Verbeterde klimaatmodellering kan visbestanden in de Noord-Atlantische Oceaan voorspellen, evenals opwarmingseffecten op het noordelijk halfrond, bijvoorbeeld in Europa en Noord-Amerika.

Breekbaar en blootgesteld aan klimaatverandering, het noordpoolgebied warmt drie keer sneller op dan de rest van de planeet. Terwijl de bevroren grond smelt, kooldioxide en methaan dat erin vastzit, komen in de atmosfeer terecht, verder bijdragen aan de opwarming van de aarde.

Michaël Mann, de speciale gezant van de EU voor het noordpoolgebied, beschrijft de huidige milieusituatie in het noordpoolgebied als buitengewoon ernstig. Hij waarschuwt:"Het wordt alleen maar erger en erger."

De gevolgen worden elders gevoeld. Extreme gebeurtenissen in Europa, zoals de ongewoon zware sneeuwval in Griekenland en Spanje afgelopen winter, wordt verondersteld verband te houden met de opwarming in de meest noordelijke regio's. "Het noordpoolgebied is de belangrijkste verdachte voor grotere veranderingen in de omstandigheden op het noordelijk halfrond, " zei Dr. Steffen Olsen, een klimaatonderzoeker aan het Deens Meteorologisch Instituut in Kopenhagen.

Aangezien het noordpoolgebied het brandpunt is van de wereldwijde klimaatverandering, het beter kunnen voorspellen van de opwarming van het Noordpoolgebied zou de impact ervan kunnen verminderen, zowel in het noordpoolgebied als elders.

De EU bereidt zich voor om zich aan te passen aan de snelle veranderingen die het Noordpoolgebied doormaakt. Een van de doelstellingen van de EU-missies, namelijk aanpassing aan klimaatverandering, is om nieuwe strategieën en oplossingen te bieden en gemeenschappen in staat te stellen de maatschappelijke transformatie te leiden. De EU-missie Restore Our Ocean and Waters by 2030 zal innovatieve oplossingen op bekkenschaal (zeebekken en stroomgebied) inzetten via missievuurtorens die elk zullen leiden tot een van de missiedoelstellingen. Een vuurtoreninitiatief voor het Atlantische en Arctische zeebekken maakt deel uit van de missiedoelstelling om mariene ecosystemen en biodiversiteit te beschermen en te herstellen.

Het nieuwe Arctische beleid van de EU staat ook in het verschiet om nieuwe uitdagingen en kansen aan te pakken.

Waarom zijn klimaatmodellen niet beter in het voorspellen van de opwarming van het noordpoolgebied?

Bestaande klimaatmodellen beschrijven typisch de fysica van grootschalige processen in de atmosfeer en de oceaan, zoals atmosferische jetstreams of hoe ijs zich terugtrekt. Echter, veel kleinschalige fenomenen zijn niet goed vertegenwoordigd. Dit geldt met name voor voorspellingen voor het noordpoolgebied, die nauwkeurigheid missen. "Afgezien van onzekerheden bij het weergeven van verschillende aspecten van de atmosfeer, we zien ook dat de paden van oceaanstromingen van de Noord-Atlantische Oceaan naar de Noordpool slecht vertegenwoordigd zijn in onze modelsystemen, ' zei dokter Olsen.

Samen met zijn collega's in het door Horizon 2020 gefinancierde Blue-Action-project, Dr. Olsen wil de manier waarop het klimaat op het noordelijk halfrond, inclusief het noordpoolgebied, wordt gemodelleerd en voorspeld. Ze richtten zich op variabiliteit van het ene jaar op het andere en tussen decennia. Voorspellingen op deze mid-range tijdschalen ontbreken vaak, ondanks hun potentieel om belangrijke details over klimaatveranderingen te onthullen. "Dat kan betekenen dat je een aantal jaren hebt waarin de omstandigheden niet het meer lineaire spoor van (voorspelde) scenario's volgen, " verklaarde Dr. Olsen. "Een opwarmingstendens kan gedurende enkele jaren worden omgekeerd, bijvoorbeeld."

Leden van het Blue-Action-team voerden eerst verschillende complexe experimenten uit waarbij ze sterke en zwakke punten in huidige klimaatmodellen konden identificeren. Vervolgens, ze waren in staat om verbeteringen aan te brengen, bijvoorbeeld door aanvullende gegevens op te nemen, zoals het effect van scheuren in Arctisch zee-ijs op warmteflux. Ze ontdekten ook hoe ze de belangrijkste componenten konden voorspellen die bijdragen aan de atmosferische variabiliteit boven de Noord-Atlantische Oceaan. Van deze factoren is bekend dat ze een groot effect hebben op de winterse omstandigheden in Europa.

Van het voorspellen van visbestanden tot vroegtijdige waarschuwing voor hittegolven

Deze verbeterde klimaatmodellen werden gebruikt om nieuwe voorspellingssystemen te ontwikkelen. Het team ontwikkelde een systeem dat bepaalde visbestanden in de Noord-Atlantische Oceaan over een periode van 10 jaar kan voorspellen. bijvoorbeeld, veranderingen zoals schommelingen in de oppervlaktewatertemperatuur spelen een rol bij het migreren en reproduceren van vissen. "Het is de eerste keer dat je voorspellingen van visbestanden jaren van tevoren ziet, gebaseerd op voorspellingen van klimaatmodellen, " zei dr. Olsen.

Ze creëerden ook een systeem voor vroegtijdige waarschuwing voor Europese regio's om de impact van hittegolven op de menselijke gezondheid te helpen verminderen, die de afgelopen decennia meer dodelijke slachtoffers hebben gemaakt op het continent dan enige andere extreme weersgebeurtenis. Door hun nieuwe klimaatmodellen te combineren met hittesterftegegevens uit 16 landen, het systeem maakt het mogelijk om preventieve maatregelen te nemen als er hoge temperaturen worden verwacht. "Dat was een veelbelovende lijn van serviceontwikkeling, " zei dr. Olsen.

Optimaal gebruik maken van goede observaties

Een beter gebruik van bestaande monitoringsystemen kan ook helpen om klimaatmodellen te verbeteren. Dr. Thomas Jung, hoofd van de sectie Climate Dynamics aan het Alfred Wegener Instituut in Bremerhaven, Duitsland en zijn collega's, waren ook gericht op het verbeteren van klimaatvoorspellingen in het noordpoolgebied als onderdeel van het APPLICATE-project, onder meer door de rol van waarnemingen te onderzoeken. "Je hebt waarnemingen op de juiste plaats nodig en als je eenmaal goede waarnemingen hebt, je moet ze zo goed mogelijk gebruiken, " zei dr. Jung.

Het team voerde experimenten uit waarbij ze bepaalde soorten waarnemingen uit klimaatmodellen van het Noordpoolgebied verwijderden om te zien hoe dit de voorspellingen zou beïnvloeden. Ze ontdekten dat microgolfobservaties van satellieten, die temperatuur en vochtigheid kunnen aangeven, had de grootste impact op de prognoses op middellange termijn.

Het project was ook gericht op het ontwikkelen van meer gedetailleerde en nauwkeurige klimaatmodellen op middellange afstand voor het noordpoolgebied die in de praktijk zouden kunnen worden gebruikt. Om ervoor te zorgen dat ze op grote schaal zouden worden toegepast, werkten ze samen met modelleringsexperts van weersvoorspellingscentra in Europa. Aangezien er een paar Arctische landen op het continent zijn, zoals Noorwegen, IJsland, Denemarken, Zweden en Finland, meer geavanceerde weersvoorspellingen zouden ten goede komen aan lokale beleidsmakers, bedrijven en mensen, zodat ze beter voorbereid kunnen zijn op aanstaande veranderingen.

De link van het poolklimaat met lagere breedtegraden

Om erachter te komen hoe klimaatverandering in het noordpoolgebied de zuidelijker gelegen gebieden beïnvloedt, de wetenschappers experimenteerden met meerdere klimaatmodellen. Ze concentreerden zich op het begrijpen van de fysieke mechanismen waardoor opwarming in het noordpoolgebied het klimaat en het weer op lagere breedtegraden zou beïnvloeden.

De resultaten van het team suggereren dat het verband tussen klimaatverandering in het noordpoolgebied en extreme weersomstandigheden in Europa en Noord-Amerika mogelijk wordt overschat. "Er is een verband; hier bestaat geen twijfel over, " merkte Dr. Jung op. "Maar het is waarschijnlijk niet zo groot als door waarnemingen wordt gesuggereerd."

Er is nog een verband tussen de opwarming van het noordpoolgebied en wat er gebeurt op lagere breedtegraden, te. Klimaatveranderingen in poolgebieden worden niet in de eerste plaats veroorzaakt door de bewoners, blijkbaar, maar eerder door emissies die door de rest van de wereld worden geproduceerd. "Het probleem moet mondiaal worden aangepakt, " zei Mann.

Een ambitieus klimaatactieplan voor het noordpoolgebied

In een poging om dit te doen, het Arctisch beleid van de Europese Unie (EU) heeft tot doel de effecten van klimaatverandering in de regio aan te pakken en duurzame ontwikkeling en internationale samenwerking te bevorderen. Het aanpakken van permafrost-dooi in het noordpoolgebied is een van de problemen die aan de orde zullen komen wanneer het beleid deze maand wordt bijgewerkt. Satellieten die deel uitmaken van het Copernicus-programma van de EU, bijvoorbeeld, kan helpen bij het volgen van veranderingen, omdat ze de dikte van bevroren grond kunnen meten. "Ik denk dat Copernicus een grote rol zal spelen, " zei Mann.

Het nieuwe beleid zal ook gericht zijn op zwarte koolstof, of roet. Het trekt zonlicht en warmte aan wanneer het wordt afgezet op sneeuw en ijs in het noordpoolgebied, bijdragen aan de opwarming. Echter, veranderingen in deze emissies zijn momenteel moeilijk te volgen:Er zijn weinig meetlocaties en grote gebieden waar geen waarnemingen worden gedaan. "Het opzetten van meetstations moet het uitgangspunt zijn, " merkte Mann op. "Hopelijk, de EU kan daar een handje bij helpen."