We worden steeds vaker door extreem weer getroffen. Maar in hoeverre zijn weersextremen te herleiden naar klimaatverandering?

Stormen, heftig onweer, hittegolven en extreme windsnelheden; het zijn allemaal voorbeelden van extreem weer. De vraag is natuurlijk wat hier precies aan ten grondslag ligt, in hoeverre weersextremen gelinkt kunnen worden aan klimaatverandering én hoe extreem weer in de loop van de tijd verandert. Prangende vragen waar Nederlandse wetenschappers zich in een nieuwe studie over hebben gebogen.

Klimaatverandering
Op dit moment ervaren we als nooit tevoren hoe extremen in het weer – en de bijbehorende risico’s voor de samenleving – als gevolg van de opwarming van de aarde, veranderen. Om deze veranderingen in extreem weer te begrijpen, zijn twee aspecten van het klimaat van belang: het gemiddelde weer én de variabiliteit van het weer. Beide aspecten veranderen door klimaatverandering, al kunnen daar wel verschillende oorzaken aan ten grondslag liggen. “Het weer verschilt van dag tot dag,” zegt KNMI-wetenschapper Karin van der Wiel tegen Scientias.nl, “en extremen horen daarbij. Klimaatverandering zorgt voor een toename van sommige weerextremen, denk bijvoorbeeld aan hittegolven. Maar let op: soms zorgt het ook voor een afname van weerextremen, zoals koudegolven.”

Mechanismen
De verschillende mechanismen zorgen ervoor dat het klimaatgemiddelde en de variabiliteit los van elkaar en op verschillende manieren kunnen veranderen. De invloed van zulke veranderingen op bijvoorbeeld weersextremen kunnen verschillend zijn (zie figuur 1) en soms werken beide effecten elkaar zelfs tegen.

Figuur 1. Afbeelding: Van der Wiel en Bintanja

“In ons nieuwe onderzoek hebben we een uitbreiding van de veelgebruikte ‘Probability Ratio’ (PR) ontwikkeld, een maat die aangeeft in hoeverre de kans op weersextremen toeneemt (PR>1) of afneemt (PR<1) door klimaatverandering,” vertelt wetenschapper Richard Bintanja. “Deze uitbreiding maakt het mogelijk om het effect van klimaatverandering op extremen te splitsen in een deel veroorzaakt door de verandering van het gemiddelde klimaat en een deel veroorzaakt door de verandering van klimaatvariabiliteit.”

Nu en in de toekomst
De onderzoekers bestudeerden op basis van gesimuleerde klimaatgegevens het aantal maandelijkse hitte- en neerslagextremen nu en in de toekomst. En daar rolden enkele interessante bevindingen uit. “We laten zien dat de wereldwijde verandering van hitte-extremen grotendeels verklaard kan worden door de gemiddelde opwarming (zie figuur 2).

Figuur 2. Afbeelding: Van der Wiel en Bintanja

Voor neerslagextremen geldt dit echter niet, want daar speelt de verandering van de variabiliteit een belangrijke rol (zie figuur 3).” Anders gezegd, de onderzoekers tonen aan dat de verandering in maandelijkse hitte-extremen voornamelijk veroorzaakt wordt door de gemiddelde opwarming van het klimaat. Veranderingen in maandelijkse neerslagextremen zijn echter voor een groot deel gerelateerd aan trends in de variabiliteit van het weer (de mate waarin het weer fluctueert).

Figuur 3. Afbeelding: Van der Wiel en Bintanja

Het komt er dus op neer dat extreem weer zowel door klimaatopwarming als de veranderlijkheid van weer te verklaren is. Wat opvalt in de resultaten is dat de opsplitsing in gemiddelde en variabiliteit heel robuust blijkt te zijn. “Het maakt niet uit hoeveel klimaatverandering we meenamen in de berekeningen, welk klimaatmodel we gebruikten of hoe extreem de extremen waren,” zegt Van der Wiel. “Daarmee lijkt de splitsing echt iets fundamenteels in het klimaatsysteem weer te geven.”

Facetten
De studie biedt nieuwe inzichten in extreem weer en wat hier precies aan ten grondslag ligt. “Het was al bekend dat beide facetten (gemiddelde opwarming en variabiliteit van het weer) een rol spelen, maar zijn nog niet eerder op deze manier gekwantificeerd,” legt Van der Wiel uit. “Gegeven wat we weten over temperatuurveranderingen, verraste het mij overigens niet dat daar de gemiddelde opwarming dominant is. Neerslagveranderingen zijn wat ingewikkelder, dat blijkt ook weer uit onze resultaten. De mechanismes verschillen meer van regio tot regio, en meestal moet je zowel gemiddelde als variabiliteit veranderingen meenemen om tot de werkelijke waardes te komen.”

Implicaties
Volgens Van der Wiel hebben de bevindingen belangrijke implicaties. “Veranderingen in gemiddeld klimaat begrijpen we op veel plekken heel goed, terwijl er nog onzekerheden zijn over eventuele veranderingen van de variabiliteit van het klimaat,” zegt ze. “We weten nu waar en voor welke variabele (temperatuur of neerslag) die variabiliteit echt van belang is. Het onderzoek naar klimaatvariabiliteit kan daardoor wellicht wat gerichter gedaan worden. Dus we kunnen nu per regio en variabele kijken wat belangrijk is, en daarmee toewerken naar het volledig begrijpen van de fysische mechanismes die leiden tot veranderingen in weerextremen.”

Al met al lijken de nieuwe resultaten op een fundamenteel aspect van klimaatverandering te wijzen. Trends in het gemiddelde klimaat wijken daarbij af van trends in de variabiliteit en dragen vervolgens op verschillende manieren bij aan veranderend extreem weer. Deze nieuwe inzichten helpen vervolgens mee om veranderingen van weersextremen beter te begrijpen. En daarmee leveren ze een belangrijke bijdrage aan de verbetering van toekomstscenario’s. “Om betrouwbare scenario’s van toekomstig klimaat te maken, is het van belang om de fysische mechanismes die een rol spelen goed te begrijpen,” vertelt Van der Wiel. “Dat geeft meer vertrouwen in de scenario’s. Onze resultaten maken de mechanismes die een rol spelen in de verandering van weerextremen inzichtelijk. Extremen hebben een disproportionele invloed op de samenleving, dus veranderingen daarin zijn zeer van belang.”