8-april-2015: Pier Siebesma
Nieuw licht op wolken: Veranderingen in een opwarmend klimaat


Nieuw licht op wolken: Veranderingen in een opwarmend klimaat

“April doet wat hij wil.” Dat betekent dat de wolkenluchten die we zien in april onschuldig kunnen zijn, maar ook voor heel wat nattigheid kunnen zorgen. Hoe het ook zij, over de wetenschap achter het fenomeen wolken moest je in april in het Science Café zijn. Prof. dr. Pier Siebesma, verbonden aan het KNMI en hoogleraar aan  de TU Delft,  kwam vertellen over de gevolgen van klimaatverandering voor de vorming van wolken. Allereerst wilde hij van het publiek weten hoe diep de wereldwijde plas zou worden als je alle waterdamp zou condenseren en uitgieten over de aarde.

De antwoorden uit de zaal liepen behoorlijk uiteen, van 1 cm tot 2,5 km. Het antwoord was verrassend: de plas zou maar 2,5 cm diep worden. En de hoeveelheid water die zich al in gecondenseerde vorm in de wolken bevindt is nog kleiner: slechts 0,1 mm. Van deze “kleine” hoeveelheid water (in totaal slechts een kleine 13 miljoen miljard liter) is niettemin een koelend effect in de atmosfeer merkbaar. Als er geen wolken waren zou het 6 tot 8 graden warmer zijn op aarde.

Siebesma vertelde dat het belangrijkste principe bij wolkenvorming, de formule van Clausius-Claypeyron, er in feite op neer komt dat warme lucht meer waterdamp kan bevatten dan koelere lucht. En aangezien warme lucht opstijgt, en vervolgens afkoelt, vind er in die opstijgende lucht dus condensatie plaats: er ontstaan wolken. Soms vindt er een tempartuur-inversie plaats, waardoor er een soort plafond is waarboven een wolk niet kan uitstijgen. Siebesma liet hiervan een prachtig filmpje zien.

Een vroege voorstelling van hoe je het weer kunt voorspellen is die van Lewis Fry Richardson, die zich een zaal met menselijke “computers” voorstelde die elk een blokje van de atmosfeer doorrekenenden, en zo een compleet beeld van het toekomstige weer gaven. Hoe het tegenwoordig gaat is niet veel anders, maar de mensen zijn vervangen door veel snellere elektronische computers.

Naast de modellen waar weerkundigen mee rekenen hebben ze natuurlijk ook meetwaarden. Siebesma noemde de huidige opwarming van de atmosfeer een experiment met de concentratie van het op één na sterkste broeikasgas, CO2. Het is weliswaar een onbedoeld experiment, maar het levert wel lange meetseries op.

En dat alles maakt het doorrekenen van verschillende modellen mogelijk. Als je dat doet blijkt dat alle modellen laten zien dat wolken een positieve terugkoppeling geven met betrekking tot opwarming van de atmosfeer. En deze opwarming heeft weer een effect op de neerslag. Niet alleen de hoeveelheid neerslag neemt toe, maar ook de intensiteit ervan, wat Siebesma illustreerde met een spons die hij uitkneep.

Vooraf en in de pauze trakteerde Lise Low ons op haar muzikale repertoire, en daarna was het de beurt aan de zaal, onder de bezielende leiding van James van Lidth de Jeude. De vragen na de pauze gingen over veel verschillende aspecten van het onderwerp, van de mens als veroorzaker van klimaatverandering en de mogelijkheden van lange-termijnbuïenrader, tot de gevolgen voor de Elfstedentocht en zeespiegelstijging. Maar gelukkig vroeg iemand ook of Pier een tijdens de lezing beloofde proef kon uitvoeren. Want die hadden we niet willen missen. Hij sproeide een beetje vocht in een fles, en bracht ook wat vervuiling aan die voor condensatie kon zorgen. Daarna pompte hij extra lucht in de fles zodat de druk hoger werd. Toen hij vervolgens de druk plotseling liet dalen (door de overdruk weer te laten ontsnappen) zag je dat het vocht in de lucht condenseerde en er een soort mist ontstond in de fles. En zo bleek maar weer dat achter een op het eerste gezicht fraai maar schijnbaar simpel verschijnsel als wolken een wereld van wetenschap schuil gaat, een wereld waarin Pier Siebesma ons een waardevol inkijkje gaf.

Tekst Peter van Diest, fotografie Huub Eggen.

(Zie ook de aankondiging van deze lezing.)