Dit is tot nu toe een uitzonderlijk jaar geweest voor natuurrampen. Tyfonen in Azië en de orkaan Florence aan de oostkust van de VS hebben grote schade, overstromingen en modderstromen veroorzaakt. In de afgelopen twee maanden hebben Scandinavië, Spanje en Portugal, het Verenigd Koninkrijk, Noord-Amerika en Zuid-Afrika hevige bosbranden gekend. Net buiten Athene woedde in juli een van de dodelijkste bosbranden in de geschiedenis door kustplaatsen, waarbij 99 mensen om het leven kwamen. In dezelfde maand werd in Mendocino, Californië, een gebied dat groter was dan Los Angeles in de as gelegd – meer dan 1800 vierkante kilometer – waarbij een brandweerman om het leven kwam en bijna 300 huizen werden verwoest. Zweden werd getroffen door meer dan 50 bosbranden, sommige zelfs binnen de poolcirkel.
De ongekende hevigheid van veel van deze branden kan een teken zijn van de opwarming van de aarde, met erger in het verschiet. Maar het laat ook zien hoe extreme gebeurtenissen met elkaar samenhangen. Veel van de branden volgden op lange periodes van droogte en recordtemperaturen. Hun optreden zet de dobbelstenen voor verwoestende gevaren in de toekomst op scherp.
Verharde landschappen zijn kwetsbaarder voor overstromingen en aardverschuivingen. In januari kwamen bij een modderstroom 21 mensen om het leven en raakten er meer dan 160 gewond in de buurt van Montecito, Californië. De maand ervoor had een natuurbrand de vegetatie verwoest en de bodem op de steile hellingen van de stad gedestabiliseerd. Toen een storm zware regenval bracht, spoelde een 5 meter hoge golf van modder, keien en takken, met een snelheid van 30 kilometer per uur, de huizen van de mensen binnen.
Ketens van ongunstige gebeurtenissen zoals deze, die als omvallende domino’s in elkaar storten, zullen vaker voorkomen naarmate de wereld opwarmt. Toch is de omvang van de cascaderisico’s nog onbekend. Risicoanalisten schatten de waarschijnlijkheid van afzonderlijke gebeurtenissen en voorspellen dat droogtes, orkanen enzovoort steeds vaker zullen voorkomen. Zij houden geen rekening met het web van onderlinge verbanden. Zo zal de stijging van de zeespiegel de kusterosie versterken en gemeenschappen, infrastructuur en ecosystemen blootstellen aan schade door stormen en vloedgolven.
Risicobeoordelingen moeten worden uitgebreid om rekening te kunnen houden met cascadegevaren. Anders kunnen we geen plannen maken voor de omvang en aard van toekomstige rampen. Onderzoekers moeten antwoorden vinden op de volgende vragen: hoe zal de klimaatverandering het risico op rampzalige domino-effecten veranderen? Wat zijn de gevolgen voor de gebouwde omgeving? En welke mitigatie- en aanpassingsmaatregelen zijn nodig om het hoofd te bieden aan ernstigere, onderling verbonden rampen?
Hier wordt geschetst hoe een dergelijk risicokader moet worden ontwikkeld.
Gezamenlijke rampen
De eerste stap is dat onderzoekers en risicomanagers erkennen dat de gevolgen van klimaatverandering niet geïsoleerd optreden, maar sterk gekoppeld zijn. Droogtes en hittegolven doen zich bijvoorbeeld vaak samen voor. Droogtes leiden tot droge bodems, die verhinderen dat zonne-energie vrijkomt in de vorm van verdamping, waardoor het aardoppervlak opwarmt1. In de Verenigde Staten komen hittegolven van een week die samenvallen met perioden van droogte nu twee keer zo vaak voor als in de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw2.
Droge en warme omstandigheden verhogen het risico op bosbranden, die de bodem beschadigen en de weg bereiden voor latere aardverschuivingen en overstromingen. Sneeuw en ijs smelten eerder, waardoor het tijdstip van afvloeiing verandert. Hierdoor is het brandseizoen sinds de jaren 1980 overal ter wereld met 20% verlengd3,4. Met minder sneeuw en ijs op het noordelijk halfrond is het koelingseffect door de weerkaatsing van zonlicht van het aardoppervlak tussen 1979 en 2008 met 10-20% gedaald (ten opzichte van de gemiddelde waarde in die periode)5.
En deze verbanden breiden zich nu verder uit: bosbranden doen zich voor op steeds grotere hoogten en breedtegraden (zie ‘Meer branden, meer sneeuwsmelt’), waar ze het bladerdak van de bossen verwijderen en veranderen waar en hoe sneeuw zich ophoopt. Roet dat op de sneeuw wordt afgezet, absorbeert warmte en versnelt het smelten. Ook stof dat vrijkomt tijdens droogtes versnelt het smelten, zoals is gebeurd in het Upper Colorado River Basin6. Stof dat uit dorre gebieden in Afrika wordt getransporteerd, beïnvloedt de sneeuwkappen van Europa, Noord-Amerika en Azië.
Bron: MBTS.gov
Gemeenschappen maken deel uit van deze cycli. Zo is 60% van het water in Zuid-Californië afkomstig van smeltwater uit het Sierra Nevada-gebergte7. De landbouwindustrie van Californië, die goed is voor miljarden dollars, is ook afhankelijk van deze bron. Veranderende patronen van temperatuur, sneeuw, bosbranden en overstromingen vormen een uitdaging voor het verouderende netwerk van dammen, dijken en reservoirs van de staat. Deze moeten vroeger in het seizoen meer water kunnen vasthouden en overstromingen en puinstromen voorkomen. Onbeduidende gebeurtenissen die normaal geen aanleiding tot bezorgdheid geven, kunnen ingrijpende gevolgen hebben: onverwachte uitbarstingen van smeltwater kunnen bijvoorbeeld puinstromen over verbrand land veroorzaken. Regio’s in de Andes, de Himalaya, de Alpen en de Rockies staan voor soortgelijke uitdagingen.
De snel veranderende aard van de gevaren in een opwarmende wereld zal onbekend zijn bij de plaatselijke gemeenschappen. In Zimbabwe bijvoorbeeld kunnen inheemse volkeren zich minder goed baseren op weerpatronen, flora en fauna om te voorspellen wanneer overstromingen kunnen komen en hen zullen dwingen te verhuizen.
Intussen verergeren snelle bevolkingsgroei en verstedelijking de klimaatverschuivingen. Zo kunnen bijvoorbeeld huizen die op steile hellingen zijn gebouwd, gevoeliger worden voor aardverschuivingen.
Verbroken schakels
Klimaatonderzoekers zijn begonnen met het inschatten van enkele gekoppelde risico’s, zoals van droogtes en hittegolven1,2. En de inspanningen om de menselijke en financiële verliezen ten gevolge van rampen tot een minimum te beperken, zijn meer multidisciplinair en gecoördineerd geworden. Het in 2015 door de Verenigde Naties aangenomen Sendai-kader voor de beperking van het risico op rampen steunt studies naar risico’s, blootstelling en kwetsbaarheid om de veerkracht en de reactie op noodsituaties bij een reeks rampen, van overstromingen tot aardbevingen, te verbeteren. En het zevende kaderprogramma van de Europese Unie (FP7) verbetert de kennis, prognoses en besluitvormingsinstrumenten voor rampenpreventie en -interventie.
Maar deze programma’s hebben nog niet het hele scala van gevaren aan elkaar geweven. Zij richten zich doorgaans op eenmalige grote rampen in plaats van op samenhangende ketens van kleinere gebeurtenissen, waarbij de nadruk ligt op het reageren op crises in plaats van op het voorkomen ervan of het vergroten van de veerkracht. Sommige voor de hand liggende verbanden kunnen worden bestudeerd, zoals de snelle opeenvolging van gebeurtenissen die volgden op de aardbeving in Tohoku in 2011, die een tsunami veroorzaakte die de kernreactor van Fukushima Daiichi in Japan deed smelten. De langetermijneffecten van de tsunami op de hydrologie of de kusten van de regio zijn echter niet onderzocht. Bovendien hanteren de meeste landen hun eigen aanpak om gevaren aan te pakken. Een universeel kader voor de aanpak van cascade-rampen ontbreekt in de huidige praktijken.
Vele leemten in het onderzoek moeten nog worden opgevuld. Fysieke cascaderingsmechanismen, zoals de effecten van roet van bosbranden op sneeuwbergen of oceaangolven op aardverschuivingen aan de kust, en de terugkoppelingen daarvan, worden slecht begrepen. Ervan uitgaan dat gebeurtenissen onafhankelijk zijn, geeft ook een verkeerd beeld van hoe vaak deze gebeurtenissen zich naar verwachting zullen voordoen, wat op zijn beurt van invloed is op de paraatheid voor rampen.
Theoretische risicomodellen moeten in staat zijn om multidimensionale en onderling afhankelijke gevaren te hanteren. Kusterosie kan bijvoorbeeld worden beïnvloed door een wereldwijde stijging van de zeespiegel, door aardbevingen veroorzaakte tsunami’s, stormen en infrastructuur zoals barrières en beschermingsvoorzieningen. De toestand van de kusten dicteert op zijn beurt de blootstelling van gemeenschappen.
Historische gegevens bieden wellicht niet alle antwoorden. Het is ook moeilijk om oorzaken en gevolgen in complexe netwerken te ontwarren, vooral in beheerde systemen. Het is moeilijk te kwantificeren hoe een eerste gebeurtenis de risico’s van opeenvolgende gebeurtenissen vergroot of verkleint, en de timing daarvan te voorspellen8. Een dijkdoorbraak bijvoorbeeld kan over een langere periode vele oorzaken hebben, waaronder verzwakking tijdens droogte, extreme regenval, slecht ontwerp en ontoereikend onderhoud.
Een zoektocht naar overlevenden nadat tyfoon Mangkhut vorige week een aardverschuiving veroorzaakte in Itogon, de Filipijnen.Credit: Jes Aznar/NYT/Redux/eyevine
Gegevens zijn schaars, vooral van afgelegen regio’s zoals ruige berggebieden. Agentschappen en landen wisselen niet altijd gegevens uit. Verschillende disciplines en regio’s hanteren verschillende definities. Belangrijke waarnemingen ontbreken. Zo worden bijvoorbeeld de omvang van een natuurbrand en de onmiddellijke gevolgen ervan (doden, verloren huizen) geregistreerd, maar schade aan de bodemstructuur wordt meestal niet genoteerd.
On-the-ground bevestiging van satellietgegevens is zeldzaam. Veel landen beperken het gebruik van hun milieu- en klimaatgegevens. Langetermijngegevens zijn moeilijk te vinden, vooral in het Midden-Oosten, Afrika, Zuid-Amerika en Zuidoost-Azië. Rampen die het gevolg zijn van gematigde omstandigheden worden vaak niet geregistreerd. En de toegang tot computerfaciliteiten en opleiding voor het verwerken van gegevens is in veel ontwikkelingslanden ontoereikend.
Er is geen standaardprotocol voor het verzamelen van gegevens over milieu-, klimaat- en rampeneffecten. Landen hebben hun eigen manieren om monetaire gevolgen, verlies van mensenlevens en bestaansmiddelen bij te houden. Onderzoekers gebruiken verschillende methoden voor het beschrijven van droogtes, stormen, hittegolven en bosbranden. Een meteoroloog kan droogte bijvoorbeeld definiëren op basis van een neerslagtekort, terwijl een hydroloog ze kan beschrijven op basis van een verandering in de rivierafvoer.
Volgende stappen
Er moet een wereldwijd systeem worden ontwikkeld om cascadegevaren te beoordelen. Onderzoekers moeten verder gaan dan het afzonderlijk berekenen van de statistieken van extreme droogtes, overstromingen en bosbranden en zich verdiepen in de interacties met de natuurlijke en bebouwde omgeving. Internationale organisaties zoals het World Climate Research Programme en de Wereld Meteorologische Organisatie moeten het voortouw nemen bij de coördinatie van het onderzoek. En intergouvernementele agentschappen, waaronder de Europese Commissie, de US Federal Emergency Management Agency en het United Nations Office for Disaster Risk Reduction, alsmede andere op gevaren gerichte organisaties, moeten een wereldwijd waarschuwingssysteem voor gevaren ontwikkelen. Er moeten ook voorschriften en educatief materiaal worden ontwikkeld om ingenieurs, besluitvormers en het publiek te helpen hun blootstelling aan samengestelde risico’s en cascade-rampen te minimaliseren.
Het scala van gegevens dat voor gevarenanalyse wordt verzameld, moet worden uitgebreid, zowel in de ruimte als op de grond. Waarnemingen moeten overal ter wereld consistent zijn en openlijk worden gedeeld. Wij pleiten voor monitoring in real time, om extreme en gematigde gebeurtenissen vast te leggen wanneer zij zich voordoen, in plaats van achteraf. Een dergelijk monitoringnetwerk zou kunnen voortbouwen op andere wereldwijde inspanningen op het gebied van milieubewaking, zoals het Global Earth Observation System of Systems, het Global Earthquake Model-project en het gegevensportaal van de NASA. Er moet ook sociaal-economische informatie worden verzameld over mensen, vee, gebouwen en infrastructuur die gevaar lopen.
Dataprotocollen moeten worden uitgebreid en gestandaardiseerd. En agentschappen hebben manieren nodig om de vooruitgang te evalueren. Zij kunnen voortbouwen op eerdere inspanningen om meetmethoden voor afzonderlijke gebeurtenissen te ontwikkelen. Tijdens een bijeenkomst in Nebraska in 2009 bijvoorbeeld, hebben het Verdrag van de Verenigde Naties ter bestrijding van woestijnvorming, het Amerikaanse ministerie van Landbouw, de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration en het Amerikaanse National Drought Mitigation Center deskundigen uit meer dan 20 landen bijeengeroepen om het eens te worden over een wereldwijde reeks indices voor het meten en voorspellen van droogte – de Lincoln Declaration on Drought Indices.
Engineers, planners en besluitvormers moeten kwetsbare infrastructuur en ecosystemen aanwijzen voor monitoring. Lokale en nationale overheidsinstanties en onderzoekers moeten de regelgeving, het rampenbeheer en de bouwvoorschriften verbeteren. Na de branden in Griekenland dit jaar betoogden burgers dat ongereguleerde bouw in bosgebieden en het ontbreken van een officieel evacuatieplan hebben bijgedragen tot het hoge dodental. Voorlichting en educatie van het publiek zijn van cruciaal belang om het publiek bewust te maken van de potentiële risico’s van cascadegevaar en om levens en bestaansmiddelen te redden naarmate de klimaateffecten toenemen.