Wolken en Klimaat

1. Wolken en Klimaat Reinout Boers, KNMI Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

2. Svante Arrhenius 1859 – 1927 Nobel Prize Chemistry 1903 Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

3. Svante Arrhenius Meteorology was zijn hobby(!) Arrhenius postuleerde als eerste (1895) dat toenemende CO2 verantwoordelijk zou zijn voor temperatuurverhoging van de atmosfeer en dat ‘the slight percentage of carbonic acid in the atmosphere may, by the advance of industry, be changed to a noticable degree in the course of a few centuries’ Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

4. Het heeft 90 jaar geduurd om dit op de wetenschappelijke agenda te krijgen Het heeft 100 jaar geduurd om dit op de politieke agenda te krijgen Na 110 jaar geloven er nog steeds mensen niet dat de theorie of ondersteunende metingen juist zijn Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

5. Waarom? Temperatuurverandering is zeer moeilijk meetbaar Vele andere factoren die ook een rol spelen in klimaatverandering, Zoals…………. Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

6. Wolken Focus is hier op stralingshuishouding: Huidige Klimaat is zeer gevoelig voor veranderingen in • Bedekkingsgraad • Hoogte • Ijs / water verhouding, microfysica • Effect op stralingshuishouding van atmosfeer Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

7. Wolken Verder: a) Hoe wolken veranderen in een veranderend klimaat is onduidelijk b) De beschrijving van wolken in klimaatmodellen is moeilijk, zodat … Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

8. Een groot deel van de onzekerheid in klimaatvoorspellingen is het gevolg van de onzekerheid over de juiste representatie van wolken Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

9. De stralingstemperatuur van de aarde is een afspiegeling van de balans tussen de inkomende zonnestraling en de uitgaande longgolvige atmosferische straling Fsw = 1367 Wm-2 A = 0.3 Flw= Teff4 = 239 Wm-2 Teff = 255 K Wolken CO2 Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

10. Lage wolken, hoge reflectiviteit Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

11. Hoge wolken, lage reflectiviteit Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

12. Dikke wolken, hoge reflectiviteit Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

13. Zeer dikke wolken, zeer hoge reflectiviteit Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

14. Zeer variabele wolken, zeer variabele reflectiviteit Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

15. Effect van wolken in de atmosfeer Lage reflectiviteit, lage stralingstemperatuur Hoge reflectiviteit, hoge stralingstemperatuur Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

16. Effect van lage wolken met hoge reflectiveit, hoge stralingstemperatuur Koelen de atmosfeer af Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

17. Effect van hoge wolken met lage reflectiveit, lage stralingstemperatuur Warmen de atmosfeer op Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

18. Het begrip ‘Cloud forcing’ Netto straling (‘in’ – ‘uit’) met wolkenminNetto straling (‘in’ min ‘uit’) zonder wolken Positief, dan blijft er energie hangen in het systeemNegatief, dan verdwijnt er energie uit het systeem Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

19. Mondiale metingen van wolken met behulp van satellieten, Het International Satellite Cloud Climatology Program (ISCCP) Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

20. Jaarlijkse ISCCP Lage Wolken Bedekkingsgraad, 1983 - 1990 Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

21. Jaarlijkse ISCCP Hoge Wolken bedekkingsgraad, 1983 - 1990 Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

22. Jaarlijkse ERBE Wolken Stralingsforcering Netto Effect van Wolken: Koeling Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

23. Hoe veranderen wolken bij een veranderend klimaat? Wat weten we redelijk zeker: Anthropogene invloeden Broeikas verwarming Aerosol emissie Wolken bevatten meer water Wolken bevatten meer druppels Thermo dynamica Micro fysica Werkt broeikas verwarming tegen Reflecteren meer zonnestraling Negatieve feedback Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

24. OD CDNC Wolken optische dikte Wolken Druppel Hoeveelheid en Grootte A OD Wolken Albedo CDNC CCN F A CCN CCN Massa Stralingsbudget Aerosol emissie Aerosol massa Effect van antropogene emissie van aerosolen op wolken Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

25. Hoe veranderen wolken bij een veranderend klimaat? Wat weten we niet: Anthropogene invloeden Broeikas verwarming Aerosol emissie Veranderende gelaagheid, Bedekking, Regionale effecten Dynamica Verhouding ijs / water Micro fysica Onduidelijke feedback, Positief? Reflecteren meer / of minder zonnestraling Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

26. Hoe veranderen wolken bij een veranderend klimaat? Als…… Meer hoge wolken, of minder lage wolken Verwarming Minder hoge wolken, meer lage wolken Afkoeling Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

27. Trends in mondiale bewolking (overdag) Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

28. Trends in mondiale bewolking (overdag) Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

29. Gevoeligheid van temperature ten gevolge van verandering in mondiale reflectiviteit Nummers invullen (A=0.01) Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

30. Wolken in klimaatmodellen, problemen Representatie / koppeling van schalen Convectie, sub-grid processen Stralingseigenschappen van ijswolken Vereenvoudiging van stralingstransport Representatie van link aerosolen-wolken Mens, Water en Klimaat, Juni 2005

31. Conclusies Netto effect van wolken in huidige klimaat is afkoeling In een veranderend klimaat: Anthropogene aerosolen en thermodynamische effecten versterken koeling Voorspelde veranderingen in gelaagdheid en regionale verdeling zijn soms: meer afkoeling, soms meer opwarming Veel is onzeker Mens, Water en Klimaat, Juni 2005