Dit artikel hoort bij: KNMI specials 03

Zeespiegelstijging nu en in de toekomst

Voordat de onderzoeker weer aan boord gaat test hij de dikte van het ijs direct naast de ijsbreker (Antarctica, 2009).

Tekst Dewi le Bars, KNMI. Gebaseerd op het speciale IPCC-rapport over oceanen en de cryosfeer (SROCC), 2019.
Foto Kenneth Mankoff (distributed via imaggeo.egu.eu)

Door regionale verschillen en variaties van jaar tot jaar is het lastig om één getal voor de mondiale zeespiegelstijging te geven. De meest recente zeespiegelreconstructies laten zien dat in de twintigste eeuw (van 1902 tot 2010) de zeespiegel wereldgemiddeld tussen de 12 en 21 centimeter is gestegen. Dat is een significante stijging, want de laatste 2400 jaar zijn de natuurlijke variaties in de zeespiegel niet meer dan 9 centimeter per eeuw geweest.

De laatste jaren stijgt de zeespiegel twee keer zo snel als in de twintigste eeuw – momenteel met tussen de 4 à 5 millimeter per jaar – en deze snelheid neemt steeds verder toe.

Waargenomen zeespiegelstijging
Drie recente zeespiegelreconstructies. In het SROCC-rapport wordt vanwege de grote onzekerheid in zeespiegelmetingen een nog bredere bandbreedte aangehouden dan hier weergegeven. SROCC stelt dat de zeespiegel wereldgemiddeld van 1902 tot 2010 tussen de 12 en 21 centimeter is gestegen.
Bijdragen aan zeespiegelstijging
De gemeten versnelling in zeespiegelstijging is vooral te verklaren door een toename van het massaverlies van Groenland en Antarctica. De bijdrage van landijs, gletsjers en ijskappen samen is sinds 2006 zelfs groter dan de bijdrage door de uitzetting van het oceaanwater.

Toekomst

De zeespiegel zal als gevolg van klimaatverandering de komende honderden jaren onvermijdelijk blijven stijgen, maar de snelheid waarmee hangt af van de hoeveelheid broeikasgassen die de maatschappij blijft uitstoten. De nieuwste zeespiegelscenario’s vallen iets hoger uit dan de schattingen uit het vorige rapport van het IPCC uit 2013. Vooral de bovengrens voor een scenario waarin de broeikasgasemissie blijft stijgen, is naar boven bijgesteld: deze staat nu op 1,1 meter zeespiegelstijging in 2100 ten opzichte van de referentieperiode 1986-2005. Deze bovengrens stond in het vorige IPCC-rapport op 0,98 meter. Deze verhoging komt doordat er steeds meer aanwijzingen zijn dat de Antarctische IJskap sneller kan afsmelten dan voorheen werd gedacht. Er zijn aanwijzingen dat er nu al processen optreden waardoor delen van de ijskap instabiel kunnen worden met een versneld massaverlies tot gevolg.

Verschillende scenario’s

Het laagste zeespiegelscenario van SROCC, waarbij de uitstoot van broeikasgassen sterk wordt verminderd (RCP 2.6), leidt tot een wereldgemiddelde temperatuurstijging van ongeveer één graad en tot een wereldgemiddelde zeespiegelstijging van ongeveer 0,4 meter (0,3-0,6 meter) in 2100. Het hoogste scenario, waarbij de uitstoot van broeikasgassen onverminderd doorgaat (RCP 8.5), leidt tot een opwarming van ongeveer vier graden en tot een wereldwijd gemiddelde zeespiegelstijging van 0,8 meter (0,6-1,1 meter) in 2100 ten opzichte van de referentieperiode 1986-2005.

Het IPCC geeft een bandbreedte voor waarschijnlijke veranderingen. Dat betekent dat als het hoogste emissiescenario (RCP 8.5) wordt gevolgd er 66 procent kans is dat de zeespiegel in 2100 tussen de 0,6 en 1,1 meter is gestegen. Maar er is ook 17 procent kans dat de zeespiegel minder zal stijgen dan 0,6 meter en17 procent kans dat de zeespiegel meer zal stijgen dan 1,1 meter. Dezelfde kansverdeling gaat op voor als het laagste emissiescenario (RCP 2.6) wordt gevolgd: er is dan 66 procent kans dat de zeespiegel in 2100 tussen de 0,3 en 0,6 meter is gestegen.

Regionale zeespiegelveranderingen 

Onderstaande kaart geeft de regionale zeespiegelstijging voor het eind van de 21ste eeuw voor het hoogste emissiescenario (RCP 8.5). Vier punten zijn uitgelicht.

Groenland

Verwacht wordt dat de zeespiegel rondom Groenland zal dalen. Naarmate de Groenlandse ijskap verder afsmelt neemt de aantrekkingskracht ervan op de nabije oceanen af.

Golfstroom

Naarmate de oceanen opwarmen en de Arctische gletsjers en de Groenlandse IJskap afsmelten, zal naar verwachting de grootschalige oceaancirculatie afzwakken, en dit zorgt voor een extra regionale stijging van de zeespiegel langs de Amerikaanse en Canadese oostkusten.

Nederland

In Nederland zal de toekomstige zeespiegelstijging waarschijnlijk net iets boven het wereldgemiddelde liggen. De bijdrage van de afsmelt van Groenland is hier minder groot, omdat we ons relatief dichtbij de smeltende ijskap bevinden. Een grote ijsmassa zoals Groenland trekt de zeespiegel lokaal omhoog. Als deze ijsmassa aan massa verliest neemt de aantrekkende werking af, wat lokaal - 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. Nederland bevindt zich op een afstand van 3200 kilometer van Groenland, daar waar de bijdrage nog relatief gering is, ongeveer 20 tot 30 procent van het wereldgemiddelde. Aan de andere kant zal de bijdrage door een toename in neerslag en een meer dan gemiddelde stijging van de temperatuur iets hoger zijn. Ook zal de Antarctische bijdrage hier groter zijn, tussen de 100 en 120 procent van het wereldgemiddelde.

Zuidelijke Oceaan

In de Zuidelijke Oceaan tussen Zuid-Amerika, Zuid-Afrika en Australië verwachten we een sterkere toename van zeespiegelstijging. Reden hiervoor is de zuidwaartse verplaatsing van de sterke westenwinden, waardoor ook de warme subtropische oceaanstromingen zullen opschuiven. Deze stijging wordt versterkt door het feit dat die gebieden op grote afstand gelegen zijn van de Noordelijke locaties (Groenland en de gletsjers van Alaska, Noord-Canada en Siberië) waar de ijsmassaveranderingen optreden. Deze stijging wordt maar ten dele tegengewerkt door het massaverlies van Antarctica, omdat de Zuidelijke Oceaan toch vrij ver verwijderd is van het punt waar Antarctica het hardst afsmelt, waardoor het verlies in aantrekkende werking in deze regio beperkt is.

Langetermijn tot 2300

Het zeeniveau zal aan het einde van deze eeuw hoger zijn dan nu, en zal in alle scenario’s verder blijven stijgen, zelfs als de wereldwijde afspraken die in 2015 in Parijs zijn gemaakt, worden nageleefd en de mondiale temperatuurstijging tot maximaal twee graden wordt beperkt. De redenen hiervoor zijn de trage reactie van thermische uitzetting van de (diepe) oceanen en massaverlies door ijskappen. Deze processen werken op heel lange tijdsschalen, waardoor een eenmaal ingezette verandering niet zomaar kan worden gestopt. Ook na 2100 zal de zeespiegel blijven stijgen, ook als de temperatuur niet verder stijgt of zelfs afneemt.

Voor 2300 liggen de schattingen voor zeespiegelstijging voor het hoogste emissiescenario tussen de 2,3 en 5,4 meter in 2300, voor het laagste scenario is dit 0,6 tot 1,1 meter ten opzichte van de periode 1986-2005. De onzekerheid in de schattingen voor 2300 is groter dan voor de schattingen voor 2100.

Verwachte zeespiegelstijging

Toename in kans op extreem hoge waterstanden

Extreme waterstanden treden op bij stormvloeden en kunnen bij springtij nog eens versterkt worden. Slechts een kleine stijging van het gemiddelde zeeniveau kan het aantal en de sterkte van overstromingen al aanzienlijk vergroten.

Of en hoe de kans op extreme waterstanden toeneemt hangt af van de grootte van de natuurlijke variatie op een locatie. De dagelijkse en jaarlijkse schommelingen in waterstanden zijn bijvoorbeeld klein rond de tropen en in het Middellandse Zeegebied. In deze regio’s is daarom door een kleine verandering in het gemiddelde niveau al een grote toename in de kans op extreme waterstanden te verwachten. Extreme waterstanden, die in het huidige klimaat slechts een maal per honderd jaar plaatsvinden, kunnen in deze regio’s rond 2050 eens per jaar gaan voorkomen. In regio’s waar de natuurlijke variaties groot zijn, zoals langs de Nederlandse kust, neemt de kans op extreme waterstanden minder hard toe.

Extreme waterstanden

Hoe meet je zeespiegelstijging?

Het zeeniveau wordt gemeten met peilstokken en sinds 1992 ook met satellieten.

Peilstokken

Het aantal getijdemeters is in de loop van de tijd toegenomen van slechts enkele meetstations in Noord-Europa in de 18e eeuw, tot vandaag de dag meer dan tweeduizend stations langs kustlijnen over de hele wereld.

We kunnen niet zomaar alle peilstokdata middelen omdat ze niet gelijk over de aarde verdeeld zijn en de kusten lang niet altijd representatief zijn voor wat er verder weg op de oceaan gebeurt. Ook zijn de meetreeksen wisselend van lengte en als we verder teruggaan in de tijd zijn er minder meetgegevens beschikbaar. Sommige getijdestations zijn voor een bepaalde periode gestopt, bijvoorbeeld gedurende de twee wereldoorlogen. Daarom is voor de periode voor 1992, voor het satelliettijdperk, de onzekerheid veel groter dan daarna. Om een goed beeld te krijgen van de wereldgemiddelde stijging zijn de metingen van voor het satelliettijdperk gecorrigeerd voor de ongelijke verdeling over het noordelijk en zuidelijk halfrond, maar ook voor het feit dat alleen langs de kust en niet ook midden op de oceaan gemeten wordt.

Satellieten

Al meer dan 25 jaar, sinds de lancering van de satelliet TOPEX/Poseidon in 1992, kunnen we ook vanuit de ruimte de hoogte van het zeeniveau monitoren. Met deze satellietmetingen kunnen we de veranderingen in de laatste 25 jaar in meer detail bestuderen. De meest recente satellietmetingen laten zien dat de zeespiegel nu harder stijgt dan in de periode 1993-2000.

De zeespiegel is géén plat vlak

Waarnemingen met getijdemeters en satellieten laten zien dat het zeeniveau niet alleen van locatie tot locatie behoorlijk verschilt, maar ook in de tijd aanzienlijke schommelingen laat zien. Deze verschillen komen door variaties in de wind (stormopzet), door periodes van hevige regen of juist sterke verdamping, door variaties in luchtdruk boven zee, en door oceaanstromingen. Variaties in zeeniveau treden ook op door de van jaar tot jaar verschillende mate van afsmelten van ijskappen en gletsjers (en sneeuwval daarop) en de afstand tot al die wisselend afnemende en soms kortdurend toenemende ijskappen en gletsjers. Zie 'De oorzaken van zeespiegelstijging'.

Hoe lokaler je kijkt, hoe groter de verschillen in zeespiegelniveau van dag tot dag of jaar op jaar. Deze verschillen ontstaan door lokale processen zoals de aanleg van een dam waardoor minder zoet water wordt aangevoerd, bodemdaling, golfopzet of getijden.