Met KoKlimaat
op wereldreis
Met KoKlimaat
op tijdreis
Met Ko Klimaatnaar de Klimaatprofessor
het klimaat
Broeikasgassen
De zorgen over de opwarming van de Aarde gaan over de broeikasgassen. De broeikasgassen komen van nature voor in de atmosfeer.
Broeikasgassen
Rond de Aarde zit een laag lucht die we atmosfeer of dampkring noemen. Deze atmosfeer is een soort dekentje. Hierdoor koelt de Aarde minder snel af. Volgens de broeikastheorie isoleert de deken beter als er meer broeikasgassen in de lucht zitten.
Waterdamp is het sterkste broeikasgas
Vraag 10 mensen wat het belangrijkste broeikasgas is en tenminste 9 zullen CO2 antwoorden. Dat is fout. Het belangrijkste broeikasgas is waterdamp (H2O). Ongeveer 2% van de lucht bestaat uit waterdamp. Andere belangrijke broeikasgassen zijn methaan, ozon, koolstofdioxide, lachgas en fluorgassen. Hun aandeel in de atmosfeer is ongeveer 0,04%.
Wanneer water verdampt komt het als waterdamp in de lucht. Wanneer de lucht afkoelt, condenseert de waterdamp tot wolken. Wolken bestaan uit kleine druppeltjes water of ijs. Wolken kan je zien, maar waterdamp is onzichtbaar. Waterdamp is dus niet hetzelfde als wolken.
Water is in de vorm van waterdamp (70%) en waterdruppels (20%) voor ongeveer 90% verantwoordelijk voor het totale broeikaseffect.
De belangrijkste broeikasgassen zijn waterdamp, koolstofdioxide, methaan lachgas en ozon. Waterdamp is met 90% de belangrijkste.De invloed van de mens
Veel klimaatwetenschappers die waarschuwen dat de Aarde opwarmt zeggen het volgende.
Van de totale hoeveelheid CO2 die jaarlijks in de atmosfeer komt is 3,4% afkomstig van de mens. Ongeveer de helft hiervan verdwijnt in de zee of wordt opgenomen door de natuur.
Als we even water buiten beschouwing laten is van alle broeikasgassen die sinds de Industriële Revolutie (sinds 1850) in de lucht zijn gekomen ongeveer een kwart afkomstig van de activiteiten van de mens.
Bij een menselijk aandeel van 25% van de totale opgehoopte hoeveelheid broeikasgassen (zonder water) betekent dit dat de mens verantwoordelijk is voor 0,25 x 0,1 = 2,5% van de totale hoeveelheid broeikasgassen (met water).
Maar dat betekent echter niet dat de mens verantwoordelijk is voor 2,5% van het totale broeikaseffect. De reden hiervoor is dat waterdamp ook warmtestraling opneemt. In de atmosfeer is niet te bepalen welk broeikasgas de warmtestraling opneemt. De werkelijke invloed van de mens is hierom kleiner dan 2,5%.
Om over na te denken
Het broeikaseffect wordt dus maximaal voor 2,5% veroorzaakt door de mens. Wat zou dit betekenen voor de invloed die de mens kan hebben op klimaatverandering door vermindering van de uitstoot van CO2? (Er van uitgaande dat CO2 de temperatuur beïnvloedt)
De broeikasgassen is een luchtig onderwerp.
Als we water al niet goed begrijpen…
CO2 is eigenlijk een zwak broeikasgas. Methaan is 28 keer sterker, lachgas is 265 keer sterker, en waterdamp is veruit het belangrijkste broeikasgas in de atmosfeer.
Waterdamp is het belangrijkste broeikasgas in de atmosfeer. Er is 50 keer meer waterdamp aanwezig in de lucht dan CO2. In het broeikaseffect is waterdamp ook nog tien keer krachtiger dan CO2.
Waterdamp condenseert tot wolken en wolken hebben juist weer een afkoelend effect. Hierdoor wordt de werking van waterdamp in het broeikaseffect heel ingewikkeld.
Toch speelt het zwakke broeikasgas CO2 de hoofdrol in het klimaatdebat. Sinds de 19de eeuw vermoeden wetenschappers dat de hoeveelheid CO2 een soort thermostaat is van de Aarde. Hoe meer CO2, hoe warmer.
Maar in de eerste plaats zouden we naar de invloed van waterdamp moeten kijken. Het probleem is dat we het gemiddelde broeikaseffect van waterdamp niet nauwkeurig kunnen berekenen. We kunnen geen proeven doen in de atmosfeer. De invloed van het allerbelangrijkste broeikasgas kunnen we niet goed bepalen. Je kan dan eigenlijk ook geen harde uitspraken doen over CO2.
De invloed CO2 op het broeikaseffect is onzeker
Niemand weet precies hoe sterk het broeikaseffect van de broeikasgassen is. Sommige mensen zeggen dat we daarom maar het zekere voor het onzekere moeten nemen. We moeten zo snel mogelijk stoppen met het verbranden van steenkool, olie en gas.
Maar het is nooit aangetoond dat de stijging van de CO2-concentratie inderdaad een merkbare invloed heeft op de temperatuur. Veel onderzoeken naar de temperatuur in het verleden wijzen uit dat CO2 eerder het gevolg dan de oorzaak is geweest van opwarming of afkoeling.
Het broeikaseffect van CO2 is een theorie en dat is niet hetzelfde als de werkelijkheid. Wetenschappers hebben niet kunnen bewijzen dat CO2 de temperatuur op Aarde bepaalt. Er zijn wél veel onderzoeken waaruit juist het tegenovergestelde blijkt. De temperatuur bepaalt de hoeveelheid CO2.
De broeikasgassen is een luchtig onderwerp.
CO2 is een zwak broeikasgas
CO2 is een broeikasgas. Maar wetenschappers weten niet hoe sterk CO2 de temperatuur beïnvloedt. Veel onderzoek wijst zelfs uit dat CO2 de temperatuur zelfs helemaal niet beïnvloedt. Hier denkt men dus verschillend over.
Als de temperatuur verandert, gebeuren er vaak ook andere dingen. Sneeuw kan gaan smelten, planten kunnen harder groeien, of oceanen kunnen meer CO2 afgeven. Deze gevolgen noemt men ook wel terugkoppelingen.
Dit kan twee kanten op gaan.
De pessimisten denken dat een opwarming wordt versterkt. De drie belangrijkste terugkoppelingen zijn waterdamp, de hoeveelheid sneeuw en ijs, en wolken.
- Een warmere atmosfeer kan meer waterdamp bevatten en waterdamp is zelf ook een krachtig broeikasgas. Dit effect wordt ongeveer even groot ingeschat als dat van CO2 zelf.
- De opwarming kan tot gevolg hebben dat er meer sneeuw en zee-ijs smelt. Sneeuw en ijs reflecteren zonlicht. Als het aardoppervlak door het smelten donkerder kleurt warmt het extra op.
- De meeste onduidelijkheid is er over de terugkoppeling als gevolg van wolken. Het blijkt zeer lastig te zijn om de vorming en locatie van wolken te voorspellen.
De wetenschappers van het IPCC denken dat door deze versterkingen, de temperatuur in deze eeuw tussen 1,5 °C en 4,5 °C zal stijgen. Dat is gemiddeld 3 graden. Dat is 1,5 graad boven de doelstelling van het Klimaatakkoord van Parijs .
De optimisten denken dat een opwarming juist wordt afgeremd door andere processen in het klimaatsysteem. Als het bijvoorbeeld warmer wordt, verdampt er meer water en ontstaan er meer wolken. En wolken hebben een verkoelend effect. Dit remt de opwarming en zorgt voor meer neerslag.
Volgens de optimistische wetenschappers zal de temperatuur deze eeuw stijgen met ongeveer 0,8 °C ten opzichte van nu. Dat valt binnen de doelstellingen van het Klimaatakkoord van Parijs. Dat is geruststellend.
De terugkoppelingen zijn heel moeilijk te bepalen. De pessimisten zeggen dat het fout gaat, en de optimisten zeggen dat het wel meevalt.
Klimaatgevoeligheid
De pessimisten nemen aan dat CO2 de temperatuur beïnvloedt. Dit klopt niet met veel onderzoek dat uitwijst dat CO2 de temperatuur helemaal niet beïnvloedt. Maar stel dat de pessimisten toch gelijk hebben. Dan is belangrijk om te weten hoe sterk CO2 de Aarde opwarmt. Hoeveel stijgt de temperatuur als de hoeveelheid CO2 verdubbelt. Dit getal noemt men de klimaatgevoeligheid.
Naar verwachting zal de CO2 tussen 1850 en 2100 ongeveer verdubbelen.
Volgens proefjes in laboratoriums is de klimaatgevoeligheid 1,2 °C. Dit is weinig. Maar de atmosfeer is niet hetzelfde als een laboratorium.
Het is eenvoudig om een schatting te maken van de klimaatgevoeligheid op basis van de beschikbare waarnemingen van de temperatuur en de CO2-concentratie. Sinds 1850 is de CO2concentratie gestegen van ongeveer 50% gestegen. In diezelfde periode is de temperatuur met 1 °C gestegen. Als je aanneemt dat alle opwarming in die periode veroorzaakt is door CO2, leidt een verdubbeling van de concentratie (van 280 naar 560 ppm) tot een opwarming van 1,8 °C.
De wetenschappers Lewis en Curry hebben deze grove schatting nauwkeuriger onderzocht[1]. Zij vonden een klimaatgevoeligheid van 1,64 °C. In 2018 is het onderzoek bevestigd[2] met meer gegevens en analyses. Lewis en Curry namen in hun onderzoek daarbij aan dat alle opwarming sinds 1850 door broeikasgassen is veroorzaakt. Het is zeer aannemelijk dat er ook andere factoren hebben bijgedragen aan de opwarming sinds 1850 (zoals bijvoorbeeld de zon). Dat betekent dat de werkelijke invloed van broeikasgassen lager zou zijn dan 1,64 °C.
De wetenschappers van het IPCC denken dat door de terugkoppelingen de klimaatgevoeligheid 3,4 °C is. Maar hun aannames zijn niet gebaseerd op metingen.
De onderzoekers Lewis en Curry vonden een klimaatgevoeligheid van 1,64 °C. Dit is veel lager dan de 3,4 °C van het IPCC.De getallen van de klimaatgevoeligheid zijn nog geen bewijs dat CO2 ook echt de oorzaak is van de opwarming.
1 onderzoek klimaatgevoeligheid
2 onderzoek klimaatgevoeligheid
De broeikasgassen is een luchtig onderwerp.