Gevolgen voor de oceanen
In een zin
| Klimaatverandering verstoort oceaanecosystemen en kustgemeenschappen, waarbij de opwarming van de aarde leidt tot hogere oceaantemperaturen, zeespiegelstijging door uitzetting en smeltende ijskappen, veranderingen in stromingen en weerpatronen, verzuring van de oceanen, en warmestress bij koralen. |
Eenvoudig uitgelegd
Klimaatverandering verstoort oceaan ecosystemen en kustgemeenschappen. Het oppervlak van onze planeet bestaat voor 72% uit oceanen. Ze produceren de helft van de zuurstof op aarde, reguleren gas en vochthuishouding, zijn een voedselbron, en zijn essentieel voor onze economie.
- Door de toename van broeikasgassen, zoals kooldioxide, in de atmosfeer stijgt de temperatuur wereldwijd. De oceanen warmen op en zetten uit. Dat uitzetten draagt bij aan de stijging van de zeespiegel naast het smelten van de ijskappen en gletsjers.
- Het smelten van de ijskappen en gletsjers beïnvloedt stromingen, weerpatronen en ecosystemen, denk aan de leefomgeving van de ijsbeer.
- Daarnaast neemt de oceaan meer kooldioxide uit de atmosfeer en wordt zuurder. Dit is schadelijk voor het ecosysteem, denk aan schelpdieren waarvan de schelp dunner wordt doordat de kalk oplost.
- De hogere temperatuur zorgt voor warmestress bij koralen: die verbleken doordat ze de essentiële algen waarmee ze samenleven uitstoten bij te hoge temperaturen.
Gevolgen voor de oceanen
Oceanen produceren de helft van de zuurstof op aarde, reguleren gas- en vochthuishouding, zijn een voedselbron, en zijn essentieel voor onze economie.[1] De effecten van klimaatverandering op de oceanen hebben, door middel van positieve en negatieve terugkoppeling, gevolgen voor andere onderdelen van het klimaatsysteem.
De zeespiegel is de afgelopen 140 jaar met ongeveer 0,23 meter (m) gestegen.[2] Dit komt door de opwarming van de aarde, veroorzaakt door de aanwezigheid van door de mens geproduceerde broeikasgassen. De oceanen absorberen het grootste deel van de warmte.[3] Sinds 1955 hebben de oceanen ongeveer 372 zettajoule (372 x 1021 Joule) aan warmte geabsorbeerd.[4] Dit is een gigantische hoeveelheid energie: het jaarlijkse energieverbruik van de mensheid is ongeveer 0,5 ZJ; de energie om de temperatuur van de atmosfeer van de aarde met 1 °C te verhogen is ongeveer 2,2 ZJ.
Zie ook Verdieping: Energiebalans.
Bronnen:
Zeespiegelstijging door opwarming
Er zijn twee hoofdoorzaken van de wereldgemiddelde zeespiegelstijging: (1) de oceaan zet uit door opwarming (thermische expansie); (2) er komt meer water in de oceanen door het verlies van ijs op het land. Daarnaast zorgt verandering in de hoeveelheid water (grondwater, meren) die op het land is opgeslagen ook voor extra stijging (maximaal 10%).[1]
De volgende time-lapse video van Google Earth laat zien hoe sinds 1984 op veel plaatsen in de wereld gletsjers zijn verdwenen en wat de consequenties daarvan zijn voor de zeespiegelstijging.
Het wereldgemiddelde zeeniveau is sinds 1880 met 0,21-0,24 m gestegen.De stijging gaat in deze tijd in een versneld tempo: van 1,4 mm/jaar in de 20e eeuw tot 3,6 mm/jaar in de periode 2006-2015, en 4,3 mm/jaar na 2015.[2]
In 2023 lag het wereldgemiddelde zeeniveau 101,4 millimeter (0,1 m) boven het niveau van 1993, en was toen het hoogste jaargemiddelde in de satellietwaarnemingen. In de afgelopen jaren was ongeveer een derde van de zeespiegelstijging te wijten aan het warmer worden van het water. Het aandeel door het smelten van gletsjers, met name die op Groenland en Antarctica wordt steeds groter en vormt twee derde. Het jaar 2024 werd het warmste sinds 1880, met een gemiddelde stijging van 1,5°C sinds de industriële revolutie.[3] In 2024 draaide die verhouding smelten/uitzetten om en werd twee derde van de zeespiegelstijging veroorzaakt door het uitzetten van de ongewoon warme oceanen.[4]
De zeespiegelstijging op een specifieke locatie kan door verschillende processen anders zijn dan het wereldgemiddelde. Dat kunnen veranderingen zijn in de oceaan in de buurt van die locatie, veranderingen in het zwaartekrachtsveld van de aarde door veranderingen in de opslag van ijs of water op het land, de verticale beweging van land, en veranderende windpatronen. De zeespiegelstijging door het smelten van de Groenlandse ijskap zal bijvoorbeeld weinig effect hebben op het Verenigd Koninkrijk en Nederland, maar elders weer meer. (Zie Regionale verschillen: Europa.) Regionale verschillen ontstaan ook door natuurlijke variabiliteit in de windsterkte. In de trechter van de Noordzee bijvoorbeeld wordt het water in het kanaal opgestuwd.
Bronnen:
Wat merken we nu al?
Begin januari 2025 publiceerde de Copernicus Climate Change Service (C3S) van de EU het rapport Global Climate Highlights 2024. Over de oceanen schrijft het rapport:[1]
- De jaargemiddelde zee oppervlakte temperatuur (SST) boven de extrapolaire (tussen 60°S en 60°N) oceaan bereikte een recordhoogte van 20,87°C in 2024.
- De extrapolaire SST bereikte recordhoogten voor de tijd van het jaar van januari tot juni 2024, na de reeks maandrecords die in mei 2023 begon. Van juli tot december 2024 was de SST de op één na warmste, na 2023.
- 2024 werd weliswaar beïnvloed door de resteffecten van de sterke El Niño gebeurtenis in 2023 maar ook de temperaturen tijdens El Niño laten een stijging zien met de tijd.
- Record waarden werden gemeten in de Noord-Atlantische Oceaan, de westelijke Stille Oceaan en de Indische Oceaan.
De figuur laat duidelijk zien dat de hoge SST waarden in 2024 deels te verklaren zijn met het El Niño 2023-24 effect maar dat ook El Niño periodes een lange-termijn opwarming hebben.
In sommige kustgebieden heeft de zeespiegelstijging al geleid tot afkalven van duinen en het in zee verdwijnen van huizen. In landbouwgebieden vindt verzilting plaats. In vlakke landen als Nederland levert het problemen op met de waterafvoer van rivieren. Daarnaast ontstaan problemen voor dijken en andere waterkeringen.
Oceaanverzuring
Zie ook: Tipping points — Oceaanverzuring.
De concentratie van het broeikasgas kooldioxide (CO2) is enorm toegenomen sinds het begin van de industriële revolute.[2] De oceaan absorbeert 30% van de CO2 in de atmosfeer en dus is de concentratie ook hier toegenomen. Opgelost vormt CO2 met water een zwak zuur door de vorming van waterstof ionen. De oceanen worden daardoor zuurder (m.a.w. de pH-waarde van het zeewater neemt af). Deze processen zijn goed omschreven en kunnen daarom gemodelleerd worden tot modellen die wereldwijd de pH veranderingen voorspellen.[3] De toename van CO2 in de oceanen heeft ervoor gezorgd dat de gemiddelde concentratie waterstof ionen met 30% is gestegen sinds het begin van de industriële revolutie (de pH is gedaald van gemiddeld 8,2 naar 8,05).[4]
De figuur hierboven laat gevolgen zien van stijging van de CO2-concentratie in de atmosfeer voor de CO2-concentratie en de zuurgraad in de oceaan en voor de temperatuur op land en in de oceaan. Veranderingen van de CO2-concentratie in de atmosfeer in rood; partiële CO2-druk in de oceaan in groen; pH van de oceaan in paars. De lichtgekleurde banden geven de variabiliteit binnen de jaren aan. De blauwe grafieken geven de afwijking van de gemiddelde temperatuur (1880-2018) van het land en de oceanen (streepjeslijn).
De volgende animatie laat de veranderingen zien van de pH van het oppervlaktewater vanaf 1750 tot 2100.[3]
Deze kaart zou voor deze eeuw blauwe oceanen moeten laten zien. De gemiddelde pH-waarde van een oceaan voor de industriële revolutie was 8,2 en op veel plaatsen is de grens van 7,95-8,0 al overschreden. Kalk lost op onder zure omstandigheden, dus een afname van de pH is vooral schadelijk voor dieren die een kalkskelet hebben, zoals schelpdieren en koralen. Door de verzuring wordt het voedselweb beïnvloed.[4]
Bronnen:
- ↑ 1,0 1,1 Global Climate Highlights 2024 | Copernicus
- ↑ Earth's CO2 Home Page | CO2.earth
- ↑ 3,0 3,1 Global Surface Ocean Acidification Indicators From 1750 to 2100 | Journal of Advances in Modeling Earth Systems (JAMES)
- ↑ 4,0 4,1 What is Ocean Acidification? | NOAA
- ↑ Trends in temperature, CO2 and pH | GRID Arendal, Noorwegen
Wat staat ons deze eeuw te wachten?
Zeeniveau
Het wereldgemiddelde zeeniveau (GMSL) is sinds 1900 ongeveer 0,21 m gestegen, in een versnellend tempo. In 2023 bereikte GMSL zijn hoogste waarde tot dan toe. Voorspellingen van het GMSL zijn gedaan met computersimulaties waarin verschillende scenario’s gekozen zijn voor de uitstoot van broeikasgassen, de SSP's (Shared Socioeconomic Pathways) van het IPCC. De GMSL zal tegen 2100 waarschijnlijk 0,28-0,55 m gestegen zijn bij een scenario met zeer lage emissies (SSP1-1,9) en 0,63-1,02 m bij een scenario met zeer hoge emissies (SSP5-8,5) ten opzichte van het gemiddelde van 1995-2014. GMSL-simulaties die rekening houden met de mogelijkheid van een snelle desintegratie van de polaire ijskappen voorspellen een stijging tot 5 m in 2150.[1]
(Zie Verdieping: High-end’ schatting van zeespiegelstijging.)
Deze voorspelde stijgingen zullen een grote impact hebben op kustgebieden en eilanden wereldwijd. Latijns-Amerika, het Caribisch gebied, de Stille Oceaan en kleine eilandstaten in ontwikkeling (SIDS) zullen naar verwachting veel land en essentiële infrastructuur verliezen door permanente overstromingen. Honderden dichtbevolkte steden zullen worden blootgesteld aan een verhoogd overstromingsrisico als we op dezelfde weg doorgaan.
De processen die leiden tot zeespiegelstijging zijn goed begrepen. Onzekerheid bestaat echter over de belangrijkste processen die de snelheid bepalen waarmee het ijs van de polaire ijskappen in de toekomst zal afnemen. Dat maakt het moeilijk om nauwkeurige voorspellingen te doen.
Het meest ernstige scenario met de hoogste uitstoot is weliswaar het minst waarschijnlijk maar de gevolgen zijn dusdanig ernstig dat dit op alle mogelijke manieren moet worden vermeden.
Effecten op het zeeleven
De effecten die het meest in het nieuws komen zijn die door temperatuursverhoging. Het smelten van het zeeijs is desastreus voor de iconische ijsbeer.[3] [4] In warmere streken worden koraalriffen ernstig bedreigd. In 2025 werd bekend gemaakt dat 84% van de koraalriffen zijn verbleekt, een teken van slechte conditie met kans op sterfte.[5]
Dichter bij huis zijn de gevolgen ook ernstig, vooral in de ondiepe zeeën en kustgebieden. Niet alleen verdrinken ecosystemen, denk aan de wadplaten in de Waddenzee of mangrove bossen, maar ook de temperatuur neemt in ondiep water sneller toe. Dit is nadelig voor bijvoorbeeld schelpdieren en heeft in de Nederlandse Zeeuwse kust en Waddenzee verschillende keren geleid tot massale sterfte van kokkels.[6] Door de opwarming neemt ook de zuurstof in het water af, waardoor planten en dieren dood kunnen gaan. Deze ecosystemen zijn kraamkamers, bieden bescherming en zijn belangrijke foerageergebieden voor trekvogels. Een verslechtering van de omstandigheden hier, heeft gevolgen hebben voor de rest van het mariene ecosysteem.[7]
De verzuring van de oceanen beïnvloedt het mariene leven door het werkelijk zuurder worden van het water en door de hieraan gekoppelde vermindering van carbonaat ionen. Uit laboratorium studies[8] is gebleken dat
- dieren met kalkskeletten of kalkhuisjes direct benadeeld worden, bijvoorbeeld schelpen, zeeëgels, koraal;
- organismen die gevoelig zijn voor de zuurgraad meer energie moeten steken in de bescherming tegen de lagere pH of schade ondervinden, zoals mossels, zeeëgels en krabben, maar ook larven van veel dieren zullen zich minder goed ontwikkelen;
- dieren hoger in de voedselketen of voedselweb benadeeld worden door afname van voedsel.
(Merk op: Tegenwoordig spreekt men liever van een voedselweb om aan te geven dat een ecosysteem uit meerdere voedselketens bestaat, die schakels gemeenschappelijk hebben.[9])
Niet alle dieren reageren op dezelfde manier, bovendien zijn andere omstandigheden, zoals voedsel en de aanwezigheid van andere organismen, belangrijke factoren die in laboratorium studies niet meegenomen kunnen worden. Zo heeft de temperatuursverhoging een negatieve invloed op gevoeligheid voor de zuurgraad en is dus een dubbel negatief effect van de klimaatsverandering.[10]
Effecten die elkaar beïnvloeden zijn ook gemeten in recente studies aan algen in equatoriale wateren.[11] [12] Algen of fytoplankton vormen de basis van de voedselweb in zee. Het groeit dichtbij het oceaanoppervlak, waar het zonlicht dat de fotosynthese [13] aandrijft, kan doordringen. Fytoplankton neemt CO2 op en produceert zuurstof en is dus belangrijk voor het ecosysteem. Gebleken is dat de effecten van de zuurgraad afhangen van de beschikbaarheid van nitraat, een belangrijke voedingsstof en een biologisch bruikbare vorm van stikstof. Bovendien bleek per soort fytoplankton de gevoeligheid voor de zuurgraad en temperatuur te verschillen.
De onderzoekers voorspellen dat in equatoriale gebieden de toenemende verzuring van de oceanen binnen een halve eeuw de opname CO2 drastisch zal verminderen. Vermindering van de CO2 opname capaciteit van de oceanen versnelt de opwarming en dit is daarmee een serieus effect van de verzuring.
Bronnen:
- ↑ 1,0 1,1 Global and European sea level rise | European Environment Agency (EEA)
- ↑ Evolving Understanding of Antarctic Ice-Sheet Physics and Ambiguity in Probabilistic Sea-Level Projections | Earth's Future
- ↑ High-energy, high-fat lifestyle challenges an Arctic apex predator, the polar bear | Science
- ↑ Polar Bear Research | USGS
- ↑ 84% of the world’s coral reefs impacted in the most intense global coral bleaching event ever | International Coral Reef Initiative (ICRI)
- ↑ Winters not too cold, summers not too warm: long-term effects of climate change on the dynamics of a dominant species in the Wadden Sea: the cockle Cerastoderma edule L. | Marine Biology
- ↑ The Shocking Impact of Climate Change on Ocean Life | Climate Cosmos
- ↑ Effects of Ocean and Coastal Acidification on Marine Life | U.S. Environmental Protection Agency (EPA)
- ↑ Voedselweb | Wikipedia
- ↑ Impacts of ocean acidification on marine organisms: quantifying sensitivities and interaction with warming | Global Change Biology
- ↑ More carbon dioxide in oceans could harm carbon-eating microbes, speed climate change | Science
- ↑ Eukaryotic phytoplankton drive a decrease in primary production in response to elevated CO2 in the tropical and subtropical oceans | PNAS
- ↑ Fotosynthese | Wikipedia
Regionale verschillen
Europa
In de toekomst zal de relatieve zeespiegelverandering langs het grootste deel van de Europese kustlijn naar verwachting redelijk vergelijkbaar zijn met het mondiale gemiddelde. De belangrijkste uitzonderingen zijn de noordelijke Oostzee en de noordelijke Noorse kusten. Hier stijgt het land als gevolg van veranderingen in het zwaartekrachtsveld van de Groenlandse ijskap en door postglaciale opheffing.[1]
Dat laatste refereert aan een al millennia durend proces. Het landijs dat in Scandinavië lag gedurende de laatste ijstijd was zo zwaar dat het het land naar beneden drukte. Sinds de Scandinavische ijskap is weggesmolten ‘ontspant’ de aardplaat hier en stijgt langzaam. Als gevolg daarvan trekt de zee zich hier langzaam terug. Deze relatieve zeespiegel bokst op tegen de zeespiegelstijging door klimaatverandering. Verwachting is dan ook dat de zeespiegel ten opzichte van land in deze regio's langzamer zal stijgen dan elders, of zelfs dalen.
Nederland
Langs de Nederlandse kust begon zo’n 60 jaar geleden een versnelling van de zeespiegelstijging. Die versnelling hangt samen met een krachtiger windeffect als gevolg van het naar het noorden verschuiven en sterker worden van de straalstroom (jet streams).[3]
Nederland heeft sinds de Watersnoodramp van 1953 de Deltawerken aangelegd en talloze dijken versterkt. Bij verdere stijging van de zeespiegel kan die infrastructuur onvoldoende blijken om het westen van Nederland te beschermen. Meteorologen van de Universiteit Utrecht en het KNMI wijzen erop dat een langdurige, gecontroleerde evacuatie overwogen moet worden.[3] De stijgende zeespiegel vormt een aanzienlijk risico voor het gebied en de bevolking, wat onvoorstelbare investeringen en werkzaamheden vereist om hen te beschermen.
Earth.Org heeft gemodelleerd wat de gevolgen van enkele van deze toekomstige extreme overstromingsscenario's zullen zijn in een paar grote steden in de wereld in 2100. Op hun website zijn naast Bangkok, New Orleans en Manila ook de gevolgen voor Amsterdam, Londen en Hamburg te zien. Deze modellen benadrukken de urgentie van het ontwikkelen van duurzame en effectieve strategieën om de stad en haar bewoners te beschermen tegen de gevolgen van klimaatverandering.[5]
Bronnen:
- ↑ Postglaciale opheffing | Wikipadia
- ↑ Global and European sea level rise | European Environment Agency (EEA)
- ↑ 3,0 3,1 The acceleration of sea-level rise along the coast of the Netherlands started in the 1960s | Ocean Science
- ↑ Nauwkeurig monitoren van de zeespiegel | Deltares
- ↑ Sea Level Rise Projection Map – Amsterdam | Earth.Org
Verdieping
Verdieping: ‘High-end’ schatting van zeespiegelstijging
Een groep van 28 wetenschappers en deskundigen heeft een nieuwe schatting gepubliceerd voor de hoogst mogelijke stijging van de zeespiegel. Dit wordt de 'high-end' schatting genoemd. Dit is omdat het laat zien wat er in de toekomst zou kunnen gebeuren, in plaats van wat het meest waarschijnlijk is. Deze schatting is vooral interessant voor belanghebbenden die plannen maken voor de lange termijn, voor degenen die betrokken zijn bij infrastructurele projecten met een lange levensduur of bij landgebruik aan de kust.[1]
De nieuwe schattingen zijn gebaseerd op een veelheid aan bewijsmateriaal en fysische waarschijnlijkheid voor elke zeespiegelcomponent, inclusief de belangrijke bijdrage van de Antarctische ijskap. Deze aanpak leidt tot vergelijkbare resultaten voor opwarmingsscenario’s op de korte termijn (2100) vergeleken met het laatste IPPC AR6 rapport. Een lage opwarming van 2°C geeft 0,8 m stijging voor beide prognoses, hoge opwarming van 5°C geeft 1,3-1,6 m stijging volgens de nieuwe aanpak versus 1,6 volgens IPCC AR6. Echter de lange-termijnvoorspellingen voor 2300 geven lagere zeespiegel niveaus vergeleken met het IPCC AR6. Een lage opwarming van 2°C geeft 2,2-2,5 m stijging versus 3,1 m volgens IPCC AR6, een sterke opwarming van 8-10°C geeft 8,6-10,4 m stijging versus 16,2 m volgens het IPCC AR6.
Tegen het einde van de eeuw zouden grote Antarctische ijskappen kunnen instorten. Dit kan leiden tot een catastrofale zeespiegelstijging van 9 tot 10 m tegen 2300 bij een sterk opwarmingsscenario. Als we het Akkoord van Parijs nakomen, kunnen we de potentiële opwarming van de zeespiegel beperken tot 2,2-2,5 m. We moeten dus voorbereid zijn om zowel de klimaatverandering aan te pakken als onze kustversterking en kust bewoning.Bron:
