On the present and future changes in heatwave characteristics over the UK using RegCM4

De zomerzon is altijd een bron van leven en ontspanning geweest, maar in de afgelopen decennia is het ook een bron van toenemend gevaar geworden. Terwijl de planeet opwarmt door menselijke activiteit, wordt de hitte niet alleen heter; ze blijft ook langer aanwezig, komt vaker voor en verspreidt zich naar plaatsen die ooit koel waren. Deze verschuiving verandert korte perioden van hoge temperatuur in gevaarlijke gebeurtenissen die bekend staan als hittegolven. Dit zijn niet louter warme dagen; het zijn verlengde perioden waarin de lucht onnatuurlijk warm blijft, vaak gevangen door hogedruksystemen die de gebruikelijke afkoelende winden en wolken blokkeren. Wanneer deze hitte gecombineerd wordt met een hoge luchtvochtigheid, heeft het menselijk lichaam moeite om zichzelf te koelen, wat leidt tot ernstige gezondheidsrisico's. Begrijpen hoe deze gebeurtenissen in de komende decennia zullen veranderen, is cruciaal voor de bescherming van gemeenschappen, infrastructuur en de volksgezondheid.

Een team van onderzoekers van de Universiteit van St Andrews, de Universiteit van Hertfordshire en het National Institute of Technology Rourkela heeft een nauwkeurige blik geworpen op de toekomst van deze hittegolven over het Verenigd Koninkrijk. Ze wilden niet alleen weten of het land heter zal worden, maar precies hoe de aard van deze extreme hittegebeurtenissen zal veranderen. Hiervoor gebruikten ze krachtige computersimulaties. Eerst draaiden ze een globaal klimaatmodel, dat naar de gehele planeet kijkt, om te zien hoe goed het de hittegolven uit het verleden kon reproduceren. Ze ontdekten dat hoewel dit globale model de algemene patronen vastlegde, het enkele fijnere details miste, met name in gebieden met complex, heuvelachtig terrein zoals de Schotse Hooglanden en het binnenland van Wales, waar het de neiging had temperaturen te hoog te voorspellen. Om dit te corrigeren, gebruikte het team een techniek genaamd dynamische downscaling. Stel je voor dat je een brede, laag-resolutie kaart neemt en inzoomt om de individuele straten en heuvels te zien; dit is wat hun tweede model, RegCM4, deed. Het nam de brede globale data en verfijnde deze om een veel scherper, gedetailleerder beeld van het klimaat van het VK te creëren, waarbij het de fouten van het grotere model corrigeerde en een duidelijker zicht bood op wat er gaat komen.

De onderzoekers projecteerden deze omstandigheden vervolgens naar twee toekomstige tijdperken: de nabije toekomst, lopend van 2030 tot 2060, en de verre toekomst, van 2070 tot 2100. Ze vergeleken twee verschillende paden die de mensheid zou kunnen bewandelen. Eén pad, genaamd SSP2, vertegenwoordigt een wereld waarin de samenleving matige inspanningen levert om emissies te verminderen en zich aan te passen aan verandering. Het andere, SSP5, vertegenwoordigt een wereld waarin de samenleving zwaar blijft leunen op fossiele brandstoffen met weinig inspanning om emissies in te perken. De simulaties toonden aan dat hoewel de twee paden in de nabije toekomst enigszand op elkaar lijken, ze tegen het einde van de eeuw scherp uiteenlopen. Onder het matige pad zal het land meer hitte ervaren, maar onder het pad met hoge emissies is de toename dramatisch. Tegen de laatste decennia van deze eeuw wordt geprojecteerd dat de meest voorkomende zomertemperatuur in het VK zal stijgen van het historische gemiddelde van 14 graden Celsius naar 17,5 graden onder het matige scenario, en naar een verzengende 19 graden onder het scenario met hoge emissies.

De impact van deze opwarming wordt niet gelijkmatig over het hele land gevoeld. De simulaties laten zien dat het zuidelijke deel van het VK, met name de regio rond Londen en de Home Counties, de meest intense hittestress zal ervaren. Dit is waarschijnlijk te wijten aan het "stedelijk hitte-eiland"-effect, waarbij beton en asfalt warmte absorberen en vasthouden, waardoor steden aanzienlijk warmer zijn dan het omliggende platteland. In deze zuidelijke regio's wordt geprojecteerd dat de hitte-index — een maatstaf die temperatuur en luchtvochtigheid combineert om aan te geven hoe warm het voor een mens daadwerkelijk aanvoelt — tegen het einde van de eeuw in delen van Londen de 29 graden Celsius zal overschrijden onder het scenario met hoge emissies. Dit niveau van hittestress vormt een ernstige bedreiging voor de menselijke gezondheid, vooral tijdens langdurige blootstelling. Zelfs de noordelijke regio's, die momenteel genieten van koelere zomers, zullen significante veranderingen zien, hoewel de intensiteit daar lager zal blijven dan in het zuiden.

Misschien wel de meest opvallende bevinding betreft de frequentie en duur van deze hittegebeurtenissen. De studie suggereert dat het VK onder het pad met hoge emissies elke zomer een veel groter aantal hittegolven zal ervaren. In de nabije toekomst zou ongeveer 33 procent van het land vijf hittegolven in één enkele zomer kunnen zien onder het scenario met hoge emissies, een cijfer dat tegen het einde van de eeuw stijgt naar 36 procent. In contrast hiermee, onder het matige scenario, is het land eerder geneigd om drie hittegolven per zomer te zien, die ongeveer 21 tot 22 procent van het land beslaan. Bovendien worden de nachten warmer. De onderzoekers volgden "tropische nachten", gedefinieerd als nachten waarbij de temperatuur niet onder de 20 graden Celsius daalt. Deze worden frequenter en wijdverspreider, wat betekent dat het lichaam minder tijd heeft om te herstellen van de hitte overdag. In het zuidoosten zouden deze tropische nachten een regelmatige gebeurtenis kunnen worden, waarbij sommige gebieden tegen het einde van de eeuw tot wel 15 van zulke nachten per jaar kunnen ervaren.

De studie keek ook naar de atmosferische mechanica achter deze gebeurtenissen, specif으로 de hogedruksystemen die warme lucht vasthouden. De simulaties suggereren een verschuiving in hoe deze systemen zich gedragen onder hoge emissies. Hoewel het totale aantal dagen met deze blokkerende systemen misschien licht afneemt, zullen de systemen die zich vormen veel langer aanhouden. Gemiddeld zou een gevestigd, hitte-opsluitend systeem ongeveer 21 procent langer kunnen aanhouden dan nu het geval is. Tegelijkertijd worden zomers zonder dergelijke blokkerende gebeurtenissen überhaupt gebruikelker, wat wijst op een nieuw weerpatroon waarbij hittegebeurtenissen minder frequent zijn in aantal, maar veel persistenter en intenser zijn wanneer ze zich voordoen.

De duidelijke boodschap van deze simulaties is dat de toekomst van de hitte in het VK niet vaststaat; het hangt sterk af van de keuzes die vandaag worden gemaakt. Het verschil tussen een toekomst met matige opwarming en een toekomst met extreme opwarming is groot, waarbij de kloof na 2060 aanzienlijk groter wordt. Het onderzoek geeft aan dat reducties van broeikasgasemissies op de korte termijn de intensivering van deze hittegolven en de daarmee gepaard gaande gezondheidsrisico's aanzienlijk kunnen beperken. Zonder dergelijke actie staat het land voor een toekomst waarin extreme hitte niet slechts een incidentele overlast is, maar een frequente, wijdverspreide en hardnekkige realiteit die de grenzen van menselijke veiligheid en infrastructuur uitdaagt.