voor regen valt deze oefening te doen. Voor regen is de toekomst echter nog moeilijker weer te geven. Regen kunnen we namelijk modelleren met behulp van een gamma-verdeling. Dit is een verdeling die er heel anders uitziet dan de normale verdeling: ze heeft bijvoorbeeld een veel langere staart. Dat betekent dat er veel marge zit op de grootte van intensieve regenbuien. Een grotere staart betekent ook meer speling op de verandering in de staart. Hierdoor zullen we, zeker in de winter, nog veel intensievere buien krijgen. In de zomer wordt het dan weer veel droger, wat we nu ook zien.
Weerbericht van de toekomst: zuiderser en extremer
Zelfs als we dus gemiddeld meer op Toscane of zelfs maar zuid-Frankrijk gaan lijken, zal dit niet per se het warme zuiden zijn dat we nu kennen. Wel een Toscane met meer extreme hittegolven, droogtes, en regenbuien, die in deze klimaatzones momenteel niet per se voorkomen en dus ook niet in het onderzoek naar waar National Geographic zijn mosterd haalt vermeld worden. Dat zijn helaas wel de situaties die voor meer schade en slachtoffers zullen zorgen. Dat Vlaanderen meer op Toscane zal lijken, bekt dus wel goed en doet ons dromen van mooi weer, maar onderschat ook de mogelijke gevolgen van klimaatverandering. Daar moeten we op onze hoede voor zijn. Het goede nieuws? Er zijn ook robuustere methoden om de details van de toekomst te vatten, en vele wetenschappers, waaronder ik, zijn daar dagelijks mee bezig.
