Het zee-ijs in het Noordpoolgebied verdwijnt. Dat heeft wereldwijd gevolgen

Op 30 september 2023, om 13:19, voer een grote blauwe ijsbreker genaamd Polarstern het Duitse Bremerhaven binnen. Aan boord: ruim vijftig wetenschappers onder wie biologen, geologen en klimatologen. Ze kwamen terug van een onderzoekscruise naar de Noordpool, waarbij ze onder andere de stand van het zee-ijs onderzochten. Tijdens de tocht kliefde de boeg door het poolijs dat de top van de aarde bedekt. Hoe lang duurt het voordat het Noordpoolijs helemaal verdwenen is?

Sinds de satellietobservaties van zee-ijs in het Noordpoolgebied zijn begonnen, in 1979, is de hoeveelheid zee-ijs door klimaatverandering gedaald met zo’n 13 procent per decennium. Dit heeft niet alleen gevolgen voor het leefgebied van ijsberen, ringelrobben en walrussen. Ook voor wereldwijde klimaatverandering kan het smelten van ‘het deksel van de oceaan’ desastreuze gevolgen hebben.

Zee-ijs ontstaat door bevriezing van het zeewater onder een temperatuur van -1,8 graden Celsius. Een deel van het ijs is eenjarig en een deel meerjarig. Eenjarig zee-ijs is dunner – tussen de 60 en 200 centimeter – en ligt er louter in de winter. Meerjarig zee-ijs is dikker – maximaal 6 meter – en ligt er gedurende het hele jaar.

Al jaren vaart de Polarstern vanuit Duitsland naar de Noordpool. Het is veelzeggend dat de bemanning in de jaren 90 de motoren nog op volle toeren moest laten draaien, maar dat er de laatste jaren steeds minder motorkracht nodig is. Door klimaatverandering wordt het oppervlak en volume van zee-ijs steeds kleiner. Door warmere temperaturen tot laat in de herfst en vroeg in de lente wordt het koude winterseizoen waarin zee-ijs kan vormen steeds korter.

Toptien slechtste jaren

Ter illustratie: in december 2022 werden er op het Noorse Nordaustlandet, op Spitsbergen – dat normaal gesproken omringd wordt door zee-ijs vanaf november – nog temperaturen gemeten van 0 graden Celsius, waarbij zeewater dus niet bevriest. Door de kortere winter groeit er ook minder zee-ijs aan waardoor in de zomer steeds vaker meerjarig zee-ijs wordt blootgesteld aan warm oceaanwater dat voor veel smelt zorgt. In de afgelopen jaren is op deze manier op veel plaatsen dik, meerjarig ijs gesmolten en vervangen door een dunnere seizoensafhankelijke ijslaag.

Op 16 september 2012 bedroeg de oppervlakte zee-ijs in het Noordpoolgebied 3,41 miljoen vierkante kilometer. Nog nooit was dat getal zo laag. Ter vergelijking: in 1979 was het oppervlakte zee-ijs op het minimum 6,46 miljoen vierkante kilometer; een afname van 48 procent. Sindsdien is het record niet meer verbroken, al schreef het KNMI in 2020 dat dat een kwestie van tijd is.

Afgelopen 19 september bereikte het zee-ijs het minimum van dit jaar: 4,23 miljoen vierkante kilometer, het op 5 na slechtste jaar sinds het begin van de metingen. Van de afgelopen tien jaar bevinden zich er zes in de toptien slechtste jaren wat betreft zee-ijsbedekking in het Noordpoolgebied. Het wekt dan ook geen verwondering dat het in de afgelopen tien jaar een stuk slechter gesteld is met het oppervlakte aan zee-ijs dan het gemiddelde van de periode 1981-2010.

Ontwikkeling zee-ijs in de maand september

Naast het oppervlak is ook de concentratie van het zee-ijs essentieel voor de uiteindelijke smelt. Een lagere concentratie betekent dat de oceaan niet bedekt is met een dichte ijslaag, maar het ijs als een onvolledig mozaïek de oceaan bedekt. Niet verrassend: ook de concentratie zee-ijs is sinds het begin van de metingen in 1979 flink afgenomen. Er bestaan geen cijfers die deze afname exact kwantificeren, maar op kaarten van het National Snow and Ice Data Center (NSIDC) is dit goed te zien.

De eerste ijsvrije zomer op de Noordpool zou in 2100 kunnen plaatsvinden, berekende het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) in 2007 met wiskundige modellen. In het meest recente IPCC-rapport wordt inmiddels al gerept over de zomer van 2050. En afgelopen juni verscheen een Zuid-Koreaanse studie in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications die 2030 als eerste ijsvrije zomer noemt. De vraag is dan ook niet óf het zee-ijs op de Noordpool verdwijnt, maar wanneer.

Terugkoppelingsmechanismen

Oorzaak van het verlies aan zee-ijs: klimaatverandering. Gevolg van dat verlies aan zee-ijs: nóg meer klimaatverandering.

„Dat klinkt wat simpel, maar is uiteindelijk wel het geval”, zegt Roderik van de Wal, hoogleraar zeespiegelstijging aan de Universiteit Utrecht, en al tientallen jaren werkzaam in het Noordpoolgebied. „Dat heeft te maken met zogeheten terugkoppelingsmechanismen die in het Noordpoolgebied extreem veel invloed hebben op het klimaat.”

Daarbij noemt Van de Wal het dalende albedo als voornaamste proces. Het albedo is het weerkaatsingsvermogen van het aardoppervlak. Witte oppervlaktes – zoals zee-ijs bedekt met sneeuw – weerkaatsen relatief veel zonlicht, waardoor ze opwarming voorkomen. Open zee en zee-ijs zonder sneeuw reflecteren het zonlicht veel minder en dragen daardoor bij aan lokale opwarming – en die van de aarde.

De laatste jaren veel minder zee-ijs

Door stijgende temperaturen smelt volgens Van de Wal veel sneeuw op het ijs, wat resulteert in minder reflectie, en dus in meer opwarming van het gebied. „Daarnaast smelt steeds meer van het zee-ijs zelf, wat resulteert in meer open water”, legt Van de Wal uit. „Daardoor warmt het water op dat vervolgens weer meer, tevens snellere smelt van het zee-ijs veroorzaakt, waardoor er nog meer open water komt.” Zo vormt er door meer opwarming minder zee-ijs, wat vervolgens weer meer opwarming veroorzaakt, waardoor de oppervlaktes zee-ijs alsmaar verder dalen. „En dat elk jaar weer…”

Deze zogeheten albedo-terugkoppeling maakt dat het Noordpoolgebied de snelst opwarmende plek is op aarde. Wereldwijd bedroeg in 2022 de opwarming zo’n 1,15 graden ten opzichte van de gemiddelde temperatuur tussen 1850 en 1900. Daartegenover staat dat de gemiddelde temperatuur op sommige plekken in het Noordpoolgebied – zoals op Edgeøya in Spitsbergen – al zes graden Celsius is gestegen ten opzichte van 1960.

Het Noordpoolgebied is de snelst opwarmende plek op aarde

Hoewel de dalende trend van het zee-ijs in het Noordpoolgebied duidelijk is, zijn de verschillen wat betreft zee-ijsbedekking van jaar tot jaar nog relatief groot. Dat komt door de zogeheten klimaatvariabiliteit. Al zou het klimaat niet veranderen, dan zijn er van jaar tot jaar nog altijd veranderingen in het weer. Sommige jaren zijn warmer, droger of valt er juist meer neerslag.

Warme en koude jaren

De oorzaak van de grote variabiliteit in zee-ijsbedekking: verdunning van het zee-ijs. Dun zee-ijs smelt immers sneller maar groeit ook sneller aan, afhankelijk van of het een koud of warm jaar betreft. Als het Noordpoolgebied in de toekomst blijft opwarmen, en het zee-ijs verdwijnt, neemt die variabiliteit weer af. Deze variaties in zee-ijsbedekking beïnvloeden op hun beurt ook weer de variaties in het weer. Naarmate het Noordpoolgebied verder opwarmt, dempt meer open water de variaties in temperatuur. Aan de andere kant stijgt de hoeveelheid neerslag omdat er meer water kan verdampen, bij gebrek aan zee-ijs dat fungeert als een deksel voor de oceaan.

„Om het allemaal nog ingewikkelder te maken spelen die veranderingen in neerslag en temperatuur ook weer een rol bij de lokale vorming van zee-ijs in het Noordpoolgebied, alle processen zijn met elkaar verbonden”, vertelt Roderik van de Wal. „Die extra feedback is ontzettend lastig te modelleren omdat we veel van die variaties nog onvoldoende begrijpen.” Dat maakt het voorspellen van de exacte gevolgen van het verdwijnen van zee-ijs voor de rest van de wereld lastig.

Toch zijn er een aantal schattingen te maken, vertelt Van de Wal: „Als al het zee-ijs weg is, stijgt de temperatuur op hoge breedtegraad gemiddeld met zo’n 2 graden, boven op de opwarming die veroorzaakt wordt door de uitstoot van broeikasgassen.” Minder zee-ijs resulteert dan in grotere temperatuurverschillen tussen lagere en hogere breedtegraden, ofwel de temperatuurgradiënt wordt groter tussen de tropen en de polen. „Dat verandert de ligging van lage- en hogedrukgebieden wereldwijd wat dan weer gevolgen heeft voor het voorkomen van weersextremen zoals langdurige droogtes, orkanen of hevige regenval.” Maar ook hier is volgens Van de Wal de onzekerheid over de precieze gevolgen nog steeds erg groot.

Een ding is in ieder geval wel zeker: de veranderende zee-ijsbedekking veroorzaakt niet alleen klimatologische veranderingen in het Noordpoolgebied zelf, maar ook tot ver daarbuiten.