Een van de vele gevolgen van klimaatverandering is dat de extremen in het weer toenemen. Meer en hetere hittegolven, langere periodes van extreme droogte en hevigere regenval en dus meer overstromingen. Eind juni week was het weer raak in Limburg. Gelukkig niet zo extreem als de overstromingen van juli 2021, maar het water van de Geul stroomde wel weer door het centrum van Valkenburg. Ook in de kelders waar de luchtdrogers nog bezig waren met de gevolgen van de overstromingen van 2 jaar daarvoor. Waarom neemt de kans op overstromingen toe en waar blijft al het water dat -ook de komende dagen weer- gaat vallen?
Valkenburg aan de Geul, juli 2021, Harry van Spanje
We zitten in een relatief koele en wisselvallige periode van de zomer. Dat is eigenlijk heel normaal: zomers in Nederland bestaan uit dit soort periodes afgewisseld met droge en hete periodes. En niemand weet van tevoren hoeveel van dat soort periodes we in een zomer krijgen en wanneer ze vallen. Dat is waarom we bij Buienradar altijd een beetje lacherig worden van zogeheten 'seizoensverwachtingen'. Er valt -behalve bovenstaande- niets meer over te zeggen, laat staan voorspellen. Maar er veranderen wel dingen aan onze zomers onder invloed van klimaatverandering. Zo is deze koele zomerperiode waar we nu in zitten, warmer dan gebruikelijk. Het is een graad of 20, waar in andere jaren koele zomerperiodes het met 16 of 17 graden moeten doen. Dat onder andere heeft te maken met het abnormaal warme zeewater op dit moment in de Atlantische Oceaan. Meer daarover lees je hier: Het mysterie van het hete zeewater
Texel, Frans Alderse BaasIets anders wat onder invloed van de opwarming van het klimaat verandert is de waterkringloop. Laten we die eens wat nader bekijken. Simpel gezegd gaat de waterkringloop over alle bewegingen van het water boven en beneden het aardoppervlak. Uit allerlei wateroppervlakken (zeeën, rivieren, meren) en gewassen verdampt water, tijdens warme en droge omstandigheden natuurlijk meer dan tijdens de winter. Deze waterdamp komt vervolgens terecht in onze atmosfeer en wordt meegevoerd met de luchtstromen bovenin. Deze lucht kan gaan stijgen wanneer luchtsoorten bijvoorbeeld met elkaar in aanraking komen, maar ook door convectie of door verschillen in reliëf. Stijgende lucht koelt af en koelere lucht kan minder waterdamp vasthouden: er vindt condensatie (vorming van waterdruppeltjes) plaats. Als er genoeg condensatie plaatsvindt, kan zich neerslag vormen en dit water komt dan weer terecht op aarde in verschillende vormen (regen, sneeuw, hagel, etc.).
Bilderdam, Nellie Bartels
Maar wat gebeurt er dan met de neerslag? Een deel van de neerslag blijft liggen als sneeuw en smelt pas later. Uiteindelijk komt al het water weer terecht in de rivieren en oceanen. Er zijn grofweg drie manieren voor dit water om bij de oceanen of rivieren uit te komen:
Oppervlaktewater
Een deel van het water wordt vrijwel meteen via het aardoppervlak de rivier in geleid en komt zo, en via andere watergangen, uiteindelijk in de oceaan terecht. Deze oppervlakte-afvoer is de snelste manier van het water om te worden afgevoerd naar meren en oceanen. Oppervlakte-afvoer vindt vooral plaats in stedelijke gebieden met weinig vegetatie of wanneer er zich in de bodem een laag bevindt waar het water moeilijk doorheen kan.
Infiltratie
Een andere, maar belangrijke route, is infiltratie. Dit betekent de opname van het water door bodem en gewassen. Óók dit water komt na verloop van tijd via het grondwater terecht in de rivieren. Deze route neemt echter wel meer tijd in beslag. Wanneer bij een stortbui al het water via het oppervlak meteen de rivier in wordt geleid, zorgt dat voor een hoge en korte piek. Vindt er juist veel infiltratie plaats, dan bereikt het regenwater de rivier later en zal de piek langer duren maar ook minder groot zijn.
Verdamping
Een andere route die het water kan nemen, is natuurlijk weer terug omhoog: verdamping. Dit kan ook al gebeuren tijdens het vallen van de neerslag, maar ook vlak nadat de neerslag is gevallen op de bodem en gewassen. Via verdamping vindt er ook warmtetransport plaats tussen aarde en atmosfeer. Er is een enorme hoeveelheid energie van de zon (en dus warmte) nodig om water te doen verdampen. Tijdens condensatie komt deze warmte weer vrij en wordt het afgegeven aan de atmosfeer.
De waterkringloop: water verdampt uit oceanen, rivieren en andere wateroppervlakken en valt uiteindelijk weer als water op aarde. Dit water valt óf meteen in de oceanen óf wordt uiteindelijk via rivieren en andere watergangen weer afgevoerd.
Interessant en belangrijk om te beseffen is dat water door verdamping al wordt gezuiverd en dus uiteindelijk weer als zoet water op het land (of weer op zee) valt. Het water wat op het land valt, kan door erosie allerlei mineralen en sedimenten meevoeren naar de zee met als gevolg dat dit water steeds zouter wordt (want zout verdampt niet mee). De waterkringloop is enorm belangrijk voor het behoud van de ecosystemen op onze planeet.
Wat doet klimaatverandering met de waterkringloop?
We kunnen er niet meer omheen: het klimaat verandert. Onze planeet warmt op en warme lucht kan meer vocht bevatten dan koude lucht. Als de atmosfeer onstabiel van opbouw is, kan deze lucht makkelijk stijgen, afkoelen en condenseren. Deze buien bevatten meer water dan buien die in relatief koele lucht zijn gevormd en kunnen dus relatief meer neerslag achterlaten. Weersituaties waarbij extreem veel regen in korte tijd naar beneden komt met overstromingen tot gevolg, zullen in een opwarmend klimaat dan ook vaker voorkomen. De extreme neerslag van eind vorige mand en twee jaar geleden in Zuid-Limburg en delen van Duitsland, België en Luxemburg past dan ook zeker in het beeld van klimaatverandering.
Klimaatverandering zorgt ervoor dat de waterkringloop versnelt. Bij hogere temperaturen neemt de verdamping toe, wat sneller kan zorgen voor droogte op de ene plek en zwaardere buien (met sneller wateroverlast) op de andere plek. Ook de veranderende verdeling van regen en sneeuw op onze planeet beïnvloedt de waterkringloop. Regen wordt vrij snel afgevoerd door rivieren, terwijl sneeuw eerst zal moeten smelten waardoor het smeltwater maar langzaam vrijkomt. In een warmer klimaat zal de sneeuwvoorraad van berggebieden afnemen en zal het neerslagwater dus sneller worden afgevoerd wat in de zomer kan zorgen voor watertekorten in gebieden die afhankelijk zijn van dit smeltwater. Dit kan grote gevolgen hebben voor bijvoorbeeld de binnenvaart, maar ook de landbouw.
Door klimaatverandering verdampt er meer water wat voeding is voor zwaardere buien. Op andere plekken kan deze toename van verdamping ook zorgen voor snellere verdroging van het landschap.
Een ander gevolg van een opwarmend klimaat kan worden gevonden in de waterkwaliteit. Overstromingen kunnen op sommige plekken afvalwater met schadelijke stoffen meevoeren. Daarnaast kan de stijging van de zeespiegel ervoor zorgen dat er een toenemende kans is op verzilting (het toenemen van het zoutgehalte in de bodem), waar de landbouw zeker niet op zit te wachten. Samengevat kunnen we stellen dat de waterkringloop essentieel is voor het leven op aarde. Klimaatverandering zorgt er echter voor dat deze kringloop versnelt en het beheer van zowel de hoeveelheid water als de kwaliteit van het water in de toekomst een steeds grotere uitdaging zal worden.
