Wat bomen ons vertellen - Valerie Trouet (hoofdstuk 7)

sogetinformed
  • No tags were found...

'Oceans are rising, so get informed' is een klimaatproject dat inzet op informatie over de oorzaken/gevolgen/oplossingen van de klimaatopwarming.

www.sogetinformed.com bundelt heel wat goede informatie van klimaatwetenschappers.
Exclusief voor SO GET INFORMED stelt Valerie Trouet een hoofdstuk uit haar boek 'Wat bomen ons vertellen' ter beschikking.
Ideaal om kennis te maken met het boek en zo ook de rest van het boek te lezen (beschikbaar via Lannoo).

Leerkrachten/docenten die er een lesopdracht rond uitwerken, kunnen deze delen op www.sogetinformed.com via GET INVOLVED. Inspireer zo andere docenten en studenten.

7.

Wind of Change

De eerste min of meer betrouwbare thermometer werd in 1641 uitgevonden

door Ferdinand II de’ Medici, de groothertog van Toscane en een student

van Galileo Galilei. Geprikkeld door zijn succes zetten Ferdinand en

zijn broer een netwerk van elf meteorologische stations in Italië en naburige

landen op. De stations werden vanaf 1654 bemand door monniken en

jezuïtische priesters die jarenlang om de drie of vier uur de thermometers

aflazen. Maar in 1667 hief de Katholieke Kerk het grootste deel van dit

vroege netwerk op omdat ze stelde dat alleen de Bijbel mocht worden gebruikt

om de natuur te interpreteren; instrumentele lezingen waren uit

den boze. Slechts twee stations bleven tot 1670 fungeren. Gelukkig werden

in het midden van Engeland temperatuurmetingen uitgevoerd sinds

1659, slechts vijf jaar na de eerste serieuze inspanningen van de Medici’s,

en zij hebben de tand des tijds doorstaan. Het instrumentele archief voor

Midden-Engeland is dan ook de langste ononderbroken reeks temperatuurmetingen

ter wereld. In de Verenigde Staten is men pas in 1743 met

temperatuurmetingen begonnen, in Boston. Op het zuidelijk halfrond is

er slechts één archief ouder dan 1850: dat van Rio de Janeiro, waar vanaf

1832 de temperaturen zijn bijgehouden. Pas in het begin van de twintigste

eeuw kwam een wereldwijd netwerk van betrouwbare temperatuurmetingen

van de grond, en zelfs voor de twintigste eeuw zijn er grote geografische

lacunes in het netwerk. Zo zijn de temperatuur- en neerslaggegevens

uit Kigoma die Kristof en ik tijdens onze veldcampagne in Tanzania

met de hand hadden overgeschreven pas vanaf 1927 bijgehouden. Een ander

probleem met het instrumentele klimaatarchief is het feit dat we het

klimaat pas wereldwijd zijn gaan meten op het moment waarop we er invloed

op begonnen uit te oefenen. Tegen de tijd dat we in het begin van de

twintigste eeuw een wereldwijd meteorologisch netwerk hadden opgezet,

Wind of change 97

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 97 2/04/20 15:12


was de industriële revolutie – en daarmee de almaar toenemende verbranding

van fossiele brandstoffen en uitstoot van broeikasgassen in de

atmosfeer – al een heel eind op streek.

Broeikasgassen zoals CO 2

houden warmte vast, waardoor die niet

naar de ruimte kan ontsnappen. Het is alsof uitwasemingen van CO 2

de

aarde omgeven, opwarmen en steeds dikker worden naarmate er meer

fossiele brandstoffen worden verbrand. Sinds het begin van de industriële

revolutie aan het einde van de achttiende eeuw heeft dit geleid tot een versterking

van het natuurlijke broeikaseffect en een stijging van de temperaturen

aan het aardoppervlak: de opwarming van de aarde. Dankzij het

proxyarchief dat de ijskernen uit Antarctica hebben opgeleverd, kunnen

we deze toename van CO 2

-concentraties in de atmosfeer plaatsen in de

context van bijna een miljoen jaar. Onderzoekers hebben diep in de Antarctische

ijskap geboord en de hoeveelheid CO 2

in de luchtbellen in de

steeds ouder wordende ijslagen gemeten. Het resultaat van dat onderzoek

vertelt ons dat de concentratie CO 2

in de atmosfeer tegenwoordig bijna

40 procent hoger ligt dan in welke periode in de voorafgaande 800.000

jaar dan ook. Omdat de meeste meteorologische stations pas na de start

van de industriële evolutie zijn opgericht, zijn de klimaatgegevens die we

met onze instrumenten hebben vastgelegd beïnvloed door een door de

mens versterkt broeikaseffect. We hebben geen instrumentele gegevens

over het klimaat in zijn meer natuurlijke staat, voordat we zijn begonnen

de atmosfeer in een broeikas te veranderen. We hebben paleoklimatologische

proxy’s nodig om te begrijpen hoe het ‘natuurlijke’, niet door grootschalige

menselijke bemoeienis beïnvloede klimaat eruitzag.

Paleoklimatologische proxy’s hebben ons geleerd dat het klimaat van de

aarde een complex en van nature variabel systeem is en dat het niet alleen

reageert op kunstmatige veranderingen in de broeikasgasconcentraties in

de atmosfeer maar ook op veranderingen in de baan van de aarde, de

straling van de zon en vulkanische activiteit. Als de positie van de aarde

ten opzichte van de zon verandert als gevolg van wijzigingen in zijn elliptische

omloopbaan of in de helling van de aardas, verandert de hoeveelheid

zonnestraling die de aarde bereikt. Aangezien de zon de belangrijkste

bron van warmte op aarde is, leiden dergelijke veranderingen in de

aardbaan tot veranderingen in de wereldwijde temperaturen. Baanvaria-

98 Wat bomen ons vertellen

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 98 2/04/20 15:12


ties zijn van nature cyclisch en ze verlopen langzaam: ze beïnvloeden het

klimaat op aarde over perioden van 100.000, 40.000 en 20.000 jaar. Hoewel

het proces langzaam verloopt, is het zeer krachtig. Het heeft zo’n sterke

invloed op de temperatuur op aarde dat het verantwoordelijk is voor

het ontstaan van ijstijden. Koude ijstijden (of glacialen) wisselen af met

warmere perioden (of interglacialen) op tijdschalen van zo’n 100.000 jaar,

en deze reguliere en herhaalde afwisseling is prachtig vastgelegd in oceaansedimenten

en het Antarctische ijskernarchief. We bevinden ons momenteel

in een interglaciale periode, het holoceen, dat zo’n 11.650 jaar geleden

is begonnen. Aangezien interglacialen tussen de 10.000 en 50.000

jaar duren, zullen we – gezien de variaties in de aardbaan en de aardashelling

– in de toekomst onvermijdelijk weer in een ijstijdklimaat belanden.

Maar... door het recentelijk versterkte broeikasgaseffect en de opwarming

van de aarde die daar het gevolg van is, is het goed mogelijk dat onze miljoen

jaar oude ijstijdengeschiedenis verstoord raakt.

Naast veranderingen in de aardbaan kan ook de hoeveelheid straling

die van de zon zelf afkomstig is in de loop van de tijd veranderen en de

temperatuur op aarde beïnvloeden. De hoeveelheid zonnestraling varieert

in cycli die in lengte uiteenlopen van enkele decennia tot enkele eeuwen

– veel korter dan de aardbaancycli. De zonnestraling creëert isotopen

in de aardatmosfeer, alternatieve vormen van eenzelfde chemisch element

die van elkaar verschillen in atoomgewicht maar niet in chemische

eigenschappen. Zo ontstaat beryllium -10 (Be10), de radioactieve isotoop

van beryllium (Be9) met een halfwaardetijd van meer dan een miljoen

jaar, onder invloed van krachtige uitbarstingen van zonnestraling. Atmosferisch

Be10 zit ingevangen in luchtbellen in de sneeuw- en ijslagen van

Groenland en Antarctica, en Be10-pieken in gedateerde ijskernen kunnen

we gebruiken als proxy voor de activiteit en cycliciteit van de zon in

vroegere tijden. We kunnen fluctuaties in de zonnestraling ook schatten

op basis van zonnevlekken – gebieden met lagere temperaturen – op het

oppervlak van de zon. Als er minder zonnevlekken zichtbaar zijn, is de

zon minder magnetisch actief en verzendt hij minder straling naar de

aarde. Zonnevlekken zijn soms groot genoeg om met het blote oog te zien

en vroegmoderne wetenschappers hebben vanaf de jaren tien van de zeventiende

eeuw met behulp van telescopen zonnevlekken geobserveerd.

Het archief van meer dan vierhonderd jaar aan zonnevlekobservaties

Wind of change 99

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 99 2/04/20 15:12


fungeert als proxy voor de zonnestraling. De gegevens laten zien dat het

aantal zonnevlekken en de daaraan gerelateerde zonnestraling een regelmatige

cyclus van elf jaar kennen. Dit waren de cycli waar Douglass naar

op zoek was toen hij voor het eerst naar jaarringen begon te kijken. Maar

deze cycli hebben slechts een subtiele invloed op het klimaat op aarde.

Belangrijker zijn de langere, meerdere decennia bestrijkende perioden

waarin de activiteit van zonnevlekken onderdrukt is, bijvoorbeeld tijdens

het maunderminimum, dat genoemd is naar het astronomenechtpaar

Annie en Edward Maunder, tijdgenoten van Douglass. In de zeventig jaar

tussen 1645 en 1715 namen astronomen veel minder zonnevlekken op het

oppervlak van de zon waar dan in enige periode daarvoor of daarna. Ironisch

genoeg komt dit zeventig jaar durende maunderminimum bijna

precies overheen met de regering van Lodewijk XIV, de Zonnekoning in

Frankrijk (1643-1715).

Vulkanische activiteit is de derde belangrijke kracht achter natuurlijke

klimaatveranderingen. Als een grote vulkaan uitbarst, en vooral als dat

met een enorme explosie gepaard gaat, kan hij as de atmosfeer in spuwen

en grote hoeveelheden aerosols uitstoten, fijne deeltjes die zich door de

lucht verspreiden, zoals zwaveldioxide (SO 2

). In de loop van enkele weken

tot maanden wordt deze zwaveldioxide omgezet in zwavelzuur

(H 2

SO 4

). Als deze zwavelhoudende aerosols eenmaal zijn gevormd, worden

ze verspreid door de stratosfeer (het bovenste deel van de atmosfeer),

waar ze soms jarenlang blijven hangen. Dergelijke sluiers van vulkanische

aerosols kunnen voorkomen dat een deel van de zonnestraling het aardoppervlak

bereikt, wat tot lagere temperaturen leidt. Het effect van vulkanische

aerosols is dan ook tegenovergesteld aan dat van broeikasgassen:

vulkanische stofdeeltjes warmen het aardoppervlak niet op, maar blokkeren

de zonnestraling, waardoor de temperaturen op aarde tot wel twee

jaar na een eruptie kunnen dalen. Uitbarstingen van tropische vulkanen,

waarvan de aerosols zich het gemakkelijkst door de hele stratosfeer verspreiden,

hebben doorgaans een groter wereldwijd effect op het klimaat

dan uitbarstingen van vulkanen op hogere breedtegraden; en krachtige

erupties hebben meer impact dan zwakkere erupties. Het afkoelende effect

van vulkaanuitbarstingen op het klimaat van de aarde kan van korte

duur zijn – hooguit een paar jaar – maar wel dramatische vormen aannemen.

Toen de Pinatubo, een vulkaan op de Filipijnen vlak bij de evenaar,

100 Wat bomen ons vertellen

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 100 2/04/20 15:12


in juni 1991 tot uitbarsting kwam, stootte hij een aswolk vijfendertig kilometer

de lucht in, tot diep in de stratosfeer. Tijdens de vijftien maanden

na de Pinatubo-uitbarsting daalde de gemiddelde temperatuur wereldwijd

met ongeveer 0,5 graden Celsius. De abrupte afkoeling als gevolg

van de uitbarsting vond haar weerslag in temperatuurgevoelige jaarringarchieven

over heel de wereld. Daaruit blijkt dat we aan de hand van

deze archieven het jaar en de heftigheid van vulkaanuitbarstingen uit het

verleden kunnen bepalen en hun invloed op het klimaat analyseren.

Ons inzicht in de wijze waarop deze drie krachten – veranderingen in

aardbaan, zonnestraling en vulkanische activiteit – in het verleden gezamenlijk

van invloed zijn geweest op het klimaat, is vooral met betrekking

tot de afgelopen pakweg duizend jaar sterk verbeterd. Het beeld van de

natuurlijke klimaatveranderingen in deze periode kwam voor het eerst

naar voren in een grafiek van de Engelse klimatoloog Hubert Horace

Lamb in 1965 (fig. 9). Lambs grafiek verbeeldt duizend jaar aan temperatuurvariatie

in Midden-Engeland en getuigt onder meer van een klimaattransitie

in Europa tijdens de overgang van de middeleeuwen naar de renaissance

en het tijdperk der ontdekkingsreizen. In de periode die moderne

wetenschappers de middeleeuwse klimaatanomalie hebben

genoemd (Lamb sprak van de middeleeuwse warmteperiode), van ca. 900-

1250 n.Chr., waren de temperaturen relatief hoog. Ze daalden echter aanzienlijk

in de daaropvolgende kleine ijstijd, ca. 1500-1850 n.Chr., waarin er

meer vulkanen tot uitbarsting kwamen, de zon iets in kracht afnam (bijvoorbeeld

tijdens het maunderminimum) en de verhouding tussen de

zonne-energie die de aarde bereikte en weer verliet verschoof. In tegenstelling

tot ‘echte’ ijstijden was de kleine ijstijd niet het gevolg van veranderingen

in de aardbaan. Hij was bovendien minder streng, minder aanhoudend

koud en minder algemeen. Lambs kleine ijstijd eindigde halverwege

de negentiende eeuw, toen de opkomende industrialisatie tot een

gestage stijging van de temperaturen leidde.

Wind of change 101

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 101 2/04/20 15:12


De vermicellisliert

900–1965 n.Chr.

Schatting van Hubert Lamb, 1965

Warmer

KLEINE

IJSTIJD

MIDDELEEUWSE

Kouder

WARMTEPERIODE

1000n.Chr. 1200 1400 1600 1800 2000

De hockeystick

Temperatuur noordelijk halfrond in vergelijking met gemiddelde temperatuur (1961–1990)

Reconstructie (1000–1980) Instrumentele data (1902–1998)

+1°C

Relatieve temperatuur

1998

+0.78°

0

-1°C

1000n.Chr.

1200 1400

1600 1800 2000

De spaghettischotel

Temperatuur noordelijk halfrond in vergelijking met gemiddelde temperatuur (1961–1990)

Diverse reconstructies (700–1995) Instrumentele data (1856–2005)

+1°C

Relatieve temperatuur

2005

+0.52°

0

-1°C

800n.Chr.

1000 1200 1400 1600 1800 2000

Figuur 9: Hubert Horace Lamb gaf in 1965 een overzicht van de klimaatveranderingen in de

afgelopen duizend jaar, met onder meer een grafiek (hier in aangepaste versie, boven) die

hoge temperaturen tijdens de middeleeuwen, een koude kleine ijstijd en opnieuw hogere

temperaturen tot in de twintigste eeuw liet zien. Wetenschappelijke visualisaties van duizend

jaar van wereldwijde temperatuurveranderingen zijn sindsdien sterk verbeterd. David Frank

noemde het de ontwikkeling van ‘een vermicellisliert naar een hockeystick naar een spaghettischotel’.

102 Wat bomen ons vertellen

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 102 2/04/20 15:12


Een halve eeuw paleoklimatologisch onderzoek heeft Lambs baanbrekende

grafiek van duizend jaar temperatuursverandering verder verfijnd.

David Frank, mijn compagnon in mijn Pyreneeëncampagne, betitelde

deze progressie als de ontwikkeling van ‘een vermicellisliert naar een hockeystick

naar een spaghettischotel’. Lambs grafiek heeft inderdaad iets

weg van een vermicellisliert, maar bleef de standaardweergave tot de laatste

jaren van de vorige eeuw, toen ze werd vervangen door de hockeystick,

die op meer gegevens en computerberekeningen was gebaseerd. Na

de politieke controverse die door de hockeystick was veroorzaakt, begonnen

veel meer onderzoeksgroepen de wereldwijde temperaturen uit het

verleden te reconstrueren. Daarbij gooiden ze steeds meer gegevens,

steeds meer computerkracht en een mix van methodologische vernieuwingen

in de strijd. Het resultaat is een ‘spaghettischotel’ van temperatuurreconstructies

die sommige perioden als vergelijkbaar weergeven –

zoals de warme elfde eeuw en de ongekend warme twintigste eeuw –

maar voor andere eeuwen een breder scala aan mogelijkheden, en

daarmee behoorlijk wat onzekerheid, tonen.

Toen we nog allebei bij het WSL werkten, betrok David me bij een

project dat orde probeerde te scheppen in deze spaghettischotel van reconstructies.

We deden dat door elk van de individuele spaghettislierten

(of temperatuurreconstructies) aan alle mogelijke combinaties van methoden

te onderwerpen, wat een set van meer dan tweehonderdduizend

reconstructies opleverde. Op het eerste gezicht leek deze benadering de

verstrengeling van de slierten alleen maar complexer te maken, maar achter

deze krankzinnige onderneming stak wel degelijk een gedachte. Er

doemde namelijk een patroon op dat ons in staat stelde een inschatting te

maken van de meest waarschijnlijke temperatuurverschillen in het afgelopen

millennium. We ontdekten dat de meest recente periode van de set

reconstructies, die eindigde in het jaar 2000, hoogstwaarschijnlijk zo’n

0,25 graden Celsius warmer was dan de warmste periode van de middeleeuwse

klimaatanomalie 32 en ongeveer 0,7 graden Celsius warmer dan de

koudste periode van de kleine ijstijd 33 . Uit de reconstructieset bleek dat

de middeleeuwen warmer waren dan de kleine ijstijd, maar lang niet zo

32 1071-1100 n.Chr.

33 1601-1630 n.Chr.

Wind of change 103

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 103 2/04/20 15:12


warm als vandaag. Daarbij moet worden opgemerkt dat elk jaar sinds

2000 warmer is geweest dan het jaar 2000, het laatste jaar van de reconstructie.

Daardoor is de huidige, meest recente periode (die eindigt in

2016) nog eens bijna 0,5 graden Celsius warmer dan de warmste periode

van de reconstructieset 34 . De temperatuurverschillen in de studie – 0,25

graden, 0,5 graden en 0,7 graden – lijken misschien klein, maar ik was erdoor

overdonderd toen ik ze voor het eerst zag. Tot mijn verbijstering besefte

ik dat de aarde in de afgelopen zeventien jaar (2000-2016) meer was

opgewarmd dan hij in de vijfhonderd jaar tussen het maximum tijdens de

middeleeuwse klimaatanomalie en het minimum tijdens de kleine ijstijd

was afgekoeld.

Bovendien is de opwarming van de laatste decennia onmiskenbaar

een wereldwijd fenomeen: naar welke spaghettireconstructie je ook kijkt,

je ziet altijd opwarming. Dit was anders bij de overgang van de middeleeuwse

klimaatanomalie naar de kleine ijstijd, die niet overal op dezelfde

wijze of op hetzelfde moment plaatsvond. De kleine ijstijd begon in het

noordpoolgebied bijvoorbeeld veel eerder (ca. 1250 n.Chr.) dan op lagere

breedtegraden, zoals de Europese Alpen (ca. 1500 n.Chr.). En terwijl de

kleine ijstijd in de meeste gebieden voor lagere temperaturen zorgde,

werd hij in andere gebieden meer gekenmerkt door nattigheid dan door

koude. In het Atlasgebergte in Marokko, helemaal in het noordwesten

van Afrika, begon de kleine ijstijd bijvoorbeeld rond 1450 n.Chr. Daar

staan meer dan vijfhonderd jaar oude atlasceders, waarvan de jaarlijkse

groei wordt beperkt door de hoeveelheid beschikbaar vocht. Hun jaarringen

vertellen ons dat de kleine ijstijd hier vooral een natte periode was.

Ik heb het bos met atlasceders niet zelf bezocht, maar dat staat wel nog

op mijn verlanglijstje. De atlasceders in Marokko behoren tot de oudste

bomen in Afrika en hebben duidelijke jaarringen, die niet alleen uiterst

geschikt zijn voor kruisdatering maar ook een betrouwbare graadmeter

vormen voor de hoeveelheid neerslag die er gevallen is. Voor een dendrochronoloog

zijn dat heel aantrekkelijke eigenschappen en veel onderzoeksteams

hebben in de loop der jaren de ceders bezocht en bemon-

34 Deze berekening is gebaseerd op het verschil in de gemiddelde jaartemperaturen op

het noordelijk halfrond in 1987-2016 en in 1971-2000, volgens het GIStemp (Goddard

Institute for Space Studies Surface Temperature Analysis).

104 Wat bomen ons vertellen

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 104 2/04/20 15:12


sterd. Tot dusverre heeft nog niemand echter de 1 meterboor gehanteerd

om de kern van deze mastodonten te bereiken, die wel een doorsnee van

drie meter kunnen hebben. Toen Jan Esper en zijn team in 2002 de bomen

bemonsterden, lang voor onze samenwerking in de Pyreneeën en in

Griekenland, haalden ze een kern met 1025 jaarringen uit een boom.

Maar hun 60 centimeterboor had de kern van de stam niet bereikt, zodat

ze de oudste ringen van de boom nog niet konden onderzoeken. Volgens

Jan zijn enkele bomen zeker 1300 of 1400 jaar oud, zodat we aan de hand

van hun jaarringen de duizendjarige jaarringchronologie van de atlasceders

naar achteren kunnen verlengen tot voorbij de middeleeuwen; als we

die binnenste ringen maar konden bereiken.

De groei van atlasceders wordt beperkt door droogte in de lente: ze

hebben lekker brede ringen als het nat is en afschuwelijk smalle ringen als

het droog is. Hun jaarringchronologie fungeert als een meer dan duizend

jaar lang archief van de droogte in Marokko. De oudste pakweg vierhonderd

ringen van de bomen zijn opmerkelijk smal, wat wijst op een ernstige

en langdurige droogte in de middeleeuwen. Vanaf ongeveer 1450 krijgen

de bomen veel meer vocht, tot ongeveer 1980, wanneer een nieuwe

ernstige droogteperiode inzet. Deze recente droogteperiode, die nog

steeds voortduurt, heeft invloed uitgeoefend op de regionale landbouw

en het toerisme en vormt een bedreiging voor de cederbossen. Deze bossen

hebben al eeuwenlang te lijden van overexploitatie, overbegrazing en

herhaaldelijke bosbranden en verkeerden al in een slechte staat voordat

meer dan dertig jaar geleden de recente droogteperiode begon. De droogte

is de fatale klap geweest voor veel atlasceders, die nu vermeld staan op

de rode lijst van bedreigde soorten van de IUCN 35 .

Toen ik bij Jan in het WSL ging werken, zo rond de tijd van onze expeditie

naar de Pyreneeën, wilde hij de Marokkaanse droogtereconstructie gebruiken

als basis voor een ‘droogtehockeystick’. Jan wilde kijken of hij de

droogtevariabiliteit op het noordelijk halfrond van de afgelopen duizend

jaar kon weergeven in één enkele grafiek, zoals de iconische hockeystick.

Alleen moest deze grafiek geen temperatuur weergeven maar de hoeveelheid

neerslag op het noordelijk halfrond. In die tijd bestond zo’n droogte-

35 International Union of Conservation of Nature and Natural Resources.

Wind of change 105

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 105 2/04/20 15:12


hockeystick nog niet, en hij bestaat nog steeds niet. Dat komt doordat regenval

en droogte van plaats tot plaats veel meer variëren dan de temperatuur

en ze moeilijker vast te leggen zijn door gemiddelden te berekenen.

Als je bijvoorbeeld de variabiliteit in de jaartemperatuur in Meknes,

een meteorologisch station in het Atlasgebergte, vergelijkt met die in Algiers,

bijna duizend kilometer naar het noordoosten aan de Middellandse

Zeekust, zie je dat ze sterk op elkaar lijken 36 . Warme jaren in Meknes zijn

doorgaans ook warm in Algiers. Koude jaren in Meknes zijn doorgaans

ook koud in Algiers. Maar de variabiliteit in jaarneerslag in Meknes vertoont

geen enkele relatie met die in Algiers 37 . Natte jaren in Meknes kunnen

in Algiers droog, gemiddeld of nat zijn. Er is geen enkele relatie. Als

je een grafiek tekent van grootschalige temperatuurtrends in de loop van

de tijd, zoals bij de hockeystick, kan het zinnig zijn om temperatuurgegevens

van plekken die achthonderd kilometer of meer van elkaar verwijderd

liggen te middelen omdat ze dezelfde variabiliteit vertonen. Het

middelen van neerslag- of droogtegegevens van plekken die zo ver uit elkaar

liggen is minder zinnig: als je gegevens middelt die geen relatie met

elkaar hebben, krijg je een vlakke lijn die nauwelijks informatie geeft. Met

dit in het achterhoofd stelde Jan voor met een kleiner geografisch gebied

te beginnen – een Europese droogtehockeystick – in plaats van het hele

halfrond, maar we wisten dat zelfs dat ontzettend moeilijk zou zijn. En er

waren een paar verzwarende omstandigheden die het probleem voor mij

alleen maar groter maakten: (a) ik had nog nooit eerder het Europese klimaat

bestudeerd en (b) ik had nog nooit paleoklimatologisch onderzoek

gedaan.

Voordat ik bij het WSL aan de slag ging, had ik jaarringen bestudeerd

in sub-Saharaans Afrika en in de Californische Sierra Nevada. Bij geen

van deze projecten had ik ook maar iets te maken gehad met het Europese

klimaat of zelfs maar met klimaatreconstructies. Het behoeft geen betoog

dat dit hele onderzoeksterrein mij boven de pet ging, maar dat wilde

ik niet laten merken. Ik maakte nu deel uit van een groep onderzoekers

die niet eens konden toegeven dat ze honger kregen tijdens het veldwerk,

36 De pearson-correlatiecoëfficient voor beide temperatuur-tijdreeksen is hoog en zeer

significant (r=0,66, p < ,001, 1961-2016).

37 De pearson-correlatiecoëfficient voor beide neerslag-tijdreeksen is laag en nietsignificant

(r=0,17, p > ,1, 1961-2016).

106 Wat bomen ons vertellen

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 106 2/04/20 15:12


laat staan dat ze zouden zeggen dat ze iets niet wisten. In onze dagelijkse

en wekelijkse labbesprekingen strooiden Jan, David, Ulf en onze collega

Kerstin Treydte termen als ‘middeleeuwse klimaatanomalie’ en ‘kleine

ijstijd’ in het rond alsof het pepernoten waren. Ik weet nog dat ik stiekem

de termen opzocht op Wikipedia in mijn pogingen hen bij te houden.

Wat ik echt wilde doen was een groot bord boven mijn bureau hangen

met de tekst:

Middeleeuwse klimaatanomalie = 900-1250 n.Chr. = warm

Kleine ijstijd = 1500-1850 n.Chr. = koud

Maar daarmee zou ik me meteen in de kaarten laten kijken. Als je de belangrijkste

concepten van je vermeende onderzoeksgebied moet opzoeken

op Wikipedia, is dat niet bepaald de beste manier om verlost te worden

van je bedriegerssyndroom. Alsof dat nog niet erg genoeg was, moest

ik mijn collega’s ook nog enkele zeer fundamentele vragen over het Europese

klimaat stellen, zoals wat de belangrijkste motor achter de Europese

klimaatvariabiliteit is. Op de labs waar ik voorheen had gewerkt, wordt de

jaarlijkse klimaatvariabiliteit hoofdzakelijk beïnvloed door het El Niño

Southern Oscilation-systeem (ENSO), oftewel El Niño. Ik wist dat dit patroon

van interactie tussen de Grote Oceaan en de atmosfeer geen sterke

invloed op het Europese klimaat had, maar ik had geen idee wat dan wél

de belangrijkste factor was. Achteraf vind ik het zeer bewonderenswaardig

dat mijn collega’s me niet hebben toegeschreeuwd: ‘Het is de NAO,

idioot!’

De NAO, of North Atlantic Oscillation, is een aanduiding voor het systeem

van wipwappende (of oscillerende) luchtdrukverschillen tussen

twee grote luchtdrukcentra boven de Noord-Atlantische Oceaan: het

Azoren-hoog en het IJsland-laag (fig. 10A). De luchtdruk (of atmosferische

druk) is belangrijk omdat die verband houdt met weerpatronen: is

de luchtdruk laag, dan kun je doorgaans bewolkt, winderig en regenachtig

weer verwachten, terwijl je bij een hoge luchtdruk doorgaans met rustig

en zonnig weer te maken krijgt. Intuïtief gezien is het dan ook logisch

dat de luchtdruk boven de zonnige Azoren, ter hoogte van Portugal, vrijwel

altijd hoger is dan de luchtdruk boven het regenachtige IJsland. Maar

Wind of change 107

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 107 2/04/20 15:12


de verschillen in luchtdruk tussen het Azoren-hoog en het IJsland-laag

zijn in sommige jaren groter dan in andere. Het luchtdrukverschil is zeer

groot tijdens de positieve fases van de NAO, als het IJsland-laag nog lager

is dan normaal en het Azoren-hoog nog hoger dan normaal. Positieve

NAO-jaren vertegenwoordigen de ene positie van de wipwap, maar de

positie verandert tijdens negatieve NAO-fases, als de luchtdrukverschillen

tussen de twee gebieden klein zijn.

Het Azoren-hoog is een anticycloon, waarbij tropische lucht met de

klok mee naar het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan en vervolgens

naar Europa waait. Bij de cycloon van het IJsland-laag waait de wind

de andere kant op, tegen de klok in, en wordt lucht van de poolstreken

De Noord-Atlantische windmachine

60° 20°W 0° 20°O

GROENLAND

IJSLAND

SCANDINAVIË

IJSLAND

60°N

LAAG

Britse

Eilanden

SCHOTLAND

N A T

NOORD-

AMERIKA

STORMEN

VK

EUROPA

VS

ATLANTISCHE

OCEAAN

AZOREN

Azoren

HOOG

DROOG

MAROKKO

Middellandse Zee

20°

AFRIKA

0 1000 km

Schaal ter hoogte van evenaar

Figuur 10A: Het Europese weer is grotendeels afhankelijk van twee luchtdrukcentra boven

het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan: het Azoren-hoog en het IJsland-laag. Samen

fungeren ze als tandraderen in een reusachtige windmachine. Als het verschil in luchtdruk

tussen beide gebieden groot is, waaien winden op volle snelheid, waarbij ze zorgen voor

stormen op de Britse Eilanden en in Scandinavië, voor droogte in het westelijk deel van het

Middellandse Zeegebied en voor zacht weer in Centraal-Europa. Als de luchtdrukverschillen

klein zijn, draaien de tandraderen langzaam, zodat warme Noord-Atlantische winden Europa

niet kunnen bereiken. De Britse Eilanden zijn dan droger dan normaal en het westelijk deel

van de Middellandse Zee is dan natter dan normaal.

Aanwijzingen in bomen en stalagmieten

1049–1995n.Chr.

Nat

Middeleeuwse klimaatanomalie

~950–1430 n.Chr.

108 Wat bomen ons vertellen

Marokkaanse jaarringgegevens

Schotse stalagmietgegevens

Einde

Marokkaanse

droogteperiode

Droog

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 108 2/04/20 15:12


naar het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan en vandaar naar Europa

vervoerd. De twee luchtdrukcentra fungeren als tandraderen in de

Noord-Atlantische klimaatmachine; beide draaien op volle toeren tijdens

positieve NAO-fases, waarbij warme lucht van de Noord-Atlantische Oceaan

naar Europa wordt geblazen. Het krachtige IJsland-laag zorgt voor nat

en stormachtig weer op de Britse Eilanden en in Scandinavië; het krachtige

Azoren-hoog zorgt voor droog weer in het westelijk deel van de Middellandse

Zee en voor warm en zacht weer in Centraal-Europa. Het tegenovergestelde

gebeurt tijdens een negatieve NAO-fase, als zowel het Azoren-hoog

als het IJsland-laag zwakker is dan normaal. In negatieve

NAO-jaren zijn de Britse Eilanden droger dan normaal, wat nog altijd behoorlijk

nat is, en is het westelijk deel van de Middellandse Zee natter dan

normaal, wat nog altijd behoorlijk droog is. De tandraderen van de Noord-

Atlantische windmachine draaien langzaam, zodat warme Noord-Atlantische

winden Europa niet kunnen bereiken en de weg vrijgemaakt wordt

voor het binnendringen van koude lucht uit het noordoosten.

Nauwelijks gehinderd door mijn beperkte kennis van deze belangrijke aspecten

van het Europese klimaatsysteem begon ik aan mijn poging een

droogtehockeystick voor Europa te ontwikkelen. Met Jans duizendjarige

Marokkaanse droogtearchief in de hand ging ik op zoek naar Europese

droogtereconstructies van ruwweg dezelfde lengte om die met elkaar te

vergelijken 38 . De eerste horde die ik tegenkwam was het gebrek aan dergelijke

reconstructies. Doordat mensen in Europa eeuwenlang intensief

hout hebben gekapt, groeien er vrijwel geen oude bomen op het continent.

De oudste dendrochronologisch gedateerde boom, Adonis, is nauwelijks

ouder dan duizend jaar. En net als Adonis groeien de meeste oude

bomen in Europa op afgelegen en moeilijk bereikbare plekken, zoals

hoog in de bergen. Zodoende getuigen hun jaarringen normaal gesproken

niet van droogteverschillen, maar van temperatuurverschillen. Daarom

moest ik mijn onderzoek uitbreiden met andere proxy’s dan alleen

jaarringen en moest ik mijn comfortzone nog verder verlaten. Van de

38 Strikt genomen ligt Marokko natuurlijk niet in Europa, maar door zijn ligging in het

uiterste noordwesten van Afrika vertegenwoordigt het de klimaatvariabiliteit voor het

zuidwestelijk deel van het Middellandse Zeegebied.

Wind of change 109

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 109 2/04/20 15:12


De Noord-Atlantische windmachine

60° 20°W 0° 20°O

GROENLAND

SCANDINAVIË

STORMEN

IJSLAND

handvol Europese droogtereconstructies voor het afgelopen millennium

IJSLAND

kwam er slechts één overeen met het Marokkaanse atlascederarchief: een

stalagmietenarchief 60°N

uit een grot in Schotland. Net als jaarringen kunnen

LAAG

N A T

Britse

stalagmieten lagen vormen. In de Uamh Eilanden an Tartair-grot SCHOTLAND (‘Brullende grot’)

in het noordwesten van Schotland wordt elk VK jaar een nieuwe laag gevormd:

één stalagmietenlaag komt overeen met de groei

NOORD-

AMERIKA

EUROPA van een stalagmiet

in één jaar tijd. Andy Baker, een aardwetenschapper aan de Universiteit

van New South Wales, en zijn team hebben een kleine stalagmiet uit

AZOREN

VS

de grot meegenomen. Toen ze

Azoren

dat deden, was de stalagmiet nog geen

DROOG

Middellandse Zee

drieënhalve centimeter groot, maar hij groeide nog steeds en vormde nog

HOOG

ATLANTISCHE

OCEAAN

MAROKKO

steeds nieuwe lagen. De onderzoekers telden 1087 groeibanden in de stalagmiet

en ontdekten dat er, net als bij jaarringen, een relatie bestond tus-

20°

0 1000 km

AFRIKA

sen de dikte van deze banden enerzijds en de wintertemperatuur Schaal hoogte en van evenaar neerslag

boven de grot anderzijds. De stalagmiet groeide sneller en vormde de

dikste banden in warme, droge winters en smalle banden in koude, natte

winters.

Aanwijzingen in bomen en stalagmieten

1049–1995n.Chr.

Nat

Middeleeuwse klimaatanomalie

~950–1430 n.Chr.

Marokkaanse jaarringgegevens

Schotse stalagmietgegevens

Droog

Einde

Marokkaanse

droogteperiode

1000n.Chr. 1200 1400 1600 1800 2000

Figuur 10B: Stalagmieten kunnen een proxy van het winterklimaat bieden. Een vergelijking

tussen duizend jaar aan stalagmietgegevens uit Schotland en onze jaarringgegevens uit Marokko

laat een omgekeerde relatie zien: als het in Schotland natter was dan normaal, was het

in Marokko droger dan normaal, en andersom.

110 Wat bomen ons vertellen

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 110 2/04/20 15:12


Het stalagmietenarchief van Uamh an Tartair was daarmee dus een meer

dan duizend jaar lange proxy van het winterklimaat in Schotland. Toen ik

dat archief vergeleek met de droogtereconstructie voor Marokko, ontdekte

ik een sterke omgekeerde relatie: als het in de afgelopen duizend jaar in

Schotland natter was dan normaal, was het in Marokko droger dan normaal,

en omgekeerd. Zo correspondeerde de lange middeleeuwse droogteperiode

in Marokko (ca. 1025-1450) met een nog nattere periode dan

gebruikelijk in Schotland. En toen Marokko rond 1450 natter werd, werd

Schotland droger (fig. 10B).

Toen ik Jan vertelde over de Schots-Marokkaanse wipwap die ik had

ontdekt, reageerde hij laatdunkend: doorgaans wantrouwen dendrochronologen

andere klimaatproxy’s zoals stalagmieten. Ja, we zijn verwend

door het werken met jaarringen. We kunnen veel monsters van een locatie

nemen, waardoor wij kruisdateringen kunnen uitvoeren en onze resultaten

dubbelchecken. We begrijpen behoorlijk goed hoe de relatie tussen

boomgroei en klimaat in elkaar zit. We hebben één jaarring en één

gegevenspunt voor elk jaar, zodat we door middel van een directe vergelijking

kunnen nagaan of onze jaarringen een goede proxy zijn voor instrumentele

klimaatvariabiliteit. Niet veel andere klimaatproxy’s hebben

deze pluspunten. ‘Eén miezerige stalagmiet, is dat alles wat je hebt? En de

datering ervan kan er een paar jaar naast zitten, maar je weet dat niet zeker

omdat je niets hebt om een kruisdatering mee uit te voeren? Pfft! Laat

me niet lachen!’ Dat was niet precies wat Jan zei, maar u begrijpt wat ik

bedoel.

Maar toen ik hem aan de hand van de grafiek liet zien dat natte perioden

in Schotland duizend jaar lang samenvielen met droogteperioden in

Marokko en andersom, veranderde Jan van gedachten. Dat was het moment

waarop we beiden realiseerden dat we iets belangrijks onder ogen

hadden, een nieuwe wetenschappelijke ontdekking. We zagen niet alleen

duizend jaar oscillatie tussen Schotland en Marokko maar ook de NAOoscillatie.

De Uamh an Tartair-stalagmiet is niet alleen een proxy voor de

neerslag in Schotland maar ook voor het IJsland-laag. En het jaarringarchief

van de atlasceders is niet alleen een proxy voor droogte in Marokko,

maar ook voor het Azoren-hoog. Door de proxy’s voor die twee tandraderen

in de NAO-klimaatmachine met elkaar te combineren hadden we een

duizendjarige reconstructie van de NAO ontwikkeld. We waren begonnen

Wind of change 111

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 111 2/04/20 15:12


met de ontwikkeling van een regionale droogtehockeystick maar stuitten

in plaats daarvan op de geschiedenis van een van de invloedrijkste klimaatverschijnselen

ter wereld. De smalle duizend jaar oude ringen die we

bij de Marokkaanse ceders hadden gemeten, vertelden ons niet alleen over

natte en droge perioden uit het verleden maar ook over de veel uitgebreidere

atmosferische mechanismen die eraan ten grondslag lagen en de

complexe wereldwijde klimaatmachine als geheel. Het enige wat we hoefden

te doen was heel aandachtig ons oor te luisteren leggen bij de bomen.

Onze reconstructie was de eerste die ver genoeg terugging in de tijd

om licht te werpen op de rol van de NAO bij het meest prominente kenmerk

van de Europese klimaatgeschiedenis: de overgang van de middeleeuwse

warmteperiode naar de kleine ijstijd. Ze toonde aan dat de NAO

voornamelijk positief was tijdens de middeleeuwen, maar na 1450 n.Chr.

overschakelde naar gemiddelder en negatievere NAO-fases (zie fig. 10).

We hadden de drijvende kracht achter de middeleeuwse warmteperiode

in Europa ontdekt: een hoofdzakelijk positieve NAO-fase die het Noord-

Atlantische windrad vol gas liet draaien en warme Atlantische lucht naar

Centraal-Europa transporteerde, wat leidde tot zachte winters, waardoor

de Europese landbouw, cultuur en bevolking konden bloeien. Na 1450

n.Chr. ging het rad trager draaien en werd het wispelturiger; dat moment

markeerde het begin van een kouder klimaat en de daarmee samenhangende

ontberingen van de kleine ijstijd.

De onthulling van het mechanisme achter de Europese warmte tijdens de

middeleeuwse klimaatanomalie was een belangrijke ontdekking in ons

vakgebied en we besloten ons manuscript op te sturen naar Nature, een

van de beste wetenschappelijke tijdschriften ter wereld. Nature publiceert

slechts zo’n 8 procent van de meer dan tienduizend artikelen die het elk

jaar ontvangt. Als de redacteur van Nature een manuscript interessant

vindt, stuurt hij of zij het door om het door vakgenoten te laten bekijken.

Zo niet, dan krijg je binnen twee weken een afwijzingsmail.

Voor auteurs die een manuscript opsturen naar Nature zijn die twee weken

zenuwslopend. Het NAO-manuscript was het eerste artikel dat ik ooit

naar een wetenschappelijk toptijdschrift had gestuurd. Er hing veel van af:

een ja of een nee kon mijn wetenschappelijke carrière maken of breken. Ik

was indertijd een postdoc, en een publicatie in Nature zou een eerste stap

112 Wat bomen ons vertellen

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 112 2/04/20 15:12


kunnen zijn in de richting van een professoraat. Maar een afwijzing zou betekenen

dat ik de afgelopen twee jaar had besteed aan een niet al te baanbrekend

artikel. Nadat ik tien dagen lang obsessief mijn inbox had gecontroleerd,

ontving ik eindelijk de e-mail van Nature. Het was een nee:

Van: Patina@Nature.org

Aan: trouet@wsl.ch

Onderwerp: Nature-manuscript 2008-08-08011

Beste Dr. Trouet,

Zoals in onze vorige e-mail gemeld hebben we uw manuscript met de titel

‘Pervasive Positive North Atlantic Oscillation Mode Dominated the

Medieval Climate Anomaly’ ontvangen. Bedankt voor uw belangstelling.

Na een eerste evaluatie heeft onze redactieraad geoordeeld dat de resultaten

van breder belang zijn en relevant voor veel wetenschappelijke

disciplines. Het manuscript is goed geschreven, de grafische figuren

zijn van hoge kwaliteit en vertegenwoordigen een stap voorwaarts

in het begrip van het klimaatsysteem tijdens de middeleeuwse klimaatanomalie.

Helaas kunnen we uw onderzoek niet als oorspronkelijk beschouwen

aangezien we in ons nummer van 22 september een manuscript met de

titel ‘The European Medieval Climatic Anomaly was driven by the North

Atlantic Oscillation’ als brief zullen plaatsen. Deze onderzoeksvragen,

-resultaten en -implicaties blijken veel overeenkomsten te bezitten.

Wij erkennen dat enige overlap van onderzoeksinspanningen onvermijdelijk

is. Dit is in het bijzonder gebruikelijk binnen de medische en

levenswetenschappen. Hoewel hierdoor resultaten kunnen worden

bevestigd of weerlegd en het wetenschappelijk proces kan worden bevorderd,

kunnen wij vanwege de beperkte ruimte in Nature uw artikel

niet verder in overweging nemen. Wij feliciteren u met uw onderzoek

en wensen u geluk bij uw pogingen uw resultaten elders te publiceren.

Met vriendelijke groet,

Enraldi Patina

Redacteur Nature

Wind of change 113

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 113 2/04/20 15:12


Ik had me geestelijk voorbereid op een afwijzing, maar was verbijsterd

over de reden die de Nature-redacteur aanvoerde. Had een andere onderzoeksgroep

een vergelijkbaar manuscript ingediend? Was iemand ons te

snel af geweest? Meteen na het lezen van de e-mail stormde ik Jans kantoor

binnen om hem het nieuws te melden. David en Ulf, die vanuit hun

aangrenzende kantoren mijn luidkeelse misbaar konden horen, kwamen

al snel toelopen. Ik begon aan een speculatieve tirade over wie die andere

onderzoekers zouden kunnen zijn en verwachtte dat mijn collega’s zich

bij mij aansloten. In plaats daarvan begonnen ze te grinniken. Het bleek

dat mijn collega’s niet alleen eersteklas wetenschappers waren, maar ook

eersteklas grappenmakers. Vanuit zijn gemakkelijke stoel had David zelf

een paar seconden daarvoor mij vanaf een Nature-achtig nepaccount dat

hij speciaal voor de gelegenheid had aangemaakt de afwijzingsmail gestuurd

39 . Mijn verbijstering en ongeloof dat mijn collega’s me zo’n uitgebreide

poets hadden gebakken, maakten al snel plaats voor opluchting

toen ik besefte dat dit een geval van nepnieuws was en dat ons manuscript

nog niet afgewezen was. Vier dagen later kwam de echte afwijzingsmail.

De redacteur vond onze resultaten niet belangwekkend genoeg om een

publicatie in Nature te rechtvaardigen. Maar in elk geval was niemand

ons te snel af geweest.

Om het brede belang van ons artikel te benadrukken besloten we enkele

delen van ons manuscript te herschrijven en het in te dienen bij Science,

een ander wetenschappelijk toptijdschrift. Maar eerst moesten we

een cruciale horde nemen. Jan was ervan overtuigd dat we een pakkende

titel voor ons artikel moesten bedenken. Hij pleitte voor ‘Wind of Change’,

wat volgens hem een treffende maar vrijpostige verwijzing naar een

beroemd nummer van The Scorpions zou zijn. Voor alle duidelijkheid:

Jan wilde ons artikel, waarin we de tot dan toe belangrijkste wetenschappelijke

bevindingen van mijn carrière zouden publiceren, noemen naar

een nummer van een Duitse rockband uit de jaren tachtig dat de volgende

tekst bevatte:

39 Hij had @Nature.org gebruikt in plaats van @Nature.com.

114 Wat bomen ons vertellen

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 114 2/04/20 15:12


Take me to the magic of the moment

On a glory night

Where the children of tomorrow dream away (dream away)

In the wind of change.

[Neem me mee naar de magie van het moment op een glorieuze avond,

waar de kinderen van morgen wegdromen (wegdromen) op de wind van

verandering.]

Het behoeft geen betoog dat ik mijn hakken in het zand zette. Uiteindelijk

kwamen we uit op de droge wetenschappelijke titel: ‘Persistent positive

North Atlantic Oscillation mode dominated the Medieval Climate Anomaly’.

Science publiceerde het artikel ongeveer een jaar later. Misschien

heeft niet iedereen verder gelezen na de titel, maar het artikel werd desalniettemin

vaak geciteerd.

Wind of change 115

Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 115 2/04/20 15:12


Wat_bomen_ons_vertellen_v5.indd 116 2/04/20 15:12

More magazines by this user