Prof. Rotmans blikt terug op dertig jaar klimaatverandering

Dertig jaar geleden maakte Jan Rotmans zijn klimaatmodel IMAGE wereldkundig. De situatie blijkt vandaag de dag echter zorgwekkender dan hij toen dacht. beeld DRIFT, Gaby Jongenelen Fotografie

Jan Rotmans is geregeld uitgelachen. Dertig jaar geleden maakte de hoogleraar transitiekunde van de Erasmus Universiteit Rotterdam zijn klimaatmodel Image wereldkundig. Dit simulatiemodel berekende als eerste een stijging van de temperatuur bij een toename van het gehalte CO2. Het KNMI vond het discutabel en de promotiecommissie vond Rotmans te pessimistisch. Maar wie het laatst lacht...

Waar moet ik beginnen, dacht de jonge stagiair Jan Rotmans (1961) toen het Rijksinstituut voor Gezondheid en Milieuhygiëne (RIVM) hem in 1985 vroeg iets met het toen nog onbekende probleem van de toenemende CO2-uitstoot te doen. Als student wiskunde had hij ook de optie naar Fokker te gaan om vliegtuigbewegingen te simuleren. „Maar dit vond ik spannender en interessanter.”

„Mijn begeleider gaf me het boek ”Changing Climate” uit 1983. Dit was toen een van de weinige gezaghebbende boeken die klimaatverandering behandelden. In het boek stond een aantal bruikbare fysische en chemische vergelijkingen.”

Rotmans besloot gewoon te beginnen bij het begin: „Wat is de uitstoot wereldwijd? Hoe wordt deze veroorzaakt? Kan ik de emissiecijfers van landbouw, industrie en verkeer achterhalen?” Dat lukte hem grotendeels.

Daarna keek hij naar de chemische en fysische effecten van de CO2-uitstoot op de atmosfeer. Wat gebeurde er vervolgens met het klimaat en hoe beïnvloedde dat de economie? „Dat was extreem moeilijk. Ik moest alles samenvoegen en ook nog vereenvoudigen naar één dimensie. Meer konden de computers toen niet aan qua rekencapaciteit.”

Van verschillende hoogleraren die zich met klimaatverandering bezighielden, kreeg de stagiair advies. „Ik ben toen op bezoek geweest bij prof. Cor Schuurmans van het KNMI, de befaamde glacioloog Hans Oerlemans en prof. Jan Goudriaan, die het effect van koolstof op planten en ecosystemen bestudeerde.”

Risico

„Deskundigen bij het RIVM hielden hun hart vast”, herinnert hij zich. Ze vonden het een hoogrisicoproject, en het mocht niets kosten. „Laten we het maar door een stagiair laten doen, dan lopen we weinig risico’s. En als het wel lukt hebben we er wellicht wat aan.”

De reacties waren niet mals: „Dit kan helemaal niet. Het is te onzeker, er is nog te weinig over bekend. Wij kunnen ons als instituut hiermee niet associëren. Stop er maar mee. We geloven niet dat dit een belangrijk probleem wordt.”

Rotmans ging echter stug door. „Als mensen mij afraden om ergens mee door te gaan, ga ik er juist mee verder. In dat opzicht ben ik typisch een eigengereide, nieuwsgierige wetenschapper. En ik ging het ook nog eens integraal doen; alle aspecten en dus ook alle onzekerheden kwamen samen in mijn model.”

De hoogleraren bij wie Rotmans op bezoek was geweest, zagen er juist wel wat in. „Zij hadden computermodellen en datareeksen. Op basis daarvan maakte ik afgeleide en vereenvoudigde modellen, die ik koppelde tot één overkoepelend klimaatmodel. Dat noemde ik Image – Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect.”

Kees Zoeteman, de toenmalige directeur van het RIVM, was ook enthousiast. Ondanks het feit dat Rotmans’ model controversieel was, kreeg hij het cijfer 9 voor zijn afstudeerscriptie ”The Development of a Simulation Model for the Global CO2 Problem”.

CO of CO2

Met zijn Imagemodel heeft Rotmans dertig jaar geleden de sluimerende klimaatproblematiek mede op de kaart gezet. Hoe onbekend die toen nog was, bleek tijdens een presentatie van het model in de Tweede Kamer in 1987. Toenmalig milieuminister Nijpels had het over het ”CO-probleem”. „Het is niet CO, maar CO2, gaf ik toen aan. Ach, dat ene molecuul maakt toch niets uit, reageerde Nijpels. Niemand die daar op let, toch?”

Na zijn afstuderen kreeg Rotmans een baan aangeboden bij het RIVM. Hij weigerde in eerste instantie. „Zo’n ambtelijk instituut is niets voor mij. Ik ben daarvoor te avontuurlijk en te recalcitrant.” Het RIVM bleef echter aandringen. Uiteindelijk ging Rotmans overstag en accepteerde de baan, maar wel onder voorwaarde dat hij met zijn klimaatonderzoek mocht doorgaan. Dat mocht.

De beginnende onderzoeker stond er aanvankelijk helemaal alleen voor. „Ik moest niet alleen alle data zelf verzamelen, maar ook de vergelijkingen schrijven en coderen en programmeren, dat was een ongelooflijke klus.”

Omdat de data te veel ruimte op de server innam, werd hij geregeld uit het systeem gegooid. „Dan was ik al mijn gegevens tijdelijk kwijt.” Gelukkig waren er back-ups en dan ploeterde Rotmans weer verder.

Huiverig

Zijn vasthoudendheid bleef niet onopgemerkt. De Maastrichtse hoogleraar wiskunde Koos Vrieze vroeg hem op dit onderwerp te promoveren. Dat gebeurde in 1990, maar niet zonder slag of stoot. „Het promoveren was een tour de force. De promotiecommissie was positief, maar sommigen waren ook huiverig.”

Een van de leden vroeg Rotmans hoe zeker hij van zijn zaak was. „Stel je voor dat het probleem over 25 jaar niet bestaat?” Rotmans’ antwoord: „De tijd zal het leren.” Hij heeft toen gewed om een fles whisky. „Die heb ik gewonnen!” vertelt hij lachend. „Inmiddels heb ik zo’n zestig flessen whisky in mijn kelder staan, het merendeel gewonnen met dit soort afspraken.”

Het Imageklimaatmodel was het eerste integrale simulatiemodel ter wereld. In de Verenigde Staten werd er gewerkt aan een vergelijkbaar model bij het milieuagentschap EPA, maar Rotmans vindt dat hij het slimmer heeft aangepakt. „Het EPA had een team dat met heel veel data kwam aanzetten. Dat vergde veel rekenkracht op grote computers. Hun model was vooral gecompliceerd en datarijk, mijn model was eenvoudig maar wel complex. Daar kwam ik in mijn eentje met mijn pc’tje aanzetten. Ze vielen bijna van hun stoel.”

Met zijn koffertje met hierin een laptop van een paar kilo reisde de kersverse wetenschapper de hele wereld over om zijn boodschap te verkondigen. „Ik was zo groen als gras.”

Toen het VN-klimaatpanel IPCC eind jaren 80 van de vorige eeuw werd opgericht, heeft Rotmans met zijn team de eerste scenarioberekeningen voor een verdubbeling van het atmosferisch CO2-gehalte gedaan voor de jaren 2030, 2060 en 2090. Die scenarioberekeningen werden later ook gebruikt bij de klimaatonderhandelingen.

Doorontwikkeld

Begin jaren negentig kreeg Rotmans in het kader van het nationaal onderzoeksprogramma klimaat 1 miljoen gulden. Hiervan heeft de wiskundige toen een team samengesteld, waarna hij het onderzoek in 1993 heeft overgedragen. „Mijn model wordt na meer dan dertig jaar door anderen op het RIVM nog steeds doorontwikkeld.”

Hoewel de promotiecommissie Jan Rotmans er in 1990 van betichtte te pessimistisch te zijn met zijn Imageklimaatmodel, blijkt het in de praktijk te optimistisch. De simulaties voor de CO2-concentratie in de atmosfeer die Rotmans dertig jaar geleden maakte, vallen een factor 2 à 3 te laag uit: het klimaat staat er slechter voor dan gedacht (zie ”Ik was te optimistisch”).

Rotmans’ boodschap werd echter niet door iedereen gewaardeerd. Boze boeren maakten hem destijds uit voor bureauwetenschapper. „Een van hen heeft nu een grote schadeclaim bij een verzekeraar ingediend omdat zijn kassenbedrijf voor de zoveelste keer door extreme weersomstandigheden is verwoest. Dat is toch opmerkelijk.”

Ook bij het KNMI werd hij in het begin als onheilsprofeet bestempeld. „Het weer is zo onvoorspelbaar en dan kom jij met een klimaatmodel voor de komende eeuw aanzetten. Dat is wetenschappelijk onverantwoord!” Ironisch genoeg maakt het KNMI nu dankbaar gebruik van klimaatmodellen.

Beatrix

En tijdens een presentatie schoot de toenmalige koningin Beatrix in de lach toen ze de nog jeugdige professor met zijn lange haren zag. „Ik gaf aan dat we door een warmer klimaat in de toekomst wijn in Nederland zouden kunnen verbouwen. Dat geloofde toen slechts weinigen.” Rotmans: „Wanneer je nu met de KLM vliegt, krijg je Nederlandse wijn geserveerd. Dat vind ik wel mooi.”

De hoogleraar transitiekunde stelt dat de wereld nog twintig à dertig jaar heeft om de opwarming van de aarde een halt toe te roepen. Als medeoprichter van Urgenda –dat in 2013 een rechtszaak tegen de Nederlandse staat aanspande om de CO2-uitstoot in 2020 met minstens 25 procent te verlagen– en Drift (Dutch Research Institute for Transitions), hoopt de hoogleraar ook activistisch het tij te kunnen keren.

„Ik ben optimistisch, maar de energietransitie gaat lastiger worden dan we denken. Wanneer ik in de Rotterdamse haven in het Botlekgebied met al zijn petrochemie rondloop dan denk ik: wat moet hier nog een hoop gebeuren. We zijn verslaafd aan fossiel, het zit in ons DNA. De transitie is vooral een mentale opgave.”

„Ik was te optimistisch”

Jan Rotmans, hoogleraar transitiekunde van de Erasmus Universiteit Rotterdam, was er dertig jaar geleden al voor 95 procent zeker van dat het toenemende CO2-gehalte in de atmosfeer en de stijgende temperatuur verband met elkaar hielden. „Duizenden klimaatwetenschappers hebben inmiddels allerlei factoren doorgerekend als mogelijke verklaring voor de opwarming van de aarde, zoals zwevende deeltjes in de lucht, vulkaanuitbarstingen, de invloed van zonlicht. Die invloed bleek minimaal.”

Het lukt klimaatwetenschappers niet om het juiste historische temperatuurverloop te reconstrueren zonder rekening te houden met de invloed van broeikasgassen.

In 1990 betichtte de promotiecommissie Rotmans ervan te pessimistisch te zijn met zijn Imageklimaatmodel. „Maar ik was te optimistisch.” Inderdaad zitten de simulaties die Rotmans dertig jaar geleden maakte er telkens een factor 2 à 3 naast. „De toename van de CO2-uitstoot en de concentratie in de atmosfeer, de temperatuurstijging en de zeespiegelstijging gaan veel sneller dan ik toen met het simulatiemodel Image berekende.”

Hoe komt dat? De wiskundige rekende destijds met een forse toename van de uitstoot van broeikasgassen, maar in werkelijkheid was er sprake van een verdubbeling. Hij hield te weinig rekening met de snelle opkomst van industrielanden zoals China en India.

Ook rekent zijn simulatiemodel met gemiddelde waarden, terwijl de extremen juist bepalend blijken te zijn. Rotmans: „Als je extremen gebruikt, verlopen allerlei processen versneld.”

Wat voor extremen bedoelt de hoogleraar dan? „Op Groenland smelt de ijskap extreem snel, terwijl op Antarctica het niet zozeer gaat om het smelten van de ijskap, maar blijken afkalvende ijsplaten en gletsjerranden het probleem te zijn. Door opwarmend oceaanwater gaat de afkalving veel sneller dan ik aanvankelijk had aangenomen.”

Verder is de permafrost in Siberië en Canada „een tikkende tijdbom waarin heel veel methaan ligt opgeslagen, een zeer sterk broeikasgas.” Maar ook de dynamiek in de oceanen baart zorgen. „De warmte kan hier tientallen jaren blijven opgeslagen, om dan relatief snel in de atmosfeer vrij te komen”, legt Rotmans uit.

„Na al die jaren staat hetgeen ik toen heb gezegd nog als een huis: broeikasgassen zijn de belangrijkste factor voor klimaatverandering. Ik heb destijds de CO2-concentratie en de temperatuur- en zeespiegelstijging redelijk accuraat kunnen berekenen, en tegelijk het accent gelegd op de onzekerheden die er waren.”

Met klimaatsceptici veegt Rotmans dan ook onbarmhartig de vloer aan. „Sceptici hebben nooit kunnen ontkrachten wat klimaatwetenschappers hebben gezegd. Ze komen niet met alternatieve theorieën of modellen die het tegendeel bewijzen.”