Klimaatmodellen camoufleren extremen in hun zoektocht naar gemiddelden

‘We weten niets over de toekomst van lokale biodiversiteit in stedelijke hitte-eilanden’

Peter Ciro (CC BY-NC-ND 2.0)

De Chicago Skyline vanuit de gratis Lincoln Park Zoo. Volgens Lembrechts weten we nog niet hoe de biodiversiteit in steden zal evolueren bij een toenemend aantal hittegolven. Wordt de biodiversiteit in zoo’s bij steden nog slechts een pijnlijke herinnering aan ver vervlogen tijden van groen in de stad?

In mei rapporteerden de Verenigde Naties dat één miljoen soorten met uitsterven bedreigd zijn, en de biodiversiteit nog sneller achteruitgaat dan we dachten: “ongezien in de geschiedenis van de mensheid”. Het rapport riep op tot dringende structurele ingrepen op alle niveaus: van globaal tot lokaal, van technologische en economische tot sociale domeinen.

Vorige week lanceerde een internationaal team van biologen nieuw onderzoek dat het globale en lokale samenbrengt. Enkele paradigma’s die in onderzoek naar klimaatverandering en diversiteit een monopolie hadden, worden hierdoor uitgedaagd.

De vaststelling: voor het merendeel van de soorten kunnen we nog geen voorspellingen doen over het effect van de klimaatverandering op hun voortbestaan. De meetmethoden en data waarover wetenschappers voorlopig beschikken, zijn ontoereikend en lopen achter op actuele evoluties.

Dat geldt ook voor onze Belgische steden die zich vorige week ontpopten tot echte hitte-eilanden. Klimaatmodellen camoufleren die extremen te hard in hun zoektocht naar gemiddelden, stelt het onderzoek. De soorten die in de hitte verzengen, worden in de voorspellingen daardoor niet opgenomen, waardoor het de wetenschap ontgaat.

Valt dit nieuwe onderzoek te rijmen met onderzoeken zoals dat van de VN die op globale schaal wel uitspraken doen over de toekomstige biodiversiteit? MO* ging in gesprek met Jonas Lembrechts, bioloog aan de UAntwerpen en lid van het internationaal team onderzoekers.

Achterhaald monopolie van weerstations

Het artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Global Ecology and Biogeography is moeilijk te doorworstelen als niet-bioloog, maar zelfs ik merk dat het de manier waarop wij momenteel naar klimaatverandering en biodiversiteit kijken, fundamenteel kan omgooien. Kan je het “in mensentaal” uitleggen?

‘De klimaatmodellen die wetenschappers doorgaans gebruiken, scheppen voor de meeste organismen een inaccuraat beeld’

Jonas Lembrechts: Als ecologen proberen we te modelleren hoe de biodiversiteit in het licht van de klimaatverandering gaat verschuiven en evolueren, door te meten in welke omstandigheden soorten kunnen overleven. Wat wij met dit onderzoek hebben ontdekt, is dat de klimaatmodellen die wetenschappers doorgaans gebruiken, voor de meeste organismen een inaccuraat beeld scheppen.

Die typische modellen baseren zich voor temperaturen op de gegevens van weerstations, die op standaardhoogtes in open veld liggen. Als je die metingen gaat gebruiken om te extrapoleren waar soorten binnen tientallen jaren nog kunnen voorkomen, en om zo voorspellingen te doen over bedreigde dier- en plantsoorten, sla je de bal mis. Je data zijn dan niet altijd gelinkt aan wat de soorten zelf ervaren.

Een voorbeeld: wij keken in ons onderzoek naar die standaarddata en hun relevantie voor de overleving van soorten voor Noord-Scandinavië. Wat bleek: in de winter ligt daar een dik pak sneeuw die organismen beschermt tegen de extreme negatieve temperaturen op 1,5 meter hoogte. Veel organismen ervaren dus een microklimaat dat de meettoestellen ontgaat.

Qua klimaatverandering luidt de vraag voor deze case, eerder dan je af te vragen hoe de temperaturen bovengronds zullen veranderen: hoeveel sneeuw gaat daar in de toekomst liggen?

Dus het gros van de metingen is ontoereikend om te voorspellen hoe de biodiversiteit gaat evolueren?

Jonas Lembrechts: Ja, omdat we niet goed weten hoe die weerstationsdata gelinkt zijn aan wat soorten echt voelen.

Dat geldt niet voor alle soorten, begreep ik.

‘Over al wat bij de grond of eronder zit, zit je met een fundamentele mismatch in de voorspellingen’

Jonas Lembrechts: Het hangt inderdaad af van de soort in kwestie. Grote bomen komen wel op die 1,5 meter die de weerstations hanteren. Daar werken de modellen wel. Daarom moet je rekening houden met de soort waarover je uitspraken wil doen. Over al wat bij de grond of eronder zit, zit je nog met een fundamentele mismatch in de voorspellingen.

De ongekende gevolgen van hitte-eilanden

Jullie keken naar Scandinavië en zagen dat de sneeuwval daar in de wetenschap een vertekend beeld levert. Welke omstandigheden overzien wij in de Belgische context bij onze voorspellingen?

Jonas Lembrechts: Toekomstig onderzoek moet dat nog in detail onder de loep nemen, maar voor België zal de focus waarschijnlijk op onze steden liggen. Steden zijn hitte-eilanden: ze zijn veel warmer dan de omgeving, maar weerstations vangen die omstandigheden niet. Die liggen per definitie zo weinig mogelijk in de stad om net het stedelijk effect uit te schakelen.

Bidgee (CC BY-SA 2.5 AU)

Een weerstation in Isabella Plains in Australië. De standaard klimaatmodellen baseren zich vooral op temperatuurmetingen rond dezelfde hoogte van weerstations die zich ver buiten de stad bevinden om het stedelijk effect te compenseren. Maar zo ontgaan ons de omstandigheden op andere hoogten en in meer stedelijke omgevingen, stelt het onderzoek.

Voor soorten die ín de stad leven, zeker die dicht bij de grond — denk maar aan de plantjes tussen het asfalt — zijn de ervaren temperaturen bij hittegolven als deze tot wel tientallen graden warmer dan wat het weerstation meet.

Met andere woorden: we onderschatten hoe ingrijpend de gevolgen van klimaatverandering voor de organismen in Belgische steden kunnen zijn.

Jonas Lembrechts: Inderdaad. Meer nog, we weten niet wat in de plaats komt. De kans is groot dat tropische soorten het heel goed gaan doen in de stad, maar op het platteland niet. Om daar een zicht op te krijgen, om dat te modelleren, moeten we de juiste temperatuurdata gebruiken, die dat hitte-eilandeffect in rekening brengen.

Die data hebben we nu meer en meer ter beschikking. Dat gaat onder meer om satellietdata die de temperatuur van het aardoppervlak rechtstreeks meten, en bijvoorbeeld hitte-eilanden kunnen detecteren. We kunnen daar nu al mee aan de slag, maar onderzoekers gebruiken die nog te weinig, omdat ze meestal naar standaardmethodes grijpen.

Hoe moeten onderzoekers dan wel omgaan in hun focus en methodologie met hittegolven zoals we die nu meemaken?

Jonas Lembrechts: Voor veel soorten die een extreme limiet hebben — ze kunnen bijvoorbeeld boven de veertig graden niet voorkomen — ga je het klimaateffect nooit volledig kunnen voorspellen met langetermijngemiddeldes. Daarom is het belangrijk met continue, dagelijkse metingen aan de slag te gaan.

Zo krijg je een zicht op wanneer de omstandigheden een treshold overschrijden die de soort niet aankan. In de stad zal dat veel sneller gebeuren dan op het platteland.

Glokalisatie in onderzoek en beleid

In mei kwam een rapport uit van de Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) van de VN, dat vaststelde dat de biodiversiteit met rasse schreden achteruitgaat, en we de komende jaren één miljoen planten- en diersoorten zullen zien verdwijnen. Zeggen jullie met jullie onderzoek dat we die soort globale uitstervingscijfers overschatten?

Jonas Lembrechts: Ik wil de getallen uit die studie zeker niet minimaliseren. Dat is essentieel werk. Maar ik wil er wel bijzeggen dat het plaatje genuanceerder is dan we nu kunnen zeggen, en dat daar nog veel werk aan is.

‘In steden, waar extremen versterkt worden, zou het wel eens sneller kunnen gaan dan we tot nu toe voorspeld hebben’

Het kan in allerlei richtingen gaan: zolang we de link tussen globale modellen en lokale situaties niet doorgronden, weten we niet of de uiteindelijke cijfers hoger of lager zullen uitvallen. Daarom moeten we ook voorzichtig omspringen met toekomstvoorspellingen: of soorten gaan overleven of niet, kunnen we vaak nog niet weten. Die voorspellingen zijn nog niet honderd procent accuraat.

Het gaat vooral over de specifieke situatie waarin een organisme overleeft: bijvoorbeeld in de bergen, waar lokaal vaak nog beschutte plekken zijn waar de temperatuur koeler blijft (zoals aan de noordkant van een helling), zullen soorten in die zogenaamde microrefugia langer kunnen overleven dan we dachten. Maar bijvoorbeeld in steden, waar die extremen versterkt worden, zou het wel eens sneller kunnen gaan dan we tot nu toe voorspeld hebben. In die zin is er een interactie tussen de klimaatverandering en wat wij als mens met het landschap doen. Hoe groter de menselijke invloed, hoe sneller die klimaatverandering doorwerkt.

Alexander Dodds (vrij gebruik)

We moeten in onze voorspellingen meer rekening houden met de specifieke situatie waarin organismen moeten overleven. In koelere temperaturen, bijvoorbeeld in bergachtige omgevingen, zullen soorten waarschijnlijk langer leven dan we tot nu toe voorspeld hebben.

Jullie oproep luidt dus: breng de microklimaten op grote schaal in kaart.

Jonas Lembrechts: Ja, we moeten naast de standaard weerstations voor lange-termijngemiddeldes ook een meetnetwerk opzetten daar waar het relevant is voor de biodiversiteit: dicht bij de grond, in bossen, in de stad… Daar werken wij nu aan: we verzamelen wereldwijd wetenschappers die dat op dit moment al op kleine schaal toepassen in hun regio.

We hebben nu wetenschappers uit meer dan veertig landen met relevante data verzameld. Zij meten de temperatuur in-situ, op de grond, zonder de standaarden van de traditionele weerstations te volgen.

Zo kunnen we de link gaan begrijpen tussen de temperatuur waar de soorten concreet voorkomen, en de globale klimaatmodellen die we doorgaans gebruiken. Als we die link kunnen ontwarren, kunnen we accurater voorspellingen gaan doen.

Komen jullie niet te laat met die paradigmawissel?

Jonas Lembrechts: We hebben inderdaad niet veel tijd meer om die problemen op te lossen. Maar het probleem is dat de capaciteit voor zulke grootschalige analyses beperkt en recent is. Het is een voortdurende strijd voor voldoende computer- en wetenschappelijke capaciteit.

Blijf op de hoogte

Schrijf je in op onze nieuwsbrieven en blijf op de hoogte van het mondiale nieuws

Wetenschappers zitten vandaag in een real time experiment met het veranderende klimaat. Voordien was het vertrekpunt: het klimaat verandert in de toekomst, maar we kennen de consequenties niet. Nu zie je het gebeuren, zie je extreme omstandigheden optreden, kunnen we de directe gevolgen zien en meten, en er als wetenschappers sneller op reageren. Ik heb er goede hoop op dat er daardoor een versnelling zal optreden.

Jullie samenwerking was erg internationaal. Levert dat moeilijkheden op, vooral qua opvattingen over de dringendheid van het klimaatverhaal?

‘We hebben een gebrek aan data, net daar waar de problemen het grootst zullen worden’

Jonas Lembrechts: Onder wetenschappers is de consensus vrij groot: daar komen we geen problemen tegen. Het is wel een algemeen probleem dat derdewereldlanden minder onderzoek doen en we een gebrek aan data hebben, net daar waar de problemen het grootst zullen worden.

We werken er hard aan daar partners te vinden, maar dat probleem leeft in alle facetten van de wetenschap. Universiteiten en financierders zien dat belang van internationale samenwerking wel meer en meer in, dus die toekomst ziet er rooskleurig uit.

Er mag bovendien politiek nog meer op ingezet worden: wetenschappelijke samenwerkingen met landen die het financieel moeilijker hebben en zelf minder capaciteit hebben om de gevolgen van de klimaatverandering in kaart te brengen, zijn essentieel. Alleen door zulke samenwerkingsprojecten, die voortbouwen op de kwaliteiten en de kennis van de lokale wetenschappers, kunnen we globale problemen zoals klimaatverandering doorgronden.

Ik ben proMO*

Nu je hier toch bent

Om de journalistiek van MO* toekomst te geven, is de steun van elke lezer meer dan ooit nodig. Vind je dat in deze tijden van populisme en nepnieuws een medium als MO* absoluut nodig is om de waarheid boven te spitten? Word proMO*.

Wil je bijdragen tot de mondiale (onderzoeks)journalistiek in het Nederlandstalig taalgebied? Dat kan, als proMO*.

Wil je er mee voor zorgen dat de journalistiek van MO* mogelijk blijft en, ondanks de besparingspolitiek, verder uitgebouwd wordt? Dat doe je, als proMO*.

Je bent proMO* voor € 4/maand of € 50/jaar.

Word proMO* of Doe een gift