De Atlantische Oceaan kon vorig jaar zo warm worden doordat er minder lage bewolking was

Dat de Noord-Atlantische Oceaan vorig jaar zo extreem warm was, kwam vooral door een flinke afname van de lage bewolking boven sommige gebieden. Dat concluderen wetenschappers deze donderdag in Science . In Nederland droeg die opvallend warme oceaan bij aan de recordhoeveelheid regen die in 2023 viel, zo meldde het KNMI begin dit jaar.

Wat de afname van de lage bewolking in de Noord-Atlantische Oceaan heeft veroorzaakt is niet duidelijk. Maar in twee andere artikelen , die deze woensdag zijn gepubliceerd in Nature , beschrijven onderzoekers een verrassend proces dat daarbij mogelijk een rol heeft gespeeld. Hierbij scheidt het Amazone-regenwoud massaal een gasvormig molecuul uit, isopreen.



Via een complex proces, waarbij bliksem en zonlicht nodig zijn, beïnvloedt het de vorming van lage wolken boven land en zee. Misschien wel ver buiten het Amazonegebied, zo suggereren de auteurs. Dat wolken een belangrijke rol spelen in het klimaatsysteem staat vast.

En dat de bewolking wereldwijd aan het veranderen is als gevolg van de opwarming van de aarde, daarover is consensus, zegt Herman Russchenberg, hoogleraar atmosferische remote sensing aan de TU Delft, en niet betrokken bij de drie artikelen. „Vooral van de lage bewolking zien we de bedekkingsgraad afnemen”, zegt hij. Grofweg, zegt Russchenberg, kun je stellen dat lage wolken, tussen de 1 à 2 kilometer hoogte, invallend zonlicht weerkaatsen.

Mínder lage wolken betekent méér opwarming. Hoge wolken daarentegen, boven de circa 6 kilometer, laten zonlicht door, maar houden juist de warmte die de aarde uitstraalt vast. Een afname van hoge wolken leidt daarom tot afkoeling.

Tegelijk is er nog veel onbekend over de vorming van wolken. Het is een van de meest onzekere factoren in klimaatmodellen. Lage wolken werden niet als zodanig genoemd toen wetenschappers vorig jaar de recordtemperaturen probeerden te verklaren die vanaf maart werden gemeten aan het oppervlak van de Noord-Atlantische Oceaan.

Opties die voorbijkwamen waren onder meer de lage concentraties Saharazand in de lucht, waardoor minder zonlicht zou worden weerkaatst. Of misschien was de oceaan net een warme fase ingegaan – de temperaturen aan het oppervlak wisselen tussen relatief warm en koud in periodes van dertig tot veertig jaar. Of wellicht kwam het door nieuwe regelgeving voor een schonere scheepvaart, die er toe leidde dat de minder vervuilde lucht meer zonlicht doorliet.

Maar al deze verklaringen opgeteld kunnen de extreme opwarming van de Noord-Atlantische Oceaan in 2023 bijlange na niet verklaren, zo berekenen de wetenschappers in hun Science -artikel. Ze combineerden satellietdata met weer- en klimaatmodellen. In hun analyse is het vooral terug te voeren op een afname van de lage bewolking boven tropische wateren en de gematigde breedtegraden van het noordelijk halfrond.

In hun artikel geven ze drie mogelijke verklaringen voor de afname. Het kan gewoon periodieke variabiliteit zijn, wat bij veel weerfenomenen wordt gezien – het ene jaar regent het bijvoorbeeld meer dan het andere. Het kunnen ook de eerste tekenen zijn van een of andere terugkoppeling van het klimaatsysteem.

„Ik hoop het niet, want als dat zo is zitten we met een probleem”, zegt Russchenberg. „Dan reageren wolken sterker op de opwarming dan tot nu toe gedacht.” Het zou betekenen dat een verdere toename van de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer tot meer opwarming leidt dan gedacht.

Maar om hierover meer zekerheid te krijgen, is verder onderzoek nodig, benadrukt Russchenberg. Als derde mogelijkheid opperen de auteurs van het Science -artikel een effect door aerosolen, deeltjes in de lucht die de vorming van wolken beïnvloeden. En daar ligt de koppeling met de twee Nature -artikelen.

Deze studies beschrijven een proces waarbij isopreen, een gasvormig molecuul dat massaal door het Amazone-regenwoud wordt uitgescheiden, in onweerswolken tot hoog in de troposfeer (tot circa 10 kilometer hoogte) wordt meegevoerd, waar het -30 tot -50°C is. Bliksem zorgt ervoor dat hoog in die wolken ook het reactieve hydroxylradicaal (OH - ) massaal wordt gevormd. In aanwezigheid van zonlicht, en bij die lage temperaturen, reageren de isopreenmoleculen met dit radicaal en vormen „een explosie van deeltjes”, zegt Jos Lelieveld, directeur van het Max Planck Instituut voor Chemie in Mainz, die aan beide artikelen meeschreef.

Deze deeltjes (aerosolen) kunnen als gevolg van windpatronen weer afdalen tot een hoogte van 1 à 2 kilometer en dienen daar als zogeheten condensatiekern, legt Lelieveld uit. Waterdamp condenseert op deze deeltjes tot wolkendruppels. Het ene artikel beschrijft allerlei experimenten in een speciale opstelling bij CERN, het instituut in Genève dat elementaire deeltjes bestudeert.

Het andere artikel beschrijft de meetresultaten van 16 vluchten die tussen december 2022 en januari 2023 werden uitgevoerd boven Brazilië, tot een hoogte van 14 kilometer. „Sinds een aantal jaren voeren we onderzoek uit in de tropen. We hebben daarvoor, ondersteund door de Duitse overheid, een Gulfstream-vliegtuig gekocht”, zegt Lelieveld.

„Die heeft extra zware motoren waardoor hij hoger kan komen dan veel andere vliegtuigen.” De ontdekking van dit isopreen-proces boven de Amazone roept veel vragen op, zegt Lelieveld. In hoeverre beïnvloedt het de vorming van lage wolken boven de Atlantische Oceaan, of elders? In hoeverre heeft het kappen van regenwoud, en de massale boomsterfte die de laatste jaren in de Amazone worden gezien als gevolg van toenemende droogte, invloed op de uitscheiding van isopreen en dit proces van wolkenvorming? Zou het zelfs kunnen dat de recordhoeveelheid regen die vorig jaar in Nederland viel, en die het KNMI in verband heeft gebracht met de extreem warme Noord-Atlantische Oceaan, op de een of andere manier een link heeft met de boomafname in het Amazone-regenwoud? Lelieveld: „Dit moeten we allemaal gaan uitzoeken.

”.