De verdwijnende quasi-biennale oscillatie onder voortdurende opwarming van de aarde

Winden hoog in de lucht die ons weer vormgeven

Ver boven ons hoofd, in een laag lucht die lijnvliegtuigen nauwelijks aanraken, helpt een langzaam ritme van winden stilletjes het weer en klimaat aan het oppervlak te vormen. Deze studie stelt een scherpe vraag: kan dat ritme, naarmate de opwarming van de aarde doorgaat, simpelweg verdwijnen? Met behulp van geavanceerde klimaatmodellen die ver voorbij het jaar 2100 lopen, onderzoeken de auteurs hoe een sleutelpatroon van winden in de tropische stratosfeer kan vervagen — en wat dat zou betekenen voor de betrouwbaarheid van onze 2–3-jarige klimaattoelichtingen.

Een verborgen windklok boven de evenaar

In de tropische stratosfeer, ongeveer 20–30 kilometer boven de aarde, draaien de winden van richting om ongeveer elke twee tot drie jaar. Dit heen-en-weer-patroon, de quasi-biennale oscillatie genoemd, fungeert als een langzaam bewegende “windklok.” De afwisselende oostelijke en westelijke fasen helpen luchtstromen sturen die de tropen met de polen verbinden en beïnvloeden subtiel moessonpatronen, winterstormen en zelfs de sterkte en positie van de jetstreams. Decennialang hebben weervoorspellers vertrouwd op dit regelmatige ritme om seizoens- en meerjarige klimaatsvoorspellingen te verbeteren.

Wat er met deze windklok gebeurt in een warmer wereld

De auteurs gebruiken vier geavanceerde klimaatmodellen uit het CMIP6-project, elk gedraaid onder een hoog-emissiescenario waarin broeikasgassen blijven stijgen gedurende de 2100s en daarna. In deze simulaties wordt het bekende twee- tot driejarige signaal in de lagere stratosfeer zwakker en versnelt de cyclus, totdat het patroon rond ongeveer 50 hPa — een cruciale hoogte voor deze oscillatie — feitelijk verdwijnt. In verschillende modellen gebeurt dit tussen grofweg 2075 en het einde van de 2200s, maar het verhaal is consistent: het regelmatige ritme valt uiteen in kortere, jaarlijkse of zelfs halfjaarlijkse pulsen, en de eens zo duidelijke tweejarige beat vervaagt uit de gegevens.

Hoe oceaanopwarming en opstijgende lucht het ritme ondermijnen

De studie gaat vervolgens dieper in op het “hoe.” Naarmate de oceanen opwarmen, vooral in het centrale en oostelijke tropische Pacifische gebied, intensiveert convectie — opstijgende kolommen van warme, vochtige lucht. Dit versterkt de grootschalige opwaartse beweging van lucht in de tropen en roert meer atmosferische golven op die de stratosfeer kunnen bereiken. Normaal gesproken drijft een mix van deze golven de zachte neerwaartse beweging van de afwisselende windbanden en houdt zo de oscillatie in stand. Maar bij sterke opwarming gebeuren twee dingen tegelijk: de opwaartse luchtstroom wordt sterker, wat de oscillatie hoger houdt en deze onderin verzwakt, en de golfactiviteit neemt toe, wat het omslaan van de winden versnelt. Eenvoudige geïdealiseerde modellen in de studie tonen dat, naarmate de golfdrijving sterker wordt en de opwaartse stroom toeneemt, de periode van de oscillatie stap voor stap verkort van ongeveer twee jaar naar één jaar, vervolgens ruwweg een half jaar, totdat de klassieke trage cyclus niet langer duidelijk is.

Verschillende toekomsten bij hoge en lage emissies

Om te testen of dit door kooldioxide zelf wordt veroorzaakt of door de opwarming die het veroorzaakt, voeren de auteurs gerichte experimenten uit waarin ze CO₂-niveaus en zee-oppervlaktetemperaturen afzonderlijk aanpassen. De resultaten wijzen op oceaanopwarming als hoofdoorzaak: de oscillatie verdwijnt ook wanneer de oceanen worden opgewarmd zoals in een wereld met zes keer zoveel CO₂, zelfs als de CO₂ in de lucht op pre-industriële niveaus wordt gehouden. In scherp contrast laten modellen onder een laag-emissiescenario dat de opwarming onder ongeveer 2 °C houdt geen langetermijnverzwakking of verlies van de oscillatie zien. In die mildere toekomst blijft de stratosferische windklok veelal tikken zoals vandaag.

Rimpels die tot het dagelijks weer reiken

Aangezien dit hooggelegen windpatroon weersystemen lager in de atmosfeer beïnvloedt, heeft het verdwijnen ervan gevolgen voor de voorspelbaarheid. De auteurs onderzoeken hoe het bekende twee- tot driejarige signaal zichtbaar is in de winden van de jetstream op beide halfronden. Wanneer de oscillatie sterk is, steekt dat signaal duidelijk af tegen de achtergrond“ruis”, waardoor voorspellers een steviger instrument hebben om te anticiperen op verschuivingen van de subtropische jets. Naarmate de oscillatie verzwakt en verdwijnt in de hoge-emissiesimulaties, vervaagt dit signaal in de troposfeer ook en neemt de sterkte ervan ten opzichte van de ruis af. Zorgvuldig opgezette experimenten die modelwerelden met en zonder de oscillatie vergelijken bevestigen de conclusie: zonder dit stratosferische ritme worden meerjarige schommelingen in belangrijke windbanden zwakker en lastiger te voorspellen.

Wat een verdwijnende windklok voor ons betekent

Eenvoudig gezegd suggereert de studie dat, als de uitstoot van broeikasgassen zeer hoog blijft, een langlevend “metronoom” van het klimaatsysteem ergens tussen het einde van de 21e en de 23e eeuw stil kan vallen. Het verlies zou geen onmiddellijke catastrofe veroorzaken, maar het zou een van de instrumenten die wetenschappers gebruiken om het weer en klimaat een paar jaar vooruit te voorspellen aantasten — inclusief het gedrag van jetstreams die stormen, hittegolven en droogte beïnvloeden. Bij krachtig klimaatactie die de opwarming beperkt, lijkt deze verborgen windklok waarschijnlijk te overleven. De bevindingen voegen daarom een minder voor de hand ligende kostenpost toe aan ongeremde opwarming: niet alleen meer extreme gebeurtenissen, maar ook een toekomst waarin ons vermogen om ze te voorzien zwakker wordt.

Bronvermelding: Luo, F., Xie, F., Zhou, T. et al. The disappearing quasi-biennial oscillation under sustained global warming. Nat Commun 17, 2138 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68922-2

Trefwoorden: quasi-biennale oscillatie, stratosferische winden, klimaatvoorspelbaarheid, opwarming van de aarde, jetstream