Gletsjers

morteratsch

Het is een feit:  veel gletsjers op aarde zijn sinds 1800 korter geworden.

De lengte van een gletsjer hangt af van zijn massabalans. Dat is het verschil tussen enerzijds aangroei door sneeuwval in het accumulatiegebied (firnbekken), en anderzijds ablatie: het afsmelten en verdampen door sublimatie.

De omschrijving van het begrip massabalans maakt duidelijk dat gletsjers gevoelig zijn voor globale en regionale klimaatveranderingen.

Globale klimaatveranderingen zoals  wereldwijde temperatuurstijgingen en -dalingen  hebben invloed  op afsmelten van gletsjers. Maar ook fluctuaties in zonnestraling, met name zomerinsolatie, hebben invloed op het langer en korter worden van gletsjers.

Behalve fluctuaties in de lengte van een gletsjer geven ook veranderingen in de dikte aan of de massabalans positief of negatief is. Op de figuur hierboven (bron: Wikipedia/Global Warming Art) is  te zien dat de meeste gletsjers op aarde sinds 1970 dunner zijn geworden (gele/bruine kleuren). Maar er zijn ook gletsjers die dikker zijn geworden (blauw).  Overigens klopt de figuur op een aantal plaatsen niet. Zo zijn in Nieuw Zeeland een aantal gletsjers de afgelopen decennia flink gegroeid (onder andere de Fox en de Franz Josef Glacier). Dat was ook het geval met enkele gletsjers in Zuid Amerika. De figuur geeft hier niets over aan.

Maar ook regionale veranderingen hebben invloed op de massabalans van gletsjers.Voorbeelden daarvan zijn op veel plaatsen te vinden. Zo zijn de meeste Alpengletsjers vanaf 1850 korter geworden, maar enkele zijn daarentegen langer geworden. Men neemt aan dat dat laatste het gevolg is van een veranderd neerslagpatroon in de regio, waardoor op sommige plaatsen meer sneeuwval is dan vroeger. Dergelijke voorbeelden zijn overal op aarde te vinden.

Regionale veranderingen in bodemgebruik kunnen een dramatisch effect hebben op gletsjers. Het bekendste voorbeeld is dat van de gletsjers op de Kilimanjaro (zie item hieronder). En veranderingen in albedo van gletsjers als gevolg van stof of andere deeltjes kunnen grote effecten hebben op de massabalans van een gletsjer.


Heeft  het korter worden van veel gletsjers wat te maken met de extra uitstoot van CO2?

Dat valt te betwijfelen. Onderstaande figuur is afkomstig uit een publicatie van de Utrechtse glacioloog Oerlemans uit 2005 (  J. Oerlemans, “Extracting a Climate Signal from 169 Glacier Records” Science Vol. 308, No. 5722, pp. 675-677, 29 April 2005).

oerl1  

Duidelijk is te zien dat het korter worden van veel gletsjers op aarde al begon rond 1800, toen er nog in het geheel geen sprake was van grootschalige antropogene uitstoot van CO2 .

Oerlemans noteert hierover:  “What we see from this data is that glaciers were growing through the 1700s, corresponding to the little ice age. After the Little Ice Age ended in the early nineteenth century, glaciers began to retreat. And they have retreated steadily all the way from the early 1800s today, though as this chart shows the glacial retreat has perhaps slowed down over the last fifty years.

So, yes, when the alarmists go to the glaciers and say the glaciers are retreating, they are correct. The glaciers have been retreating in the last 20 years. And they were retreating in 1950 and they were retreating in 1920 and they were retreating in 1900 and they were retreating in 1850. It’s a trend that has gone on for nearly 200 years.

To believe that the current retreat of glaciers is due mainly to man-made global warming, you have to believe that somewhere right here, say around 1950, some natural process that had been causing the glaciers to melt for over 100 years just halted. The natural process halted and at exactly the same time, man-made CO2 took over and kept glaciers retreating at the exact same pace. Or you could just apply Occam’s razor and say that the entire 150 year trend has nothing to do with man and is a natural result of the recovery form the little ice age.”

Wat Oerlemans bedoelt met dat kantelpunt 1950 is op onderstaande grafiek te zien van een publicatie van Knorr uit 2009   (W.Knorr, Is the airborne fraction of anthropogenic CO2 emissions increasing?, 2009, GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 36, L21710, doi:10.1029/2009GL040613). Duidelijk is te zien dat de uitstoot van antropogene CO2 pas sinds 1950 flink op gang komt.

knorr1


De dikke  lijn geeft de jaarlijkse hoeveelheid CO2 weer die door menselijke activiteiten in de atmosfeer terecht komt. Onderste lijnen geven de toename van CO2 in de atmosfeer weer (gestreepte lijnen verkregen uit ijskernen, dunnen lijn door directe metingen).

Uit dezelfde studie van Oerlemans komt ook onderstaande figuur. Van de de twee gletsjers die het langst gemeten worden, de Nigardsbreen in Noorwegen en de Franz  Josef gletsjer in Nieuw-Zeeland wordt duidelijk dat het terug trekken al sinds 1750 plaatsvindt.

oerl2

De lengte van de Nigardsbreen in Noorwegen op onderstaande figuur.  De grafiek laat duidelijk zien dat het terugtrekken van de gletsjer al rond 1750 begon! Ook het kaartje daaronder laat zien dat de “retreat” al heel vroeg begon, zo’n 200 jaar voordat de mens grote hoeveelheden CO2 de lucht in bracht. Bron: Atle Nesje + Svein Olaf Dahl, The ‘Little Ice Age’ – only temperature?, The Holocene 13,1 (2003) pp. 139–145

nigard1
nigard2

 

Op onderstaande figuur is de gletsjer Glacier Bay in Alaska te zien. Duidelijk is te zien dat de krimp van de gletsjertong al vroeg begon. (Bron: Al;aska Geographic, 1993).

oerl3

 

Ook op onderstaande figuur van de gletsjer Jakobshavn, Groenland. ookhier hetzelfde beeld (bron: NASA).

oerl4

 

Hoe bijzonder is het in geologisch perspectief  dat veel gletsjers de afgelopen 200 jaar korter zijn geworden? 

Niet zo heel bijzonder , blijkt uit een aantal studies. Jean M. Grove en Roy Switsur  van de Universiteit van Cambridge publiceerden in 1994 een studie  genaamd Glacial Geological Evidence for the Medieval Warm Period. ( Jean M. Grove en Roy Switsur , 1994,  Glacial Geological Evidence for the Medieval Warm Period, Climatic Change 26: 143-169). Ze bestudeerden de gletsjerlengte van Alpengletsjers met behulp van C14 en bestaande  gegevens van semifossiele boomstronken.  Conclusie was dat er onmiskenbaar sprake is geweest van een warme periode gedurende de Middeleeuwen. Interessan is de grafiek die de fluctuaties in lengte weergeeft van de Grote Aletschgletsjer in Zwitserland, wellicht de best gedocumenteerde gletsjer ter wereld.

grote aletsch

Opvallend is dat de  Grote Aletschgletsjer i de afgelopen 1500 jaar tenminste 3 maal een periode gekend heeft dat de terugtrekking van de gletsjer zo groot was als heden.

Op onderstaande foto’s  zijn een tweetal boomresten te zien die vrijgekomen zijn uit de  Pasterzegletsjer.  De bovenste foto toont een stuk van een Alpenden met een ouderdom van 9000 jaar.Prof.Dr.Gernot Patzelt van de universiteit van Innsbruck publiceerde de foto’s bij een artikel dat in 2008 verscheen in Bergbau, getiteld “Gletscherschwund und Vorzeitklima“.In het artikel beschrijft Patzelt het onderzoek dat door de universiteit van Innsbruck en door andere universiteiten gedaan is en wordt aan de gletsjers in de Alpen. Hij concludeert:

” Die aus Geländebefunden abgeleiteten Temperaturverhältnisse ergeben, dass in 65 % der
letzten 10.000 Jahre die Sommerhalbjahre so warm oder wärmer waren als heute. Die aktuelle Temperaturentwicklung liegt im normalen Schwankungsbereich. Warmphasen dieser Art wurden bisher immer als „Klimaoptima“ bezeichnet. Vielleicht sollt man diese Tatsachen bei der  derzeitigen Klimadiskussion stärker in Rechnung stellen
. ”

Oftewel: Uit de onderzoeksgegevens bljkt dat gedurende het Holoceen (afgelopen 10.000 jaar) 65% van de zomerhalfjaren net zo warm of zelfs warmer waren dan de huidige.

De huidige temperatuurontwikkeling liggen volgens hem binnen de natuurlijke variatie. Dergelijke temperatuurstijgingen werden tot nu toe “klimaatoptima” genoemd.

Patzelt vindt dat deze gegevens bij de huidige klimaatdiscussie betrokken moeten worden. Waarvan acte.

hout1 hout2

Holocene recessies van 6 Zwitserse gletsjers gedurende het Holoceen

De studie van Joerin e.a. uit 2006 ( Multicentury glacier fluctuations in the Swiss Alps during the Holocene, 2006, The Holocene,  pp. 697 – 704  ) naar recessie van een zestal Zwitserse gletsjers is tevens een uitstekende reconstructie van de zomertemperatuur in de Alpen gedurende het Holoceen. Immers, de lengte van een gletsjer wordt bepaald door de zomertemperatuur en door de neerslag.

Op basis van subfossiele boomstronken veenresten reconstrueerden ze de lengte van de gletsjers gedurende het Holoceen (10.000 jaar BP tot heden), en ontdekten 12 periodes van sterke gletsjerrecessie (afsmelt). Die periodes waren 9850-9600, 9300-8650, 8550-8050, 7700-7550, 7450-6550, 6150-5950, 5700-5500, 5200-4400, 4300-3400,2800-2700, 2150-1850, en 1400-1200 jaar BP.

Op de figuur hieronder zijn de verschillende recessieperiodes te herkennen. Links onderin is de lengte van de Aletschgletsjer te zien gedurende de afgelopen 2500 jaar. Daarin zijn 3 periodes te herkennen waarin de Aletschgletsjer korter was dan momenteel. Het laatst was dat gedurende het zogenaamde Middeleeuws Optimum, 1000 jaar BP.

joerin

 

 

De Tschierva gletsjer in de Zwitserse oostelijke Alpen

Joerin e.a. publiceerde in 2007 een studie naar de Tschierva gletsjer (Holocene optimum events inferred from subglacial sediments at Tschierva Glacier, Eastern Swiss Alps, 2007, Quaternary Science Reviews 27 (2008) 337–350). Het is een onderzoek naar de Holocene geschiedenis van de gletsjer op basis van sedimentonderzoek en onderzoek naar zogenaamde subfossiele boomstronken die onder het ijs vandaan kwamen. Er werden 3 periodes ontdekt waarin de gletsjer zich ver had teruggetrokken.  Die periodes, Holocene Optimum Events genaamd,  lagen rond 9200 BP  (before present), van 7450 tot 6650 BP en van6200 tot 5650 BP.  De ELA ( Equilibrium Line Altitude), dat is de lijn waar accumulatie overgaat in ablatie, lag in die warme periodes 220 meter hoger dan momenteel.  Bij gelijkblijvende neerslag betekent dat dat gedurende die ELA’s de zomertemperatuur ongeveer 1,8 °C hoger lag dan momenteel!

Op de figuur hieronder zijn een drietal ELA’s ingetekend: die van de Kleine IJstijd  (ELA = 2720 m. hoogte),  de referentie ELA van 1985  (ELA = 2820 m. hoogte) en de ELA van de 3  Holocene Optimum Events (ELA = 3040 m. hoogte). Ook zijn met grijstinten de lengte van de gletsjer weergegeven in de LIA (Little Ice Age),  1960, 1985 en gedurende de Holocene Optimum Events (HOE). Drie periodes in het Holoceen waarin het gemiddeld veel warmer was dan momenteel, zonder antropogene invloed. En met telkens weer een “herstel” daarna met lagere temperaturen en langere gletsjer.

tschierva

Het laatste ijs verdwijnt uit tropisch Afrika

Bovenstaande is de kop van een halve pagina groot artikel in NRC van 3 november over het verdwijnen van het ijs op de Kilimanjaro. Wetenschapsjournalist Karel Knip gaat uitgebreid in op een artikel van Lonnie Thompson in de Proceedings of the National Academy of Sciences ( Thompson c.s., 2009, Glacier loss on Kilimanjaro continues unabated, doi:10.1073/pnas.0906029106 )  . Thompson meent sterke aanwijzingen te hebben dat de algemene opwarming van de aarde de schuld is van het terugtrekkend ijs op de Kilimanjaro.

kilimanjaro

Nu zijn er wel een paar redenen te bedenken om Thompson niet zonder meer te geloven. In de eerste plaats omdat hij probleemloos zijn medewerking heeft verleend aan de documentaire An Inconvenient Truth van Al Gore. Gezien de vele onwaarheden in deze docu en het sterk propagandistisch karakter ervan is enige reserve ten opzichte van Lonnie Thompson wel op zijn plaats.

Bovendien zijn er geen aanwijzingen dat de temperatuur nabij de Kilimanjaro  de afgelopen decennia aanmerkeijk gestegen is, terwijl er juist na 1950 sprake is van een toegenomen smelt. Vanaf 1958 wordt nabij de berg het temperatuurprofiel van de de troposfeer gemeten met behulp van weerballonnen. Op onderstaande grafiek ( Mote & Kaser 2007, The shrinking glaciers of Kilimanjaro: can global warming be blamed?, American Scientist, vol. 95, p. 318-325  ) zijn de resultaten weergegeven voor de hoogte van de top van de Kilimanjaro. Zoals te zien is er geen significante stijging van de temperatuur.

tempkili

Maar er zijn meer bedenkingen. Knip haalt in zij artikel zelf het onderzoek van Georg Kaser uit 2004 aan, die de terugtrekking van het ijs niet in opwarming zocht maar in toenemende droogte in de regio ( 2004. Modern glacier retreat on Kilimanjaro as evidence of climate change: Observations and facts. International Journal of Climatology, 24, 329-339, doi: 10.1002/joc.1008) . Opmerkelijk is dat Thompson geen trend gevonden heeft in de vochtigheid rond de berg. Jammer dat Knip niet ook de recente publicatie van Mölg noemt  (2009,  Quantifying climate change in the tropical midtroposphere over East Africa from glacier shrinkage on Kilimanjaro. Journal of Climate, v. 22, pp. 4162-4181. DOI: 10.1175/2009JCLI2954.1). Mölg c.s. toont nogmaals aan dat de massabalans van de gletsjers op de Kilimanjaro vooral erg gevoelig zijn voor luchtvochtigheid, neerslaghoeveelheid en bewolkingsgraad. Opmerkelijk is dat de ploeg van Mölg , in tegenstelling tot Thompson,  dus wel de toenemende droogte in Oost Afrika als oorzaak ziet.

droogteafrika

Bovenstaande grafieken tonen aan dat er wel degelijk sprake is van een afname van de neerslaghoeveelheden in de regio. De afname is het sterkst voor de MAM regens   (maart  april mei), en wat minder sterk voor de OND regens (oktober, november, december).  Ook andere recente studies bevestigen de toenemende droogte in Oost Afrika de afgelopen eeuw (Hastenrath 2001, Hemp 2005,  Funk et al 2008).

Als je de meest recente publicaties over de ijsbedekking van de Kilimanjaro bekijkt dan is duidelijk dat de onderzoeksresultaten van Thompson afwijken van veel andere, en dat er op zijn zachtst gezegd discussie is over de oorzaken van de ijssmelt.  Het NRC (Karel Knip) had er daarom beter aan gedaan een genuanceerder artikel te publiceren dan het alarmistische verhaal dat uiteindelijk in de krant verscheen.

Hier is een fraaie slideshow te vinden over het smelten van de Kilimanjaro  gletsjers:    Link

Een studie van Verschuren e.a. van december 2009  (D.Verschuren e.a., 2009, Half-precessional dynamics of monsoon rainfall near the East African Equator, Nature 462, 637-641)  toont aan dat het ijs op Afrika’s hoogste top zijn bestaan niet alleen te danken heef aan kou, maar vooral aan de grote hoeveelheid neerslag die viel aan het begin van het Holoceen. Het regelmatig smelten van de ijskap op de Kilimanjaro blijkt onderdeel van een natuurlijk proces van droge en natte perioden, en is dus niet alleen het resultaat van milieuschade die de mens aanricht.

Verschuren en collega’s deden sedimentonderzoek in het kratermeer Chala, op de grens van Tanzania en Kenia. Door te kijken naar de verhouding tussen de stoffen van binnen het meer zelf, en de stoffen die door regen ingespoeld waren kon men een reconstructie maken van de veranderingen in de hoeveelheid neerslag van de laatste 25.000 jaar.Het  bleek dat dit gedeelte van Afrika vaker te maken heeft met periodes van zware moessonregens afgewisseld door periodes met minder heftige regens. Doordat de Kilimanjaro dichtbij de evenaar ligt, is er ongeveer eens in de 11.500 jaar een periode van hevige moessons, in gebieden verder van de evenaar komt zo’n intensieve moessontijd maar eens in de 23.000 jaar voor.

chala

Wereldwijde klimaatvariaties worden op lange en korte termijn voornamelijk gestuurd door veranderingen in de hoeveelheid inkomende zonnestraling. Zie hiervoor onder  “Nieuwe inzichten”   de hoofdstukken over de zon en zonnecycli.  Doordat de aardas een tolbeweging maakt (precessie), krijgt niet elk gebied evenveel zonnestraling. Juist rond de evenaar is die variatie in straling erg groot, en dat is weer van invloed op de intensiteit van de moessonregens. Het gevolg is dat equatoriaal Oost-Afrika twee keer zo vaak te maken heeft met hevige regenperiodes en tijden van extreme droogte.

Afrika lijkt nu aan het einde te komen van zo’n droge periode, logisch dus dat de ijskap momenteel klein is. Als de moessons heviger worden krijgt de Kilimanjaro vanzelf weer meer sneeuw en ijs.

Joerin et al publiceerden in 2007 een studie naar de Tschierva gletsjer. Het is een onderzoek naar de Holocene geschiedenis van de gletsjer op basis van sedimentonderzoek en onderzoek naar zogenaamde subfossiele boomstronken die onder het ijs vandaan kwamen. Er werden 3 periodes ontdekt waarin de gletsjer zich ver had teruggetrokken. Die periodes, Holocene Optimum Events genaamd, lagen rond 9200 BP (before present), van 7450 tot 6650 BP en van6200 tot 5650 BP. De ELA ( Equilibrium Line Altitude), dat is de lijn waar accumulatie overgaat in ablatie, lag in die warme periodes 220 meter hoger dan momenteel. Bij gelijkblijvende neerslag betekent dat dat gedurende die ELA’s de zomertemperatuur ongeveer 1,8 °C hoger lag dan momenteel!

In een recente publicatie van Goehring et al uit 2011 over de Rhonegletsjer concluderen de onderzoekers dat deze gletsjer gedurende het grootste deel van het Holoceen korter was dan momenteel. Dat beeld komt overeen met de data van andere Alpengletsjers en gletsjers in Scandinavië.

gletsjers

Bron: Goehring et al 

Professor Oerlemans (Utrecht) noteert over de veranderingen in gletsjerlengte: ” What we see from this data is that glaciers were growing through the 1700s, corresponding to the little ice age. After the Little Ice Age ended in the early nineteenth century, glaciers began to retreat. And they have retreated steadily all the way from the early 1800s today, though as this chart shows the glacial retreat has perhaps slowed down over the last fifty years.

So, yes, when the alarmists go to the glaciers and say the glaciers are retreating, they are correct. The glaciers have been retreating in the last 20 years. And they were retreating in 1950 and they were retreating in 1920 and they were retreating in 1900 and they were retreating in 1850. It’s a trend that has gone on for nearly 200 years.

To believe that the current retreat of glaciers is due mainly to man-made global warming, you have to believe that somewhere right here, say around 1950, some natural process that had been causing the glaciers to melt for over 100 years just halted. The natural process halted and at exactly the same time, man-made CO2 took over and kept glaciers retreating at the exact same pace. Or you could just apply Occam’s razor and say that the entire 150 year trend has nothing to do with man and is a natural result of the recovery from the little ice age.”