Dit artikel hoort bij: KNMI specials 03

De oorzaken van zeespiegelstijging

Antarctica

Tekst Dewi le Bars, KNMI. Gebaseerd op het speciale IPCC-rapport over oceanen en de cryosfeer (SROCC), d.d. 25 september 2019.
Foto Arnoud Apituley

Overal ter wereld stijgt de zeespiegel. Maar de zeespiegel staat niet overal even hoog en stijgt niet overal even snel. Er zijn veel processen die bijdragen aan wereldwijde en lokale veranderingen in zeespiegel. Oceaanwater zet uit als het opwarmt, maar de opwarming is niet overal even groot en de warmte wordt ook herverdeeld door winden en stromingen. Grote ijskappen trekken water aan, waardoor de zeespiegel lokaal hoger is.

De ijskappen op Groenland en Antarctica bevatten het merendeel van al het zoete water op aarde. Groenland bevat genoeg ijs om de zeespiegel wereldwijd met 7 meter te laten stijgen, Antarctica heeft zelfs genoeg voor 58 meter zeespiegelstijging. Deze twee ijskappen hebben dus in potentie een enorme invloed op de zeespiegel.

Gletsjers over de hele wereld bevatten veel minder water, in totaal genoeg om de zeespiegel een halve meter te laten stijgen. Juist omdat ze relatief klein zijn, zijn ze gevoeliger voor de opwarming van de aarde en reageren ze sneller op de opwarming dan de grote ijskappen (vergelijk een klein ijsblokje dat veel sneller afsmelt dan een bak ijs van een liter). Ook liggen de gletsjers in relatief warme gebieden.

Kleinere bijdragen aan de zeespiegelverandering komen door veranderingen in de opslag van water op land, bijvoorbeeld door de aanleg van rivierdammen (wat voor zeespiegeldaling zorgt) of door onttrekking van grondwater.

Verandering in de Antarctische ijsmassa heeft een relatief groot effect langs de Nederlandse kust. Grote ijskappen zijn kilometers dik en hebben een zeer grote massa. Omdat alle massa op aarde elkaar aantrekt, trekken de ijskappen het oceaanwater naar zich toe, waardoor de zeespiegel rond ijskappen hoger staat. Wanneer de ijskappen smelten, wordt deze aantrekkingskracht zwakker en daalt de zeespiegel vlakbij de ijskap, maar stijgt de zeespiegel duizenden kilometers verderop extra snel.

De Noordzee ligt ver van Antarctica vandaan, dus in het gebied waar de zeespiegel door afsmelt van Antarctica extra snel stijgt, met 100 tot 120 procent van het wereldgemiddelde. Groenland ligt relatief dichtbij, op een afstand van 3200 kilometer. Op deze afstand is de bijdrage nog relatief gering, tussen de 20 tot 30 procent van het wereldgemiddelde.

De belangrijkste factoren in de zeespiegelstijging, de potentiële totale bijdragen van die factoren en de tijdschalen waarop deze reageren zijn weergegeven in onderstaande figuur. Klik op de blauwe rondjes in de figuur voor meer informatie.

Belangrijkste factoren in zeespiegelstijging

Antarctica

De massa van de Antarctische ijskap neemt toe door sneeuwval, en af door het smelten van de bovenkant van de ijskap (meestal aan de randen), het smelten of uiteenvallen van drijvende ijsplaten waardoor de ijsstroom naar de randen toeneemt en door het afkalven van ijsbergen. Een aanzienlijk deel van de Antarctische ijskap rust op bodem die onder de zeespiegel ligt. Hierdoor staat de ijskap in verbinding met de oceaan en is het risico groter dat, door de opwarming van de oceaan, de ijskap instabiel wordt en in hoog tempo massa kan verliezen.

Groenland

De Groenlandse ijskap is minder gevoelig voor de opwarming van de oceaan vergeleken met de Antarctische ijskap. Dit komt omdat de Groenlandse ijskap slechts in een paar gebieden in direct contact staat met de oceaan (de Groenlandse ijskap heeft de onderliggende bodem minder omlaag geduwd, mede omdat ze kleiner is). In tegenstelling tot Antarctica bevindt Groenland zich niet op de pool, maar zuidelijker, waar de temperaturen hoger zijn. De ijskap is daardoor vooral gevoelig voor smelten van het oppervlak als gevolg van hogere atmosferische temperaturen. De Groenlandse ijskap verliest momenteel veel massa, ongeveer twee keer zoveel als de Antarctische ijskap.

Thermische expansie

Warm water heeft een groter volume dan kouder water. Opwarming van de oceanen leidt daardoor direct tot een hogere zeespiegel. Dit proces wordt thermische expansie genoemd. Thermische expansie is sterk afhankelijk van de temperatuur. In een warm gebied is het effect van een temperatuurtoename op de zeespiegelstijging veel groter dan in een koudere regio. Dit effect draagt bij aan regionale verschillen in zeespiegelstijging.

Gletsjers

Gletsjers zijn goede indicatoren van klimaatverandering omdat ze relatief snel reageren - binnen tientallen jaren - op veranderingen in het klimaat. In de afgelopen eeuw heeft de terugtrekking van gletsjers meer water aan de oceaan toegevoegd dan de ijskappen van Groenland en Antarctica samen. De totale massa van gletsjers is echter relatief klein. Als alle gletsjers afsmelten levert dat maximaal 0,3 m zeespiegelstijging op.

Wateropslag op het land

Ook het onttrekken van grondwater en de opslag van zoet water door rivierdammen kunnen van invloed zijn op de zeespiegel. In het begin van de 20e eeuw zagen we door toename van wateropslag op land een daling van de zeespiegel: een deel van wat voorheen naar de oceaan toe stroomde werd op land opgeslagen. In de afgelopen decennia is dit omgeslagen. We slaan nu steeds minder water op, maar gebruiken steeds meer grondwater in huishoudens, landbouw en industrie, dat na gebruik in de oceaan terecht komt en bijdraagt aan zeespiegelstijging.

Extreme waterstanden - snelle en kortdurende variaties in zeeniveau door getij, golven en stormen

Op korte tijdschalen varieert het lokale zeeniveau enorm. Deze variaties worden veroorzaakt door getij, golven en stormvloeden, en komen dus bovenop de geleidelijke veranderingen in de zeespiegel. De komende decennia zijn het vooral de extreme kortdurende waterstanden die de risico’s van zeespiegelstijging bepalen.

IJsplaten

IJsplaten, de drijvende delen van de ijskappen, dragen niet direct bij aan de zeespiegel omdat ze al drijven. Net zoals dat een smeltend ijsblokje in een glas water het glas niet over laat lopen. Indirect spelen ze wél een belangrijke rol door weerstand te bieden (tegendruk) aan de ijsstroom van het landijs. IJsplaten groeien aan door de instroom van ijs vanaf de ijskap, door lokale sneeuwval en bevriezing van oceaanwater aan de onderkant. Ze verliezen massa door het afkalven van ijsbergen en door van onderaf te smelten, vooral wanneer het ijs in contact komt met relatief warm water. Als de atmosfeer verder opwarmt kan ook het oppervlak van de ijsplaten gaan smelten, waardoor de ijsplaten niet alleen massa verliezen, maar ook makkelijker kunnen instorten wanneer spleten zich met water vullen.

Zwaartekracht

Verschillen in zwaartekracht zorgen ervoor dat het water niet evenredig over de oceaan verdeeld wordt. De grote ijsmassa’s op Groenland en Antarctica trekken de zeespiegel lokaal omhoog. Als deze ijsmassa’s aan massa verliezen neemt de aantrekkende werking af, wat regionaal - tot een afstand van 2500 kilometer vanaf de ijskap - een daling van de zeespiegel tot gevolg heeft. Verder van de ijskap zal de zeespiegel juist extra stijgen. In de Noordzee is de zeespiegelstijging door massaverlies van Antarctica (hier ver vandaan) ongeveer 100 tot 120 procent van het wereldgemiddelde. En 20 tot 30 procent van de wereldgemiddelde stijging door massaverlies van Groenland (relatief dichtbij).

Terugveren van het land

Glaciaal isostatische opheffing is het ‘terugveren’ van het land na de ijstijden. Door het verdwijnen van ijskappen op land wordt veel minder druk op de aardbodem uitgeoefend en ‘veert’ de bodem terug omhoog. Dit proces zien we in regio's die gedurende de laatste ijstijd bedekt waren met dikke lagen ijs, zoals Scandinavië en grote delen van Canada. De bodem komt in deze gebieden sneller omhoog dan dat de zeespiegel stijgt. Door een compensatie-effect beweegt de bodem op andere locaties, zoals in Nederland, juist omlaag waardoor het verschil tussen zee- en landniveau nog groter wordt.

Bodemdaling

Bodemdaling kan een natuurlijk verschijnsel zijn, maar wordt vaak door de mens versterkt. Bijvoorbeeld door het onttrekking van delfstoffen. Of door het onttrekken van grondwater waardoor klei- en veenlagen oxideren en inklinken.

Naar de Inhoudsopgave