IN DE WOLKEN MET ATTO (3)
Door de grote hoogte van ATTO kunnen wetenschappers over een dusdanig uitgestrekt gebied metingen in de atmosfeer verrichten, dat zij in staat zijn om met grote precisie te voorspellen wat de invloed van allerlei factoren – inclusief menselijk handelen – op het klimaat zal zijn.
De data van de computers op ATTO worden in real time verzameld en gaan naar de betrokken onderzoeksinstituten in Duitsland en Manaus. In Manaus is dat het Nationaal Instituut voor Amazone Onderzoek INPA, in Duitsland het Max Planck Instituut voor Biochemie in Jena en het Max Planck Instituut voor Chemie in Mainz.
Jošt Lavrič is afkomstig uit Slovenië en een van de wetenschappers die met behulp van ATTO onderzoek doet. Hij is verbonden aan het Max Planck Instituut voor Biochemie in Jena. Daar leidt hij sinds 2009 de onderzoeksgroep ‘Tall Tower Atmospheric Gas Measurements (TAG)’. Jošt Lavrič is gespecialiseerd in broeikasgassen.
Om de invloed te onderzoeken die verstedelijking in tropische gebieden op lokale ecosystemen en het mondiale klimaat heeft, ging januari 2014 het GOAmazon project van start in het regenwoud bij Manaus, hoofdstad van de Braziliaanse deelstaat Amazonas. Het Nationale Instituut voor Amazone Onderzoek INPA werkte hierin samen met onder andere het Amerikaanse ministerie van Energie en het Duitse Max Planck Instituut voor Chemie. Jošt Lavrič had door zijn betrokkenheid bij ATTO zijdelings met GOAmazon te maken.
Jošt Lavrič: “Een deel van het GoAmazon onderzoek was gebaseerd op het feit dat er een referentie site was, in dit geval de ATTO site. We hebben met onze metingen aan sommige van de publicaties bijgedragen. Verscheidene werkgroepen van ATTO waren daarbij betrokken, op verschillende niveaus, afhankelijk van het onderwerp.”
Praat niet over weer, maar praat over klimaat.
Ons gesprek gaat aanvankelijk over kantelpunten. Volgens de Braziliaanse wetenschapper Antônio Nobre maar ook volgens diens collega Niro Higuchi zijn sommige delen van de Amazone reeds voorbij een kantelpunt. Lees hierover mijn artikel: ‘Vernietiging Amazone leidt tot extreme weerbeelden.’
Lavrič reageert terughoudend: “Wat is een kantelpunt? Waaraan refereer je? Er zijn verschillende soorten van kantelpunten. Praten we over een deel van de Amazone of de hele Amazone? Het is om vele redenen een vitale locatie in het globale, biogeochemische* kringloopschema. Er gebeurt veel en dus zijn er ook veel belangrijke processen te bestuderen. En het is een grote poule van niet alleen koolstof maar ook andere elementen. Als zo’n bijzondere locatie destabiliseert kost het behoorlijk wat tijd om weer te stabiliseren. En je weet nooit, of tenminste wij weten niet altijd hoe het ecosysteem zal reageren. Natuurlijke variaties kruisen er met antropogene (menselijke – CCE) activiteiten. Dat compliceert de hele kwestie nog meer.
“Kantelpunt is een algemene term die breder geldt dan de Amazone. Alleen is de Amazone om veel redenen erg interessant. Om te beginnen is er de wereldwijde invloed. Als de hele Amazone platbrandt en grote delen van de koolstof uit de biomassa verdwijnen in de atmosfeer, dan zou dat een impact hebben. Het zou ook een impact hebben op de waterkringloop. En als je pech hebt dat het daarbij een El Niño jaar is… Naar al deze dingen moet je altijd kijken vanuit een langetermijnperspectief – praat niet over weer, maar praat over klimaat. Bestudeer hoe antropogene acties invloed hebben op een ecosysteem dat van zichzelf ook een natuurlijk leven heeft. Er zijn droge jaren. Maar ook zonder ons zouden er drogere en warmere jaren zijn. Er zou vuur zijn, maar niet zoveel. In een droog jaar zullen er meer vuren zijn, door bliksem en zo. En natuurlijk is er aanvullend vuur. En dat kan weer van jaar tot jaar variëren, net zoals de Amazone ontbossingsstatistieken van jaar tot jaar variëren. Je bouwt geen onderzoeksplatform in het midden van het bos om alleen maar antwoord te krijgen op een paar vooraf gestelde vragen. Je vraagt jezelf altijd af wat we hier nog meer kunnen doen. Hoe kunnen wij onze activiteiten koppelen aan iets anders in de Amazone dat al gedaan is?
Zonder ons zouden er ook drogere en warmere jaren zijn.
“Het klopt dat het milieu bij ATTO bijna onaangetast is, tenminste een deel van het jaar. Ik zeg bijna, omdat helemaal onaangetast nauwelijks bestaat, hooguit een paar dagen per jaar. Op een of andere manier is er altijd wel een antropogene invloed waardoor je niet van honderd procent onvervuild kunt spreken. Maar er zijn dagen en perioden in het jaar dat het daar bijna vrij is van vervuiling en dan is het interessant om te zien hoe het woud zelf de verschillende processen beïnvloedt die gekoppeld zijn aan bijvoorbeeld de aërosolen**, wat dan weer verbonden is met de waterkringloop, en de intensiteit en frequentie van regenval. Het begrijpen van die processen stelt je in staat om de werking ervan uit te leggen en beter te voorspellen wat er gaat gebeuren als er iets verandert.”
De Amazone als systeem lijkt kwetsbaar en sterk en veerkrachtig tegelijkertijd.
“In een geschikt gebied groeit het bos, als wij het vernielen, vroeger of later terug. Maar dan spreken we van vele generaties. Het bos is niet onkwetsbaar. We kunnen het ook gewoon te veel naar de filistijnen helpen. Bij intensieve ontbossing is er geen exitstrategie. Kijken we ver genoeg in de toekomst, oké, dan zal er weer bos zijn, als je tenminste van het gebied afblijft. De vraag is echter wat er, als de hele Amazone wordt uitgewist, gebeurt in de honderden of duizenden jaren voor het zover is. Voordat het zover is, krijgen we veel problemen. Het zou nogal wat biogeochemische systemen en kringlopen in de vernieling helpen.”
Droge gebieden dragen meer bij aan de waterkringloop?
“Ja, en dat is logisch. Het systeem zal een soort van evenwicht creëren. Maar dat gebeurt alleen als er geen sprake is van brutale interventie. Haal je in dit systeem een flink deel van het woud weg, dan groeit er waarschijnlijk een mindere kwaliteit bos terug. Een belangrijke vraag voor de Amazone: Waarom is er zoveel bos? Er zijn niet overal dezelfde condities. Er moet genoeg water zijn, genoeg geschikte bodem, genoeg sporenelementen. Als er niet zoveel aanvoer van mineralen vanuit de Sahara was, zou het Amazonebos er heel anders uitzien. Deze stoftransporten vanuit Afrika over de Atlantische oceaan beïnvloeden de groei van het woud. De neerslagregimes (schommelingen in de hoeveelheid neerslag over een jaar – CCE) kunnen volledig in elkaar klappen, mochten de passaatwinden veranderen. En dan kunnen er heel snel condities ontstaan waarin het woud niet langer floreert. Dat is de kwetsbaarheid van het systeem. Zoveel factoren moeten samenvallen om het systeem te laten bestaan. Natuurlijk is teruggroei mogelijk. Mensen van voor onze tijd hebben delen van de Amazone ontbost en dat zie je niet eens meer. Wij moeten aantonen hoe het werkt. Wat wij daar vinden is van wereldbelang.”
Terug naar ATTO. Wat is jouw rol precies?
“Ik heb twee rollen. Ik ben sinds 2011 wetenschappelijk bij ATTO betrokken. Ik maakte deel uit van de eerste golf van wetenschappelijke installaties, in februari 2012. Ik heb ATTO dus niet meegemaakt vanaf het allereerste begin, toen er nog geen pad door de jungle was. Toen ik er voor het eerst was reden we met een tractor, maar het was veel minder ontwikkeld dan nu. Er was nog geen Tall Tower. We begonnen daar met broeikasgas-metingen op wat, met 80 meter, toen daar de hoogste toren was. Het hoogte aspect, dat wil ik toch wel gezegd hebben, gaat niet over zonodig de hoogste toren willen hebben. Het idee is dat hoe hoger, hoe verder van het bos verwijderd, hoe gemakkelijker samples vanuit een groter gebied afkomstig te vangen zijn. Bij metingen in het bos zelf is er een grote lokale impact. Meten op 80 meter hoogte biedt informatie over luchtmassa’s die van verder komen en met 325 meter is dat helemaal het geval. Het verhoogt het vruchtgebruik van de data die wij opnemen. ATTO is daarin overigens niet uniek. We hebben soortgelijke sites in de hele wereld. ATTO is wel uniek omdat er lokaal wetenschap wordt bedreven, er naar lokale processen wordt gekeken, én dan zijn er metingen omhoog tot 325 meter en ook verder met drones en ballonnen en in connectie met research vluchten, om de hele schaal te krijgen. Je ziet hoe de lokale processen werken en hoe die zijn gekoppeld aan een groter, meer regionaal gebied. De Duitse ATTO coördinator, Suzanne Trumbore, helpen is mijn andere rol.”
Hoe is de locatie voor ATTO gekozen?
De locatie is door onze collega’s in Mainz gekozen. Een van de doelen was een stuk ongerept bos met veel benedenwind vinden om daar de aërosolen te bestuderen die vanaf de oceaan over uitgestrekte bosgebieden worden aangevoerd zonder dat ze eerst over Manaus zijn gegaan. Manaus kan een grote bron zijn van heel veel uitstoot, aërosolen, sporengassen*** enzovoort die de metingen kunnen beïnvloeden. Het idee was om in een deel van het jaar processen in het bos te bestuderen die zo weinig mogelijk door antropogene activiteiten zijn beïnvloed. Het woud produceert zelf ook veel, niet alleen sporengassen, maar ook veel organische stoffen. Het produceert in verschillende tijden van het jaar verschillende soorten moleculen, die dan onder zekere condities – als er bijvoorbeeld luchtmassa’s van de oceaan arriveren – beïnvloeden hoe bijvoorbeeld regen wordt gevormd. De grootte van de aërosolen, de soort, beïnvloedt hoe groot de regendruppels en de wolken zullen worden. Met ATTO kun je aantonen dat er in de droge perioden meer antropogene invloeden zijn. Er is dan een toename van de hoeveelheid koolmonoxide, er is meer zwarte koolstof van biomassabranden. Je ziet dan écht hoe de aërosolen veranderen. Je begrijpt hoe het Amazonewoud het milieu beïnvloedt, hoe het milieu afhankelijk is van het woud. Op ATTO zijn mensen die de bodem onderzoeken, de uitstoot van sporengassen, er zijn er die zich bezighouden met microbiologie, de waterkringloop… een eindeloze rij. Er zijn verdeeld over meerdere onderzoekgroepen meer dan honderd wetenschappers bij ATTO betrokken. En dat aantal neemt alleen maar toe.”
Hoe koel je de apparatuur?
“Dat hangt af van de apparatuur. Er is meetapparatuur die aan de buitenkant is bevestigd. Dat moet ook, omdat de metingen buiten zijn. Er zijn ook meetcontainers die airconditioning hebben. Dat laatste is in zo’n afgelegen gebied niet te vermijden. Als we dat allemaal op zonne-energie konden laten draaien, zouden we dat zeker doen. Als je daar, in de Amazone, onderzoek doet, moet je over een stabiele energiebron beschikken. Maar omdat we geen fondsen voor een kleine krachtcentrale of zoiets hebben, gebruiken we diesel. En natuurlijk is daarbij voorzichtigheid geboden, zodat het milieu niet wordt aangetast en dat de metingen zelf niet worden beïnvloed. Daarom hebben we de generatoren verder weg geplaatst, en uit de windrichting.”
Het bos is niet onkwetsbaar. We kunnen het ook gewoon te veel naar de filistijnen helpen.
Was er op jouw onderzoeksterrein al een ‘wauw’-moment?
“Dat was er, ja! We bevinden ons nu in het proces om dat te verklaren. Deze ‘wauw’-momenten gaan er waarschijnlijk meer komen, omdat er zoveel metingen worden gedaan op dezelfde site. Dat is ook een grote plus van ATTO, dat er zoveel zaken simultaan lopen, zodat je ook echt op andere dingen stuit. Dat was bijvoorbeeld het geval met methaan. Wij maten methaan en daarbij zagen we interessante voorvallen van toegenomen concentraties, met scherpe pieken middenin de nacht, terwijl die er eigenlijk niet zouden moeten zijn en waarvan we niet precies wisten waar die stijging vandaan kwam. Interessant genoeg viel dit samen met gebeurtenissen gerelateerd aan aërosolen. Een bepaalde type van aërosolen. Iemand vertelde mij dat deze soort gebeurtenissen met aërosolen eerder was gezien, maar dat ze niet wisten dat er in dezelfde periode ook methaan opdook. Onze vragen zijn nu: Wat is het? Waar komt het vandaan? Hoe werkt het? Het lijkt erop dat het gedeeltelijk is gerelateerd aan de hydrologie. Wanneer we dit begrijpen, weten we onder welke condities er, meer, en in wat voor frequentie, methaan uit een ecosysteem komt. Dat kan dan helpen te begrijpen wat er zou kunnen gebeuren als bijvoorbeeld – theoretisch gesproken – de hele Amazone twintig procent droger wordt; dat die gebeurtenis kan leiden tot het verhogen of verlagen van de uitstoot van een bepaald soort broeikasgas met het getal zoveel. Dat is zeer waardevolle informatie, die je kunt verwerken in globale modellen. Hetzelfde geldt voor de Taiga. Ja, er is daar veel permafrost en die smelt nog niet meteen, maar als dat gebeurt, als de opwarming verder gaat – en die gaat daar met soms vier, vijf graden temperatuurstijging in een jaar sneller dan hier – , zal het daar dan meer regenen, zal het daar heel veel meer regenen?”
Nog even verder over methaan.
“Daar is een groot debat over. Er is nog altijd geen overeenstemming over het antwoord op de vraag waarom de methaanniveaus van 2006 tot plusminus 2010 stagneerden en waarom ze daarna weer stegen. Wat was daarvoor de reden? We weten dat de methaanniveaus op wereldniveau stijgen, én dat er die vlakke lijn was waarin de concentratie stagneerde. Als we die vraag kunnen beantwoorden, dan kunnen we ook de processen beter begrijpen, beter dan we nu doen. Daarom moeten we ook lokaal processen meten, om te weten wat de koeien doen, wat de draslanden, wat al deze verschillende bronnen van methaan doen.”
Een paper met maar twee jaar data gaat niet over trends, het is twee jaar data.
Aan het einde van ons gesprek wil hij nog wel laten weten waarom hij als wetenschapper ervoor heeft gekozen te doen wat hij doet, in Jena, bij het Max Planck Instituut voor Biochemie.
“De vraag is vaak waarom we dit soort onderzoeken twintig jaar of langer doen. Als je dit niet continue doet, mis je gebeurtenissen die in het kader van je onderzoek buitengewoon zijn, omdat je ze nu eenmaal niet kunt voorspellen. En op de tweede plaats omdat de waarde van zulke data met de tijd stijgt. Neem je een looptijd van bijvoorbeeld veertig jaar, dan neem je verschillende gebeurtenissen mee, zoals een sterk El Niño jaar, een jaar met veel vuren enzovoort. Dàn begin je te praten over klimaat. Elk paper dat ik krijg om te beoordelen met maar twee jaar data waarbij onderzoekers het over trends hebben ben ik geneigd af te wijzen. Zo’n paper gaat niet over trends, het is twee jaar data. Je hebt geen idee hoe, wat daar staat, eruit zal zien over een periode van twaalf of twintig jaar.”
Hij pauzeert even en zegt dan: “Hier werken is echt een hele dankbare job. Je werkt aan een project dat veel impact heeft, voor de wetenschap en daarmee voor de maatschappij. En je doet iets interessants.”
En ATTO is daarbij als een soort van familie?
“Ja, daar is het wel mee te vergelijken.”
*Biogeochemie
Biogeochemie houdt zich bezig met de chemische, biologische en fysische processen die ten grondslag liggen aan de structuur en functies van ecosystemen of zelfs landschappen.
**Aërosolen
Aërosolen zijn kleine stof- of vloeistofdeeltjes die in de lucht zweven, bijvoorbeeld roetdeeltjes afkomstig van het verkeer.
***Sporengas
Een sporengas is een gas dat minder dan 1% van het volume van de atmosfeer van de aarde vormt en dat alle gassen omvat behalve stikstof (78,1%) en zuurstof (20,9%). Het meest voorkomende spoorgas bij 0,934% is argon. Waterdamp komt ook voor in de atmosfeer met zeer variabele abundantie. Het klimaat op aarde is gevoelig voor veranderingen in sporengasconcentraties en temperatuur in de bovenste troposfeer – lager stratosfeergebied van de atmosfeer. Deze zone strekt zich uit van 6 tot 25 km boven zeeniveau, waar de interactie tussen straling en sporengassen, wolken en aërosolen kan leiden tot belangrijke klimaatfeedback. Sporengassen kunnen een lang of een kort leven beschoren zijn. De eerste categorie omvat verschillende broeikasgassen (bijvoorbeeld CO2, CH4, N2O of CFK’s), terwijl de laatste soorten omvat met een levensduur die gelijk is aan of minder dan enkele maanden (O3, stikstofoxiden, VOS, CO enz.). (bron: wikipedia)
Foto ATTO: Raphael Alves
Dit artikel is mede mogelijk gemaakt door het Matchingfonds van De Coöperatie, een initiatief voor freelance journalisten.
