De zeespiegel stijgt niet langs een liniaal

Blog
Versnelling
Leestip!

8 mei 2018  |   |  Leestijd: 9 minuten

Versnelling van de zeespiegelstijging verhoogt de ondergrens van mondiale verwachtingen naar circa 66 centimeter. Precies de rode zone voor de Waddenzee. Helaas kan de versnelling ook nog doorversnellen. Alle zeilen bij dus, en geen extra bodemdaling veroorzaken(!)

In februari was er groot nieuws over de wereldwijde stijging van de zeespiegel. Nieuws met grote relevantie voor de Waddenzee. Helaas kreeg het in de Nederlandse media nauwelijks aandacht. Dat gaan wij vandaag even recht zetten. Met een kromme grafiek.

Jazeker, het zou praktisch zijn, als de zeespiegel in een rechte lijn zou stijgen. Dan kon je er een liniaal langs leggen en netjes aflezen waar je in de toekomst aan toe bent. Maar zo simpel is wetenschap wel eens vaker niet: zeespiegelstijging versnelt. We hebben dus niet te maken met een rechte, maar met een kromme grafiek.

versnelling zeespiegelstijging - grote gevolgen Waddenzee
Gemeten wereldwijde zeespiegelstijging tussen 1993 en 2017. Als je goed kijkt, zie je dat de trend krom is. Trek je de lijn door naar het jaar 2100, dan kom je uit op 66,4 centimeter. Maar dan ga je uit van een constante versnelling. De versnelling kan ook doorversnellen, waarschuwen bijvoorbeeld onderzoekers van het KNMI…

En zoals iedereen nog weet van wiskundeles: dan wordt het allemaal een stuk lastiger – bijvoorbeeld voor beleidsmakers. Want als je maar vijf jaar vooruit kijkt (zoals gangbaar is bij het becijferen van de ‘gebruiksruimte’ voor gaswinning onder de Waddenzee) dan mis je vrijwel het gehele verhaal.

Aanloopje: van 6 naar 19 naar…?

Dat zeespiegelstijging niet constant is, kun je eigenlijk al een beetje aanvoelen als je de vorige eeuw vergelijkt met de twee eeuwen ervoor. Volgens de meest gevestigde cijfers in de wetenschappelijke literatuur, was de zeespiegel (mondiaal gemiddeld) in de 18e eeuw nog min of meer stabiel. In de 19e eeuw steeg die al een klein beetje: een centimeter of 6. En in de 20e eeuw ging het ruim drie keer zo snel: 19 centimeter.

Is het dan aannemelijk dat je die laatste waarde ook kunt doortrekken over de 21ste eeuw?

Nee, zegt je gezond verstand. Nee, zeggen alle modelstudies voor het jaar 2100. En nee zeggen inmiddels ook de metingen, afkomstig van getijdenstations langs kusten en satellietmetingen van de open oceaan: ook als je inzoomt in de meer actuele observaties is er al versnelling waarneembaar.

Versnellende zeespiegelstijging, waarom ook alweer?

Dat laatste is ‘het nieuws’, en daar komen we zo op terug. Maar eerst even het onderliggende verhaal. Want eigenlijk wisten we het natuurlijk al:

Klimaatverandering is een traag proces, met een groot aantal schakels. Sinds de industriële revolutie zijn we grootschalig fossiele brandstoffen aan het verstoken. Eerst kolen, later ook olie en gas. De helft van de CO2 die we daarbij hebben uitgestoten, was in de laatste vier decennia. En aangezien CO2 zeer lang in de atmosfeer blijft, gaat de concentratie maar een kant op: omhoog, elk jaar meer.

We meten inmiddels ook dat dit een temperatuureffect heeft – niet alleen in Nederland, maar wereldwijd: 16 van de 17 warmste jaren ooit gemeten, zijn allemaal na 2000. De top 3: 2016, 2015, 2017 – voor wie daadwerkelijk nog twijfel heeft welke kant het op gaat.

Bevroren Waddenzee bij Moddergat
Bevroren Waddenzee bij Moddergat, januari 2018 – een plaatje dat door klimaatverandering steeds zeldzamer wordt. Voor de Waddenzee zijn de gevolgen van ijssmelt een slordige 15.000 kilometer naar het zuiden echter veel groter – want daar ligt de grootste potentiële bron voor de zeespiegelstijging in het waddengebied. Maar Antarctische ijssmelt is in dit deel van de Waddenzee niet de enige zorg. Op een steenworp afstand van de kwelder op de foto heeft de NAM ook een gasboorlocatie, waarvandaan schuin onder de Waddenzee wordt geboord. En dus is naast zeespiegelstijging ook bodemdaling hier een factor die verdrinking dichterbij brengt…

Het ‘gedrag van ijskappen’ – moeten we rekenen in decimeters, of meters?

Als gevolg van deze opwarming is bijvoorbeeld het relatief dunne zee-ijs op de Noordpool al bijna gehalveerd. Wat veel trager gaat, is de afsmelting van de grote ijskappen, zoals de kilometersdikke ijsmassa’s op Groenland, en Antarctica. Maar als het afsmeltingsproces ook bij deze ijskappen eenmaal in gang treedt, kan het zichzelf versnellen, toont een groeiende lijst studies aan. En dan komt ook de zeespiegel steeds sneller omhoog.

Die studies kijken naar het gedrag van de gletsjers in reactie op klimaatverandering – bijvoorbeeld de invloed van toenemende hoeveelheden smeltwater op de kleur (en dus op de warmte-absorptie) en stroomsnelheid van het ijs. Of de invloed van warmer oceaanwater, dat op sommige plaatsen een wig drijft onder de ijskappen. Of de instabiliteit van steeds hogere ijskliffen, waardoor smelt langs de randen een kettingreactie in gang kan zetten.

Als het daar tegenzit, en als we gewoon doorgaan met het gebruik van kolen, olie en gas, dan is het mogelijk dat we aan het eind van deze eeuw niet langer moeten rekenen in decimeters, maar in meters zeespiegelstijging – waarschuwde vorig jaar nog ons eigen KNMI, die recent onderzoek naar Antarctica heeft doorgerekend. Worst case? 2,5-3 meter(!!)

Parijs nakomen, is (naast kolen en olie) óók gas in de grond laten…

Zo ver is het nog niet, en een worst case kun je ook voorkomen. Maar dan moeten we er wel werk van maken: het klimaatakkoord van Parijs – en het beëindigen van het fossiele tijdperk. Doorgaan op oude voet is geen optie. Dat geldt dus ook voor de gasindustrie. Om een kop-of-munt kans te hebben om nog onder de 2 graden te blijven, moet de helft van de bekende gasreserves gewoon onder de grond blijven.

Als we de Parijs-ambitie van 1,5 graden (in woord ook gesteund door Nederland!) serieus nemen, moet er zelfs een nog groter deel van de reeds bekende fossiele energiereserves in de grond blijven. Maar in realiteit wordt er gewoon gezocht naar nog weer nieuwe voorraden. Ook in Nederland – Schiermonnikoog, we noemen maar een plek. Dat wekt natuurlijk weinig vertrouwen.

Waddenzee zit nog in de groene zone

Zullen we maar eens naar het heden gaan? En naar onze eigen Waddenzee? De zeespiegel stijgt momenteel met 2 à 3 millimeter per jaar. Soms gaat het wat harder en soms wat langzamer. Dat komt door natuurlijke fluctuaties. De stand van de maan is van invloed, maar bijvoorbeeld ook het weer: zijn er veel westenwinden, of juist weinig.

Die fluctuaties zijn er altijd geweest. Waar het om gaat is de trend – wat is de structurele ontwikkeling? Onder de huidige trend zit de Waddenzee nog in de groene zone. Dat wil zeggen dat natuurlijke sedimentatie, de aanvoer en afzetting van zand en slib, de zeespiegelstijging nog kan bijbenen – behalve daar waar de zeespiegelstijging versterkt wordt door bodemdaling.

Bij Oost-Ameland lopen bijvoorbeeld de kwelders onder en neemt het oppervlak droogvallende wadplaat af. Ook in de twee achtergeleden kombergingsgebieden (Pinkegat en Zoutkamperlaag, aan beide zijden van het Lauwersmeer) zijn zorgen over het gecombineerde effect van zeespiegelstijging en bodemdaling door gaswinning. Uit recente metingen blijkt de gemiddelde plaathoogte daar al te dalen, en ook neemt de vogelstand af – geen onbelangrijke indicator.

Van groen naar rood, waar ligt de grens?

De Waddenzee is best een robuust systeem, maar je kunt de grenzen niet eindeloos oprekken. Bodemdaling en zeespiegelstijging versterken elkaars effect. Je kunt ze zelfs bij elkaar optellen, centimeter voor centimeter. Dat wordt de ‘relatieve zeespiegelstijging’ genoemd. En als die relatieve zeespiegelstijging sneller gaat dan de maximale sedimentatie, dan gaan wadplaten eroderen, en uiteindelijk kopje onder.

Uit historische gegevens (kustreconstructie over de afgelopen paar duizend jaar) blijkt dat de Waddenzee op zeer lange termijn een relatieve zeespiegelstijging van ongeveer 15 centimeter per eeuw aankan. Werd het meer, dan bewoog de Waddenzee landinwaarts. De wadplaten, de kwelders, zelfs de eilanden, zochten het dan eigenlijk hogerop – en bleven als systeem intact.

De Waddenzee kan tegenwoordig niet meer bewegen. Het achterland is bedijkt, en de eilanden houden we ook liever op hun plek. En dus moeten we kijken hoe we in die situatie verdrinking kunnen voorkomen. Of beter gezegd: in de groene zone blijven, de relatieve zeespiegelstijging beperken.

Sedimentmodellen: 6 millimeter per jaar

Op kortere termijn zijn hogere sedimentatiesnelheden mogelijk. Dat zeggen specialisten die er met Delftse computermodellen aan rekenen. De reden is dat op kortere termijn binnen het ‘sedimentdelende systeem’ van de Waddenzee zand verplaatst kan worden. Zandhonger in de kombergingsgebieden wordt gecompenseerd door extra transport vanuit de voordelta – het kustfundament aan de Noordzeezijde van de eilanden. Vestzak-broekzaksedimentatie dus.

[Dat het kustfundament daarbij steiler wordt is met name voor eilanders een zorg; dat ook deze zandvoorraad niet oneindig is zouden we allemaal ter harte moeten nemen. Daarom het verschil tussen korte termijn sedimentatie, en lange termijn sedimentatie (veel lager). Dat even terzijde.]

De modellen zijn wel lekker helder. Ze leveren concrete getallen, en die getallen hebben in Nederland gezag. Zo leveren ze officiële waarden voor de maximale sedimentatiesnelheden in de Groningse en Friese kombergingsgebieden. Voor de Zoutkamperlaag (tussen het Lauwersmeer en Schiermonnikoog) bedraagt die bijvoorbeeld 5 millimeter per jaar, en voor het Pinkegat (tussen Oost-Ameland en de Friese wal) 6 millimeter per jaar.

Kritische grens voor verdrinking

Dit betekent dat als de relatieve zeespiegelstijging sneller gaat dan 5 à 6 millimeter per jaar, de sedimentatie het niet langer kan bijbenen, en dat op termijn verdrinking zal optreden: wadplaten gaan steeds langer kopje onder, en uiteindelijk definitief, vanzelfsprekend met zeer grote ecologische gevolgen.

We hebben dus een kritische grens! Maar hoe zit het dan ook alweer met die zeespiegelstijging? Ah, ja, de kromme grafiek!

Zeespiegelstijging zit nu nog onder de maximale sedimentatiesnelheid. Maar zeespiegelstijging zal ook versnellen – en dan kan het opeens sneller gaan dan de sedimentatie kan bijbenen. Dus is het een interessante vraag of we die versnelling ook al terugzien in de actuele metingen. En daar is dus ‘nieuws’ (spoiler alert: het antwoord is ja).

Sleutelen aan satellieten

Tot nog toe was dat niet duidelijk. Dat komt omdat zeespiegelmetingen veel ‘ruis’ bevatten. Zo zijn er bijvoorbeeld in de Noordzee en Waddenzee van jaar tot jaar fluctuaties, maar ook is het niet altijd eenvoudig om metingen langs kusten en van satellieten goed met elkaar in lijn te krijgen. Voor je mondiale uitspraken kunt doen, moet je ook goede mondiale dekking hebben.

Daar hebben wetenschappers een behoorlijk aantal jaren aan gesleuteld. De eerste generatie zeespiegelsatellieten (begin jaren 90) bleek aanvankelijk een meetfout te produceren, de nieuwe generatie is beter. En dankzij deze satellieten kunnen we alle oceanen meenemen, ook de wateroppervlakten ver van kusten vandaan.

Zes wetenschappers van onder andere NASA en het ruimteonderzoekscentrum van de Universiteit van Colorado hebben alle beschikbare satellietdata geanalyseerd. En wat blijkt, niet alleen van eeuw tot eeuw (zoals we al wisten van getijmeters langs kusten) – maar ook op een kortere tijdschaal stijgen de wereldzeeën niet in een rechte lijn, maar krom, omhoog.

Een piepkleine versnelling heeft op termijn grote gevolgen

Gemiddeld stegen de zeespiegels over de afgelopen 25 jaar mondiaal met 2,9 millimeter per jaar. En binnen die periode ging het ook elk jaar een heel klein beetje sneller dan het jaar ervoor: 0,084 millimeter, om precies te zijn.

Dat is van jaar tot jaar verwaarloosbaar. Maar als je langer vooruit kijkt, worden de verschillen groot. Als je een rechte lijn zou trekken (door de afgelopen 25 jaar), kom je uit op 29 centimeter zeespiegelstijging per eeuw. Maar als je ook de versnelling extrapoleert, dus als je de kromme lijn doortrekt, kom je aan het einde van de huidige eeuw uit op 66 centimeter zeespiegelstijging. Ruim tweemaal zo hoog dus.

Die waarde kunnen we interpreteren als de nieuwe ondergrens, want dit is op basis van de versnelling uit het verleden. Klimaat- en ijskaponderzoek laat zien dat het bepaald niet ondenkbaar is dat ook de versnelling nog (flink) doorversnelt – tot aan een bovengrens waarin we het dus niet langer hebben over decimeters, maar over meters.

Versnelling ijssmelt Antarctica geeft snellere zeespiegelstijging Waddenzee
Het is de andere kant van de planeet, maar juist wat er rond de grote ijskappen van Antarctica gebeurt, heeft de grootste gevolgen voor de Waddenzee. Dit schematische plaatje laat zien hoe opwarmend oceaanwater, toenemend smeltwater en instabiele ijskliffen daar mogelijk kunnen zorgen voor versnelling van ijssmelt, en dus ook versnelling van de mondiale zeespiegelstijging. Zulke potentiële klimaat-‘feedbacks’ liggen aan de basis van veel hogere nieuwe zeespiegelscenario’s, waar onder andere het KNMI onderzoek naar doet.

Wat als het meevalt?

Maar stel nou dat we alles op alles zetten, alle landen hun toezeggingen uit het Parijs-akkoord netjes nakomen, en bijvoorbeeld de grote ijskappen op Groenland en Antarctica toch stabieler blijken dan sommige wetenschappers vrezen. In andere woorden, stel dat het niet erger wordt dan de ondergrens – hoe ziet de toekomst voor de Waddenzee er dan uit?

Inderdaad, die 66 centimeter in 2100 kun je natuurlijk ook omrekenen naar een jaargemiddelde waarde. Gemiddeld stijgt de zeespiegel dan 6,6 millimeter per jaar. En dat is een getal dat behoorlijk dicht in de buurt ligt van de eerdergenoemde maximale sedimentatiesnelheden. Wie weet, als we een beetje geluk hebben, dan gaat het dus net wél goed, en kan sedimentatie de zeespiegelstijging netjes blijven compenseren.

Toch?

Kruisende lijnen richting de rode zone

Helaas. Dan zouden we opnieuw dezelfde denkfout maken: een rechte lijn maken van een kromme. Die fout is al te vaak gemaakt, we moeten er echt van leren. De zeespiegel stijgt niet jaar in jaar uit met een vaste snelheid. Nu is het slechts 2 à 3 millimeter per jaar (en dus gaat ook de sedimentatie niet harder, want die kan de zeespiegelstijging niet ontstijgen).

Maar onder de huidige versnellingsfactor is dat in het tweede deel van de eeuw al opgelopen tot circa 10 millimeter per jaar. Ver voor die tijd kruisen de twee denkbeeldige lijnen al, en komt de Waddenzee in de rode zone. In de Zoutkamperlaag gebeurt dat over circa 13 jaar en in het Pinkegat over plusminus 24 – uitgaande van de jaren dat de mondiale zeespiegelstijging boven de 5 en 6 millimeter per jaar uitstijgt, uitgaande van de huidige versnelling, en bodemdaling door gaswinning niet meegewogen(!)

Nogmaals – dat is dus als het meezit, en de echte hoog risico-scenario’s waar het KNMI (en bijvoorbeeld ook onderzoekers van het NIOZ en de Universiteit Utrecht) voor waarschuwen niet uitkomen – scenario’s waarin het 20 of 30 millimeter per jaar wordt, scenario’s van “gegarandeerde verdrinking”, op een veel kortere tijdschaal.

Waarom wordt er dan tóch gaswinning toegestaan, waardoor ook nog bodemdaling wordt gecreëerd? Omdat bij de berekening van de ‘gebruiksruimte’ van de bodem van de Waddenzee (op basis van adviezen van TNO) op een bizarre manier naar de zeespiegel wordt gekeken: slechts vijf jaar vooruit. Dat grote onderwerp van zeespiegelstijging wordt dan gereduceerd tot 1 centimeter extra nattigheid in 2023.

Je bedenkt het niet. Tenzij je koste wat kost groen licht wilt geven aan de gasindustrie.

Dit gaat over meer dan gas

De gevolgen zijn veel groter dan het wel-of-niet-toestaan van gas- of zoutwinning. We worden door structureel gebruik van korte termijn-cijfers en het negeren van versnellende trends collectief in slaap gesust. Daardoor vergeten we als land een gesprek te hebben over de toekomst van ons grootste en mooiste natuurgebied.

De Waddenzee doet als klimaaticoon niet onder voor het Great Barrier Reef, de Noordpool en de Amazone. Er zijn grenswaarden die de toekomst van het gebied ernstig in gevaar brengen. En die grenzen liggen dichterbij dan we denken. Maar dan moeten we wel de blik naar voren richten.

Kijk naar de horizon, niet naar het gas.

Zeespiegelstijging Waddenzee: kijk naar de horizon.
Zeespiegelstijging Waddenzee: kijk vooruit. Kijk naar de horizon. Foto’s: Rolf Schuttenhelm.