Het zeeniveau op aarde is duizenden jaren lang redelijk stabiel gebleven. Tot ongeveer 1900, toen de mens op grote schaal fossiele brandstoffen begon te verbranden. Sindsdien is niet alleen de gemiddelde temperatuur op aarde met zo’n 1.2℃ toegenomen, maar is ook de zeespiegel gestegen: met 20 centimeter welteverstaan. Dat klinkt misschien als niet zo veel, maar het is meer dan in iedere eeuw tijdens de afgelopen drieduizend jaar. Bovendien gebeurt het in een steeds harder tempo. Waar over de hele twintigste eeuw het zeeniveau met minder dan 2 milimeter per jaar toenam, is het gemiddelde over de laatste tien jaar al zo’n 4,4 milimeter per jaar.

Wat veroorzaakt die stijging precies? Een groot deel komt doordat gletsjers in berggebieden zoals de Himalaya en Alaska afsmelten, en in de zee belanden. In de 20e eeuw werd de zeespiegelstijging voor zo’n 41 procent daardoor veroorzaakt. IJsverlies op de Groenlandse en Antarctische ijskappen zorgde voor zo’n 20 procent van de zeespiegelstijging die we sinds 1900 hebben gezien. En ook het onttrekken van grondwater levert een kleine bijdrage aan de zeespiegelstijging.

Maar het is niet alleen de hoeveelheid water in de zee die toeneemt. Zo’n 38 procent van de stijging is toe te schrijven aan de zogeheten ‘thermische expansie’ van zeewater. Als gevolg van opwarming zetten veel materialen uit – zeewater is daarop geen uitzondering. Dus naarmate de oceaan opwarmt, krijgt dezelfde hoeveelheid zeewater steeds meer volume en stijgt de zeespiegel.

Dat de zeespiegel gemiddeld met 20 centimeter is gestegen, betekent niet dat hij overal ook 20 centimeter hoger is. Regionale veranderingen in oceaanstromingen, windopzet en lokale bodembeweging hebben allemaal invloed op de zeespiegel op een bepaalde plek. Daarbij komt dat water afkomstig van smeltend landijs zich niet gelijkmatig verdeelt over de zee. Doordat landijs het zeewater aantrekt door de zwaartekracht zal in de buurt van de plek waar het landijs smelt de zeespiegel dalen (doordat de aantrekking afneemt), terwijl deze op grote afstand juist meer stijgt. Zo draagt het smelten van Groenlands ijs minder bij aan de zeespiegelstijging aan de Nederlandse kust, terwijl het veel verder liggende Antarctica juist veel meer effect heeft.

Toekomstige zeespiegelstijging hangt sterk af van de opwarming van de aarde en daarmee van onze toekomstige uitstoot (dus van welk uitstootscenario we ‘volgen’). Omdat zeespiegelstijging vertraagd reageert op de opwarming, is de zeespiegelstijging van de komende decennia ook afhankelijk van wat we in het verleden hebben uitgestoten. Op de langere termijn hangt de zeespiegelstijging vooral af van wat we vanaf nu doen.

Hieronder zie je de voorspelling voor zeespiegelstijging die het laatste IPCC rapport maakte. Wat opvalt is dat tot ongeveer 2050 de projecties voor zeespiegelstijging vrij dicht bij elkaar liggen. Pas in de tweede helft van deze eeuw beginnen de verwachtingen voor de lage en hoge uitstootscenario’s sterker uit elkaar te lopen.

In het scenario waarbij de opwarming net onder de 1,5℃ blijft, is de zeespiegel waarschijnlijk zo’n 60 centimeter gestegen in 2100 (ten opzichte van 1900). Bij SSP2-4.5, het uitstootscenario dat min of meer in lijn is met het huidige wereldwijde klimaatbeleid, is de zeespiegel zo’n 75 centimeter gestegen in 2100. Bij het meest pessimistische uitstootscenario gaat het om bijna een meter zeespiegelstijging in 2100.

Omdat het smelten van ijskappen en het opwarmen van de oceanen hele langzame processen zijn zal ook na 2100 de zeespiegel verder stijgen. Daarom is er in het laatste IPCC rapport ook gekeken naar projecties voor het jaar 2300. Dat is waar de zeespiegelstijging voor verschillende projecties flink uit elkaar loopt. Voor SSP1-2.6, dat ons net onder de 2℃ houdt, gaat het om een zeespiegelstijging van 0,5 tot 3,3 meter in 2300. Voor het hoogste uitstootscenario gaat het om 1,9 tot 7 meter zeespiegelstijging in 2300.

Toch is dit niet het hele verhaal. Bepaalde smelt- en afbreekprocessen die belangrijk (kunnen) zijn voor de Groenlandse en West-Antarctische ijskap komen bovenop de projecties voor zeespiegelstijging die we hierboven noemen. Dat zit zo.

Er zijn verschillende manieren waarop een ijskap ijs kan verliezen. Bijvoorbeeld doordat een deel van het ijs smelt, of doordat ijs afbreekt in zee en wegdrijft. Voor een deel worden deze processen redelijk goed begrepen. Ze hebben volgens het IPCC een medium to high confidence en zijn daardoor relatief goed in klimaatmodellen te verwerken.

Er zijn echter ook dynamische smeltprocessen op de ijskappen die klimaatwetenschappers minder goed kunnen nabootsen. Dat zijn processen waarbij de ijskap onstabiel wordt, en versneld afsmelt en afbreekt. Dit is vooral belangrijk op West-Antarctica waar drijvende ijsplaten de gletsjers in het achterland tegenhouden. Naarmate deze drijvende ijsplaten zich terugtrekken ontstaan er steeds hogere kliffen van ijs. Bij een hoogte van honderd meter kunnen deze ijskliffen onder hun eigen gewicht instorten. Dit proces is al gezien bij relatief kleine gletsjers op Groenland. Het is mogelijk dat dit op grotere schaal in West-Antarctica gaat gebeuren.

Daarnaast rust de West-Antarctische ijskap op een ondergrond die deels onder zeeniveau ligt. Wanneer de ijskap zich terugtrekt of dunner wordt kan het warme zeewater de ijskap van onderaf beginnen te smelten. Deze dynamische smeltprocessen op West-Antarctica kunnen op lange termijn voor zo’n 2 tot 5 meter ‘extra’ zeespiegelstijging zorgen.

Over deze dynamische smeltprocessen is nog veel onzeker. Maar hoe lager de uitstoot blijft, hoe kleiner de mogelijkheid dat instabiliteit van de grote ijskappen getriggerd wordt. Het IPCC schrijft dat vanwege de onzekere processen op de ijskappen een zeespiegelstijging van 2 meter in 2100 en 5 meter in 2150 niet uitgesloten kan worden.

Naast de zeespiegelstijging voor 2050, 2100 en 2300 gaf het laatste IPCC-rapport ook de zogenaamde ‘committed sea level rise’. Dit is de uiteindelijke zeespiegelstijging die na vele honderden tot duizenden jaren wordt bereikt bij een bepaalde opwarming. We spreken dan ook wel van een zeespiegelerfenis. Deze zeespiegelerfenis is sterk gerelateerd aan de opwarming van de aarde. 

Bij een opwarming van 3 graden zal de zeespiegel na tweeduizend jaar 4 tot 10 meter zijn gestegen en na tienduizend jaar maar liefst 10 tot 24 meter. Dit is hoe lang het duurt voordat de ijskappen en de diepe oceaan zich volledig hebben aangepast aan de opwarming van de aarde. Zelfs als we de opwarming tot 1.5℃ weten te beperken, zal de zeespiegel uiteindelijk met zo’n 6 tot 7 meter stijgen.

Hoeveel zeespiegelstijging we vanaf de tweede helft van deze eeuw te verduren krijgen, hebben we gedeeltelijk in de hand via onze uitstoot. Maar we zijn ook afhankelijk van de stabiliteit van de ijskappen. De dynamische smeltprocessen op de ijskappen die nog niet of nauwelijks in de klimaatmodellen zijn verwerkt, kunnen voor extra zeespiegelstijging zorgen. Maar of en wanneer dat precies gebeurt valt nu nog niet te zeggen.

Uiteindelijk zal ook bij lage opwarming de zeespiegel uiteindelijk met meters stijgen, maar dan wel over een hele lange periode. Ook is duidelijk dat hoe lager de opwarming, hoe minder (snel) de zeespiegelstijging.