Waterfietsen staan werkloos in de bedding van de Zayandeh Roud-rivier in Isfahan in Iran. Copyright 2018 The Associated Press. All rights reserved.

Nieuwe voorspellingsmethode: 2018-2022 worden abnormaal hete jaren

De wereldwijde hittegolf van deze zomer zal van 2018 een uitzonderlijk warm jaar maken, en ook de volgende jaren zal dat het geval zijn volgens een Franse en een Nederlandse onderzoeker. Zij ontwikkelden een nieuwe methode om meerjarige voorspellingen te doen, gebaseerd op patronen in de waarnemingen in het verleden. Met die nieuwe methode voorspellen ze dat 2018 tot 2022 wereldwijd zelfs nog warmer gaat worden dan verwacht kan worden op basis van enkel de huidige opwarming van de aarde. 

In een veranderend klimaat neemt de vraag naar accurate en betrouwbare meerjarige voorspellingen alsmaar toe, aangezien die de sleutel zijn om te bepalen wat de impact zal zijn van regionale klimaatveranderingen die samenhangen met de wereldwijde temperatuur, zoals bijvoorbeeld extreme neerslag of extreme droogte, of intense orkaanactiviteit.

De chaotische aard van het weersysteem beperkt echter de nauwkeurigheid van de voorspellingen op een dergelijke termijn. Daarom hebben de Franse onderzoeker Florian Sévellec, een CNRS-onderzoeker bij het Laboratory for Ocean Physics and Remote Sensing en aan de University of Southampton, en zijn Nederlandse collega Sybren Drijfhout van het Koninklijk Nederlands Metereologisch Instituut (KNMI) een nieuwe methode ontwikkeld om het weer op langere termijn te voorspellen.

Hun methode verschilt van de gebruikelijke simulaties aan de hand van computermodellen. De onderzoekers hebben de gemiddelde wereldtemperatuur van de laatste 140 jaar bestudeerd, zowel van de lucht aan het oppervlak als van het oppervlak van de zeeën, en geprobeerd daarin patronen te herkennen. 

Ze zochten meer bepaald naar patronen die los stonden van wat externe klimaatforcering wordt genoemd. Veranderingen in de gemiddelde wereldwijde temperatuur op het land kunnen voor een deel verklaard worden door veranderingen in de externe klimaatforcering. Dat zijn factoren die het weer in een bepaalde richting dwingen, terwijl ze zelf buiten het weersysteem staan, zoals bijvoorbeeld vulkaanuitbarstingen - die voor afkoeling zorgen - of broeikasgassen - die voor opwarming zorgen. 

Naast die externe factoren, blijft er echter steeds nog een restfactor over, die gezien kan worden als de interne veranderlijkheid van het klimaat. Deze veranderlijkheid is dominant over de trend die wordt opgelegd door de externe forcerende factoren wanneer het gaat over voorspellingen voor meerdere jaren of tientallen jaren, en ze staat centraal in meerjarige klimaatvoorspellingen. Die interne veranderlijkheid was ook waar de onderzoekers op zoek naar waren in hun studie.    

Een Koreaanse man zoekt tijdens de huidige hittegolf verkoeling in de Cheonggye-rivier in Seoel. Copyright 2018 The Associated Press. All rights reserved

Betrouwbaar

Gewapend met hun statistisch model gingen de onderzoekers op zoek naar "analogen" van de huidige klimaatsomstandigheden, om dan te kijken naar wat de toekomst toen bracht, en wat de toekomst nu zou kunnen brengen. 

Bij de NOS vergeleek onderzoeker Drijfhout de methode met het weer van dag tot dag. "We kijken wat voor weer het vandaag is, en ook wat het gisteren en eergisteren was. Zo kan je reeksen maken en die vergelijken met historische weergegevens", zo zei hij in het NOS Radio 1 Journaal. "Dat moet je niet te precies doen, en je hebt veel reeksen nog, zeg een stuk of honderd. Op basis daarvan kan je zeggen wat in die voorgaande situaties meestal het weer werd de dagen daarop."  En dan is de kans dus groot dat ook op de huidige, gelijkaardige situatie, datzelfde weer zal volgen. Alleen hielden Drijfhout en Sévellec zich dus niet bezig met het weer van dag tot dag, maar met de gemiddelde temperaturen per jaar. 

Eens hun methode op punt stond, testten de onderzoekers haar door "hindcasts" te doen, het systeem laten voorspellen welk weer het in het verleden zou zijn. Hun PROCAST-methode bleek minstens even accuraat en betrouwbaar als de huidige methoden, en ze bleek in staat te voorspellen dat het klimaat in de 10 jaar na 1998 tijdelijk niet langer opgewarmd is, maar dat de opwarming van de aarde toen tijdelijk afgevlakt is. 

Twee mannen kijken naar de droge bedding van de rivier de Doubs in de buurt van Pontarlier in Frankrijk. AFP or licensors

"Abnormaal warm weer blijft nog jaren voortduren"

Uiteraard hebben de onderzoekers hun methode ook gebruikt om voorspellingen te maken voor de toekomst, en ze voorspellen dat het de komende tijd abnormaal warm zal blijven, zelfs bovenop de verwachte temperatuurstijgingen door de door mensen veroorzaakte opwarming van de aarde. Volgens Drijfhout bij de NOS is dat een reactie op het feit dat de opwarming van de aarde in het eerste decennium na 1998 tijdelijk stilgevallen is. De oceanen hebben toen extra warmte opgenomen, en nu geven ze die warmte weer af. 

Voor 2018 voorspellen ze een grote kans op een abnormale warmte, wat vooral veroorzaakt wordt door het uitblijven van "koude gebeurtenissen", gevallen waarin het uitzonderlijk koud is. 

Voor de volgende twee jaar verwachten ze een toegenomen kans op warme periodes, wat veroorzaakt wordt door een toegenomen kans op "intense warmte gebeurtenissen" voor de luchttemperatuur en zelfs van "extreme warmte gebeurtenissen" voor de temperatuur van het zee-oppervlak. 

Op nog langere termijn, voor de periode van 2018 tot en met 2022, verwachten ze een evenwicht tussen koudere en warmere temperaturen voor wat de luchttemperatuur betreft, maar een grotere kans op warmere temperaturen voor het zee-oppervlak. En de kans op extreme temperaturen is daar zelfs vier keer groter dan normaal. 

Over het algemeen voorspelt hun PROCAST-methode dat de huidige abnormaal warme toestand die wordt vastgesteld zowel in de luchttemperatuur als in de temperatuur van het oppervlak van de oceanen, de volgende vijf jaar zal blijven voortduren, en mogelijk zelfs nog langer voor de temperatuur van het zee-oppervlak. 

Parijzenaars zoeken verkoeling onder de douches van "Paris Plage", langs de oevers van de Seine. Copyright 2018 The Associated Press. All rights reserved.

Een app?

De onderzoekers merken op dat hun methode slechts een meeteenheid voorspelt, de temperatuur, maar dat daar tegenover staat dat ze extreem efficiënt is. De traditionele voorspellingsmethoden geven weliswaar het hele klimaat in een voorspelling, maar ze hebben daar veel rekentijd voor nodig op supercomputers.  

Eens het algoritme van de onderzoekers "aangeleerd" is, een proces dat enkele minuten duurt, komen de voorspellingen al na enkele hondersten van een seconde op een laptop. Momenteel geeft de methode enkel een wereldwijd temperatuursgemiddelde, maar de onderzoekers hopen dat in de toekomst om te schakelen naar een voorspelling van het klimaat. Mogelijk kan dan later ook de impact op regionale schaal van extreme neerslag en droogte, en intense orkaanactiviteit volgen. Op die manier zou de wetenschappelijke gemeenschap, en ook het brede publiek er toegang toe hebben door een eenvoudige applicatie te laten lopen op hun persoonlijke computer.   

De studie van Sévellec en Drijfhout is gepubliceerd in "Nature Communications".