Laaghangende bewolking remde de opwarming van de aarde tot nu toe, maar dat gaat veranderen

Lage bewolking boven de tropische oceaan heeft de opwarming van de aarde de afgelopen decennia waarschijnlijk sterker afgeremd dan tot nu toe werd gedacht. Maar dat gaat in de toekomst veranderen.

Dat blijkt uit een nieuwe studie van Columbia University, waarin onderzoekers de ontwikkeling van lage bewolking tussen 1979 en 2025 analyseerden. De uitkomsten laten zien dat deze wolken in het recente verleden een verkoelend effect hadden. Tegelijkertijd wijzen de klimaatmodellen erop dat die beschermende werking in de toekomst afneemt.

Dat lage wolken zonlicht terugkaatsen naar de ruimte en daardoor een verkoelend effect kunnen hebben, is al langer bekend. Er is alleen nog veel onzekerheid over de manier waarop deze wolken reageren op een warmer klimaat. De meeste klimaatmodellen verwachten dat de hoeveelheid lage bewolking boven tropische oceanen afneemt naarmate de aarde verder opwarmt. Maar hoe groot dat effect precies is, verschilt sterk per model.

Satellietmetingen moeilijk te vergelijken

Een probleem is dat satellietmetingen van bewolking door de jaren heen moeilijk met elkaar te vergelijken zijn. Instrumenten veranderden, kalibraties werden aangepast en ook de definitie van bewolking bleef niet hetzelfde. Daardoor ontbrak tot nu toe een betrouwbare, doorlopende meetreeks waarmee onderzoekers konden vaststellen hoe lage bewolking zich tijdens de moderne periode van opwarming daadwerkelijk heeft ontwikkeld.

Om dat probleem te omzeilen, maakten eerdere studies gebruik van zogeheten cloud-controlling factors (CCF’s): atmosferische omstandigheden die de vorming van lage bewolking beïnvloeden. Door de relatie tussen die omstandigheden en bewolking te combineren met projecties uit klimaatmodellen, concludeerden onderzoekers doorgaans dat veranderingen in lage bewolking de opwarming versterken.

Volgens de auteurs van de nieuwe studie krijgt de huidige terugkoppeling van lage bewolking echter relatief weinig aandacht. Zij wijzen erop dat eerder onderzoek liet zien dat de geschatte terugkoppeling drie tot vier keer kleiner kan uitvallen wanneer veranderingen in de atmosferische omstandigheden worden gebaseerd op historische waarnemingen in plaats van op projecties uit klimaatmodellen. Dat roept vragen op over hoe realistisch toekomstige schattingen van de terugkoppeling van lage bewolking zijn wanneer die uitsluitend zijn gebaseerd op geïdealiseerde opwarmingsscenario’s.

Voor hun nieuwe analyse zijn daarom waarnemingen van dertien verschillende satellieten met atmosferische gegevens gecombineerd. Daarbij is een methode ontwikkeld die kijkt naar afwijkingen ten opzichte van normale waarden. Die aanpak moet verschillen tussen satellieten en gebruikte algoritmen zoveel mogelijk wegfilteren, waardoor gegevens uit verschillende perioden beter met elkaar kunnen worden vergeleken.

Leestip: Vanuit de ruimte is het zichtbaar: pinguïns eten anders door de opwarming van de aarde

Uit de reconstructie blijkt dat de hoeveelheid lage bewolking boven de tropen tussen 1979 en 2025 gemiddeld met ongeveer  0,18 procent per decennium is toegenomen. Het ging daarbij vooral om stratocumuluswolken, een type lage bewolking dat bijzonder effectief is in het terugkaatsen van zonlicht.

Volgens de onderzoekers leverde die toename een negatieve terugkoppeling van ongeveer −0,79 watt per vierkante meter per graad Celsius op. Een negatieve terugkoppeling betekent dat de bewolking een verkoelend effect heeft en de opwarming afremt. De studie koppelt deze ontwikkeling aan de stijging van de mondiale gemiddelde oppervlaktetemperatuur met ongeveer 1 graad Celsius sinds 1979.

Hogere windsnelheden

De analyse laat bovendien zien welke factoren waarschijnlijk verantwoordelijk waren voor de toename van de lage bewolking. Die was vooral het gevolg van een sterkere temperatuurinversie in de atmosfeer, waarbij een warmere luchtlaag boven koelere lucht ligt en de vorming van lage bewolking bevordert, en van hogere windsnelheden aan het zeeoppervlak. De stijgende watertemperatuur werkte juist de andere kant op en compenseerde een deel van die toename.

Hoewel de historische gegevens laten zien dat lage bewolking de opwarming de afgelopen decennia heeft afgeremd, verwachten klimaatmodellen niet dat dit zo blijft. Toen de onderzoekers hun reconstructie vergeleken met CMIP6-klimaatmodellen, bleek dat juist de modellen die de historische ontwikkeling van de bewolking het beste nabootsen, voorspellen dat lage bewolking in de toekomst de opwarming juist meer zal versterken. Diezelfde modellen gaan bovendien uit van een hogere klimaatgevoeligheid.

Leestip: Klimaatverandering bedreigt leefgebied van een derde van de gebruikte Amazone-planten

Volgens de onderzoekers komt dat doordat de omstandigheden boven de Stille Oceaan in de toekomst waarschijnlijk veranderen. Historische waarnemingen laten zien dat vooral boven het oostelijke deel van de Stille Oceaan een combinatie van warmere en koelere lucht de vorming van reflecterende lage bewolking mogelijk maakte. Naar verwachting zullen verdere opwarming en veranderingen in de atmosferische circulatie die beschermende werking uiteindelijk tenietdoen.

Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: