Recente variaties in de temperatuur van het oceaanwater

Recente variaties in de temperatuur
van het oceaanwater
Henk Dijkstra
Instituut voor Marien en Atmosferisch Onderzoek
Universiteit Utrecht
De ‘Global Warming Hiatus’
Mondiaal gemiddelde oppervlakte temperatuur verandering
(tov 1961-1990)
IPCC, 2013
De trend in de mondiaal gemiddelde oppervlakte
temperatuur over de periode 1998-2012 (0.05 C/decade) is ongeveer
1/3 van de trend over de periode 1951-2012 (0.12 C/decade)
Stralingsbalans van de Aarde
CERES netto straling (W/m^2)
Een netto energie input van 0.5 W/m^2 over 10 jaar is genoeg
om een 10 km diepe mondiale atmosfeer ongeveer 15 C op te warmen
Waar blijft die warmte?
Warmte inhoud oceaan vs atmosfeer
Vergelijk warmte inhoud mondiale oceaan en atmosfeer
Warmtecapaciteit lucht:
Warmte nodig per graad C (J)
Dichtheid lucht:
Dichtheid oceaanwater:
Warmtecapaciteit oceaanwater:
Met de warmte die een 10 km atmosfeer ongeveer 15 C opwarmt (~75 ZJ)
wordt een 50 m oceaanlaag slechts 1 C warmer!
Observaties: warmte opname van de oceaan
Momentopname Argo Float posities (mei 2011)
Argo Netwerk (sinds 2005)
Nederland: 61 floats (2014)
Metingen: temperatuur
tot 2000 m diepte
Periode 1970-2004: beperkte observaties vanuit schepen (XBT)
Veranderingen in de warmte inhoud van
de oceaan (1971-2010)
Mondiaal gemiddelde warmte inhoud
(t.o.v. 1971)
Temperatuur verandering per decade
0-700 m
zonaal gemiddeld
IPCC, 2013
Klopt het mondiale warmte budget over
de periode 1971-2010?
Energie opname (ZJ)
Totale energy toename: 274 [196-351] ZJ
?
Oceaan (0-700m): 64%
Oceaan (700 m - bodem): 29%
Land: 3%
IJs: 3%
Atmosfeer: 1%
Totale warmtetoename komt overeen met
ongeveer 0.42 W/m^2 netto straling over het
aardoppervlak.
Maar moeilijk om de balans precies te
sluiten door een
gebrek aan observaties!
Hoe wordt de warmte opgenomen in de oceaan?
Locaties sterk bepaald door de oceaancirculatie
Noord Atlantische Oceaan
Veranderingen in de circulatie veroorzaken
variaties in warmte inhoud van de oceaan
Recente discussie over (belangrijke) details
Hoeveel extra warmte wordt
opgenomen door de
de Zuidelijke Oceaan (0-700 m)?
Durach et al. (augustus, 2014)
Veel meer dan eerder bepaald!
Veel minder dan eerder bepaald!
Hoeveel extra warmte zit beneden
2000 m diepte in de oceaan?
Llovel et al. (oktober, 2014)
Wat is de oorzaak van de (20-40 jaar) variaties in
de warmte inhoud van de oceaan?
Interdecadal Pacific Oscillation (IPO)
Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO)
Interne klimaat variaties door terugkoppelingen en instabiliteiten
met een dominante rol voor de oceaancirculatie
Effect Interdecadal Pacific Oscillation (IPO)
Mondiaal gemiddelde oppervlakte temperatuur verandering
(tov 1961-1990)
England et al. (2014)
In perioden waar de IPO positief (negatief) is, is de trend in de mondiaal
gemiddelde oppervlakte temperatuur positief (negatief)
Verklaringen van de `global warming hiatus’?
1. Variaties in warmte opname in de Stille Oceaan
Mondiaal gemiddelde oppervlakte temperatuur
verandering (tov 1980-1999)
Klimaatmodel: GFDL CM2.1
-
HIST: stralingsforcering
voorgeschreven
-
POGA-H: equatoriale
temperatuur voorgeschreven
- observaties
Kosaka & Xie (2013)
2. Variaties in warmte opname in de Atlantische Oceaan
Chen & Tung, (2014)
Projecties van de toekomstige opwarming
van de oceaan?
Globaal gemiddelde oppervlakte temperatuur
verandering van de oceanen (tov 1960-1990)
IPCC, Chapter 11, 2013
Projecties van de opwarming van
de diepzee zijn erg onzeker!
Effecten op:
zeespiegel
zuurstofgehalte
stratificatie
-
Samenvatting
De oceaan heeft ongeveer 93% van de extra warmte in het aardsysteem
opgenomen over de periode 1970-2010
Er is nog grote onzekerheid over waar deze warmte precies is opgeslagen
Interne (natuurlijke) variaties in het klimaatsysteem (ENSO, IPO, AMO)
delijke opslag van warmte in de oceaan en daardoor voor variaties in de warm
Deze variaties zijn waarschijnlijk grotendeels verantwoordelijk voor de
huidige `Global Warming Hiatus’
In de nabije toekomst zal de oceaan verder opwarmen met
aties in plaats en tijd die bepaald worden door veranderingen in de oceaancirc