Zeespiegelstand langs de Nederlandse kust en mondiaal, 1891-2008

Zeespiegel langs de Nederlandse kust met circa 18 cm gestegen in de 20^e eeuw

Metingen van Rijkswaterstaat langs de Noordzeekust wijzen op een lineaire trendmatige stijging van de zeespiegel van gemiddeld 18 centimeter in de twintigste eeuw (gemiddeld 1,8 ± 0,2 mm per jaar). In de hele meetperiode van 1891-2008 bedroeg de trendmatige stijging bijna 22 cm.

De jaar-op-jaar variaties in de zeespiegelstand kunnen aanzienlijk zijn. Die variaties worden veroorzaakt door jaar-op-jaar verschillen in windsnelheden, luchtdruk, watertemperatuur en zoutgehalten onder invloed van instroom van rivieren. Ook bevatten de jaargemiddelde data een achttienjarige cyclus die veroorzaakt wordt door de afwijking van het baanvlak van de maan ten opzichte van het baanvlak van de aarde.

Trends in individuele meetstations

De data van de zes kuststations vertonen verschillende trends over de periode
1891-2007. Er is geen verklaring gevonden voor deze verschillen. De trendmatige toename met daarbij 2-sigma betrouwbaarheidsintervallen, bedragen per station:

• Delfzijl: 1,9 ± 0,2 mm per jaar
• Harlingen: 1,2 ± 0,2 mm per jaar
• Den Helder: 1,4 ± 0,2 mm per jaar
• IJmuiden: 2,1 ± 0,2 mm per jaar
• Hoek van Holland: 2,3 ± 0,2 mm per jaar
• Vlissingen: 2,1 ± 0,2 mm per jaar

Geen versnelling langs de Nederlandse kust

Analyse van de samengestelde meetreeks langs de Nederlandse kust laat geen versnelling zien. Met 'versnelling' wordt bedoeld dat de trend in zeespiegelstijging niet meer lineair verloopt, maar een afwijking van deze lijn vertoondt (dus zolang de trend in de zeespiegelstijging lineair verloopt, is er geen versnelling. Elke afwijking van de rechte lijn leidt tot een positieve dan wel negatieve versnelling).

Het ontbreken van een versnelling is consistent met resultaten uit België (Verwaest, 2005), maar wijkt enigszins af van een analyse van twee peilmeetstations in de Duitse Bocht (Wahl et al., 2010). Wahl et al. vinden voor station Cuxhaven, gelegen op korte afstand van station Delfzijl, een gemiddelde versnelling van 1,8 ± 0,9 mm/jaar over de periode 1953-2008. Maar voor de periode 1993-2008 vinden zijn een veel grotere waarde, zij het zeer onzeker:
6,4 ± 6,1 mm/jaar. Voor station Heligoland vinden zij voor de periode 1953-2008 een gemiddelde versnelling van 1,9 ± 0,8 mm/jaar, maar voor de periode 1993-2008 8,5 ± 4,6 mm/jaar. Een verklaring voor de verschillen tussen de Nederlandse en Duitse stations vereist nader onderzoek.

Absolute en relatieve zeespiegelstijging

De in de eerste figuur weergegeven zeespiegelstijging is relatief ten opzichte van het Normaal Amsterdams Peil (NAP) en wordt ook wel de relatieve zeespiegelstijging genoemd omdat deze het verschil aangeeft tussen de absolute zeespiegelstijging en de beweging van de diepere ondergrond van Nederland (om precies te zijn op de Dam in Amsterdam).
Daarnaast daalt het bovenste deel van de bodem in Nederland door menselijk handelen, zoals ontwatering van veengebieden en aardgaswinning. Deze daling is echter niet van invloed op de hier getoonde relatieve zeespiegelstijging.

Geringe bijdrage van bodemdaling aan gemeten zeespiegelstijging

De diepere ondergrond van Nederland waar het NAP-peil op is verankerd, is in beweging.
Langs de Nederlandse kust is er een postglaciale bodemdaling opgetreden van circa 1 cm per eeuw in Zeeland tot circa 3 cm per eeuw in de kop van Noord-Holland.
Verder vindt er een bodemdaling plaats van circa 0 - 1 cm per eeuw als gevolg van het compacter worden van dieper afgezette grondlagen.

Tenslotte is er een mogelijke bijdrage door tektonische bodembeweging. Deze is echter zeer onzeker (0 ± 7 cm per eeuw). Zie Kooi et al. (1998) voor meer informatie.
Zoals hierboven gesteld, deze cijfers bevatten niet de (meestal zeer lokale) daling als gevolg van veenoxidatie in polders, bodemdaling als gevolg van drainage, grondwaterwinning, en olie- en gaswinning.

Verder zij nog opgemerkt dat het NAP-merkpunt pas in 1953 verankerd is op een hardere onderlaag middels een 22 meter lange heipaal op de Dam in Amsterdam. Niet geheel duidelijk is of deze verankering in 1953 een trendbreuk in de zeespiegelstijgingsdata tot gevolg heeft gehad. Aangenomen wordt dat de invloed van deze verankering gering is.

Zeespiegel wereldwijd in de twintigste eeuw met circa 17 cm gestegen

De trendmatige mondiale zeespiegelstijging in de 20^e eeuw bedroeg 1,7 ± 0,3 mm per jaar (Church et al. 2006; IPCC, 2007 - paragraaf 5.5). Deze zeespiegelreeks is gebaseerd op een reconstructie van de mondiale zeespiegelstijging waarbij gebruik gemaakt is van data van kustmeetstations en satellietgegevens. Over de hele periode van de reeks, van 1870 tot en met 2004 (135 jaar), bedroeg de trendmatige stijging circa 19,5 cm.

De reeks van Church et al. is weergegeven in de tweede figuur. De aangegeven onzekerheden zijn ook door hun afgeleid (2-sigma onzekerheden). Het aantal peilstation-meetpunten varieert in de tijd. Rond het jaar 1900 bedraagt het geselecteerde aantal stations 50; rond 1950 is dit aantal opgelopen naar 140 stations. Omdat elk meetstation zijn eigen referentiepunt heeft (vergelijkbaar met het NAP), heeft de reconstructie als geheel geen absoluut ijkpunt. In de getoonde figuur hebben we de 1870-waarde op nul gesteld. In de literatuur worden soms andere nulpunten gekozen. De keuze van dit nulpunt heeft geen invloed op de trend.

Is er een versnelling van de mondiale zeespiegelstijging?

De literatuur over zeespiegelrijzing is niet geheel consistent op het punt van versnellingen. Wel zijn onderzoekers het eens over de ontwikkelingen tot aan het jaar 1990. Church et al. (2006) melden een versnelling van de mondiale zeespiegelstijging in de gereconstrueerde mondiale tijdreeks. Vóór 1930 bedroeg de zeespiegelstijging minder dan 1,0 mm per jaar. Vanaf eind jaren dertig tot de late jaren vijftig lag de mondiale zeespiegelversnelling boven de 2,0 mm per jaar met een piek van 2,5 mm per jaar. Vanaf de late jaren vijftig tot halverwege de jaren tachtig steeg de zeespiegel gemiddeld minder dan 2,0 mm per jaar. Holgate (2007) en Woodworth et al. (2009) bevestigen de versnelling van de mondiale zeespiegelstijging rond 1920-1930 en de vertraging rond 1960.

Na 1990 vinden Church et al. (2008) een mondiale zeespiegelversnelling die vrijwel gelijk is aan de door satellieten gemeten toename, namelijk van iets meer dan 3,0 mm per jaar. Merrifield et al. (2009) vinden een versnelling van 3,2 ± 0,4 mm/jaar. De hogere jaarlijkse zeespiegelstijging na 1990 wordt voornamelijk bepaald door sterkere stijgingen in de tropische oceanen en de oceanen op het Zuidelijk halfrond, stellen zij. Daarentegen vindt Holgate (2007) geen signaal van een versnelling na 1990 (klein aantal zorgvuldig geselecteerde meetreeksen). Zie verder Woodworth et al. (2009) voor een overzicht. In deze publicatie wordt de wel of niet aanwezige versnelling na 1990 in het midden gelaten; de onderzoekers pleiten voor meer onderzoek op dit punt.

Hoewel sommige aspecten van de zeespiegel-tijdreeks consistent lijken met veranderingen in de afgelopen eeuw van de mondiale gemiddelde temperatuur, vulkaanuitbarstingen en door natuurlijke variabiliteit van het klimaat, zijn modellen tot dusver niet in staat geweest om deze eigenschappen adequaat te beschrijven (Woodworth et al., 2009). Verder is de meetreeks van de satellieten nog te kort (vanaf 1993) om te kunnen bepalen of de versnelling vanaf 1990 tijdelijk van aard is of dat deze trend doorzet (IPCC, 2007).

Over satellietwaarneming van de (mondiale) zeespiegelstijging zij opgemerkt dat de veelgebruikte reeks van NOAA beschikbaar is over de relatief korte periode 1993-2010.
Voor meer informatie zie:

• NOAA, Sea level Rise

De satellietreeks laat zien dat de trend in de mondiale zeespiegelstijging over de hele periode lineair verloopt. De jaarlijkse toename bedraagt de eerder genoemde 3.0 ± 0.4 mm/jaar. De reeks laat dus geen versnelling zien. Verder geven satellietwaarnemingen een goede indruk van de ruimtelijke variaties in zeespiegelstijging door het jaar heen. Zie de volgende animatie met twee-wekelijkse zeespiegelstijgingen over de periode 2003-2008 (beelden op basis van satellietbeelden):

• NOAA, Sea level animations

Thermische uitzetting en smelten van gletsjers en ijskappen

De belangrijkste bijdragen aan de zeespiegelstijging zijn thermische uitzetting van zeewater en het smelten van gletsjers en ijskappen (met uitzondering van Groenland en Antarctica). De bijdrage van het landijs van Groenland en Antarctica aan de zeespiegelstijging is nog erg onzeker (Church et al., 2008; IPCC, 2007).

Zowel thermische expansie van zeewater als het afsmelten van ijskappen en gletsjers zijn traag verlopende processen, met een tijdschaal van enkele honderden jaren. Het IPCC rapporteerde in 2007 een steeds grotere bijdrage van deze processen aan de mondiale zeespiegelstijging sinds halverwege vorige eeuw.

• IPCC (2007). Budget Global Means Sea Level Change