Oceanen warmen op door verandering in wolkenpatronen
Reinout van den BornWaarom warmen sommige delen van de zee zo snel op? Een tot nog toe verborgen wolkenraadsel is weer een stukje verder ontrafeld.
Zeeën die sneller opwarmen dan verwacht, verrassende temperatuurrecords… Het lijkt alsof de oceaan ons de laatste jaren steeds vaker op het verkeerde been zet. Volgens onderzoekers blijkt een deel van de oorzaak van dit raadsel hoog boven ons hoofd te vinden. In de wolken.
Ruimteonderzoeker George Tselioudis van NASA’s Goddard Institute for Space Studies heeft er zijn levenswerk van gemaakt: het bestuderen van wolken. Waar ontstaan ze? Hoe veranderen ze? En wat betekent dat voor ons klimaat? Twee recente studies van zijn hand schetsen een zorgwekkend beeld.
Wolken, ongrijpbaar maar bepalend
Wolken lijken alledaags, maar zijn grillig en lastig te onderzoeken. Zeker boven onherbergzame gebieden zoals de poolstreken en de uitgestrekte oceanen. Dankzij satellieten krijgen wetenschappers steeds beter zicht op deze vluchtige verschijnselen. En juist de metingen van die satellieten laten nu een opmerkelijke trend zien: de wolken boven onze oceanen trekken zich langzaam terug.
Sinds de jaren ’80 is het patroon van wolken in de buien- en depressiezones op aarde veranderd, zo blijkt uit metingen van satellieten. Vooral de Intertropische Convergentiezone (ITCZ) rond de evenaar (waar steeds weer tropische onweersbuien ontstaan) en de gematigde breedtes, tussen ongeveer 30 en 60 graden noorder- en zuiderbreedte (waar lagedrukgebieden met hun kenmerkende frontale wolkenzones over de oceanen trekken) vallen op.
In die gebieden zijn wolken, die normaal gesproken veel zonlicht de ruimte in terugkaatsen, minder vaak dan voorheen te vinden. De buiengebieden rondom de evenaar waarin bewolking voorkomt, blijken smaller te worden. Tegelijkertijd schuiven de wolkenzone’s in de gematigde breedtes naar het noorden en zuiden op. Daartussen worden de regio’s met weinig bewolking in de subtropen steeds uitgestrekter en breder.
Meer zonlicht en minder reflectie: snellere opwarming
Die verschuivingen en veranderingen hebben grote gevolgen. Minder wolken betekent simpelweg dat meer zonlicht het oceaanoppervlak bereikt en daar zijn warmte afgeeft. Uit de studie blijkt dat de buienzone’s in de tropen per decennium met 1,5 tot 3 procent zijn gekrompen. Tegelijkertijd schuiven bewolkingsgebieden in de gematigde zone’s langzaam richting de polen op.
Tselioudis en zijn collega’s keken ook naar de energiebalans van de aarde: het verschil tussen inkomende zonne-energie en de hoeveelheid energie die door de aarde weer als infrarode warmte wordt uitgestraald. Ook hier geven de resultaten reden tot zorg: door het verdwijnen van wolken boven zee nemen de oceanen elk decennium zo’n 0,37 watt per vierkante meter extra aan energie op.
Ter vergelijking: eerdere satellietmetingen, bijvoorbeeld van NASA's CERES-instrument, lieten al zien dat de aarde sinds 2005 per decennium 0,47 watt per vierkante meter extra aan energie vasthoudt, vergeleken met de hoeveelheid die ze uitstraalt. Het energie-overschot dat daaruit voortkomt ,is sinds het begin van deze eeuw meer dan verdubbeld. Een groot deel van die extra energie wordt opgeslokt door de oceanen die daardoor steeds sneller opwarmen.
Een ontbrekend puzzelstukje in de klimaatverandering
Behalve de veranderingen in de wolkenpatronen boven de zeeën spelen ook broeikasgassen, het verdwijnen van zeeijs en veranderingen in de hoeveelheden stof- en roetdeeltjes in de atmosfeer een rol in het groeien van de energie-onbalans. Maar de veranderende patronen van de bewolking boven zee blijken een cruciaal, tot nu toe onderschat puzzelstukje.
Sterker nog, volgens Tselioudis is dit een van de belangrijkste verklaringen voor de plotseling zo uitzonderlijk warme oceanen én de wereldwijde temperatuurrecords in het jaar 2023. Die hitte verraste veel wetenschappers destijds en bleek – zelfs als je klimaatverandering meenam – toch moeilijk te verklaren. Pas nu wordt duidelijk dat de veranderende bewolking boven zee bij dit alles een flinke vinger in de pap heeft gehad.
Waarom veranderen de wolkenpatronen op zee?
Maar waarom zien we die veranderingen in de bewolkingspatronen? Eén mogelijke oorzaak ligt in de ongelijke opwarming van onze planeet. Vooral de Noordpool warmt veel sneller op dan de evenaar, en volgens klimaatmodellen doet dit de Hadley-cellen – de grote luchtstromen tussen de tropen en de subtropen – uitrekken.
Eigenlijk komt het erop neer dat de koude cel rond het poolgebied kleiner wordt, terwijl de tropische cel en de gematigde cel groter worden en naar het noorden uitbreiden. Zo ontstaat er in die twee laatste cellen meer ruimte voor de weersystemen die zich daarin bevinden, zoals de ITCZ (de buienzone rond de evenaar) en de depressies met hun storingen en wolkengebieden in de gematigde zone. Daartussen groeit de ruimte voor droge en wolkenarme gebieden.
Toch is nog niet met zekerheid te zeggen dat het raadsel nu echt is opgelost, waarschuwt Tselioudis. ‘Het klimaatsysteem is complex, er kunnen ook andere processen meespelen,’ aldus de onderzoeker.
De oceaan als aanjager van extreem weer
Wat wél zeker is: de veranderingen in de bewolking doen zich voelen. De oceaan warmt sneller op dan verwacht en door die extra warmte krijgen we ook met extremere weersomstandigheden te maken, variërend van zwaardere regenval tot vaker optredende hittegolven.
De komende jaren zullen klimaatwetenschappers, gewapend met nieuwe satellietgegevens en verbeterde klimaatmodellen, verder speuren naar de oorzaken van dit wolkenraadsel. Want als je de wolken begrijpt, begrijp je de toekomst van het klimaat ook weer beter.
