Omdat een plaatje meer zegt dan duizend woorden: 10 plaatjes die duidelijk maken wat we weten over de klimaatverandering

1. Het broeikaseffect

Het eerste plaatje is een klassieker. Ik heb het toegevoegd omdat ik vaak hoor beweren dat de klimaatwetenschap ongelofelijk ingewikkeld is, en dat we daarom geen voorspellingen zouden kunnen doen over het klimaat.

Is het echt zo ingewikkeld ? Ja en nee.

Zet een glas water met ijsblokjes in de zon. Het is tegelijk heel gemakkelijk en heel moeilijk om te voorspellen wat er gebeurt. Gemakkelijk: de ijsblokjes zullen smelten en het water zal opwarmen. Moeilijk: Hoe verlopen de temperatuursgradiënten en de convectiestromen in het glas ?

 De zonnestraling warmt de aarde op, en hierdoor gaat de aarde zelf warmte uitstralen naar de ruimte. Bij een bepaalde temperatuur wordt de uitgaande straling even groot als de binnenkomende straling, en krijg je een thermisch evenwicht: de temperatuur op aarde blijft dan konstant.

Door het broeikaseffect schuift dit thermisch evenwicht op. Broeikasgassen in de atmosfeer laten het zichtbare licht van de zon door, maar ze houden de warmtestraling van de aarde gedeeltelijk tegen, en deze warmtestraling wordt terug naar het aardoppervlak gekaatst. Daarom is de gemiddelde temperatuur op aarde +15°C in plaats van -18°C. Het broeikaseffect maakt het leven op aarde mogelijk. Dit is simpel genoeg, en al meer dan een eeuw bekend aan de wetenschap.

Het ingewikkeldste klimaatmodel daarentegen houdt rekening met alle wetten van de natuurkunde en de thermodynamica, en modelleert de hele aarde in 4 dimensies. Dit model heb je nodig om te voorspellen hoe het lokale klimaat beïnvloed wordt (temperatuur, neerslag, orkanen etc.)

2. Het broeikaseffect in werking

 Het broeikaseffect is niet zomaar een theoretisch modelletje, het wordt ook waargenomen in de atmosfeer.  De onderstaande grafiek toont de gemeten straling in de atmosfeer. Je ziet dat de zonnestraling(in het rood) grotendeels ongehinderd de aarde kan bereiken, maar dat de aardestraling (in het blauw) voor een groot deel door de broeikasgassen in de atmosfeer wordt tegengehouden.

 Onder de grafiek staat afgebeeld welke gassen verantwoordelijk zijn voor de absorptie. Zo houdt de ozonlaag de schadelijke UV stralen van de zon tegen. CO2, waterdamp, methaan (CH4) en stikstofoxide (N2O) zijn de belangrijkste broeikasgassen.

3. Het broeikaseffect in het verleden

Door de luchtbellen te analyseren in gletsjerijs van honderdduizenden jaren oud kan men een beeld krijgen van het klimaat in het verleden. Deze grafiek is gebaseerd op ijskernen genomen in Antarctica (Vostok). Het geeft de geschatte temperatuur en CO2 concentratie gaande van nu tot 420 000 jaar geleden.

Je ziet de grote ijstijden die om de 100 000 jaar voorkomen en de warmere periodes, de zgn. interglacialen (we bevinden ons nu in een interglaciale periode) De grafiek toont een sterke correlatie tussen CO2 concentratie en temperatuur.

4. Is de huidige CO2 concentratie abnormaal hoog ?

Onderstaande grafiek geeft een schatting van de CO2 concentratie, gebaseerd op ijskerndata, van 800 000 jaar geleden tot nu. De piek aan de rechterkant is geen artifact. Gedurende waarschijnlijk miljoenen jaren lag de CO2 concentratie steeds tussen de 180 en de 300 ppm. Nu hebben we de 400 ppm overschreden. We hebben atmosferische condities gecreëerd die zich niet meer hebben voorgedaan sinds het ontstaan van de mensheid.

5. Is de zon een mogelijke oorzaak van de huidige klimaatverandering ?

Klimaatskeptici beweren dat de zon de belangrijkste klimaatforcing is. En ze hebben gelijk! Maar de zon is niet de oorzaak van de huidige opwarming. Onderstaande grafiek toont de zonneactiviteit tegenover de temperatuursmetingen van het begin van de metingen tot nu. De overeenkomst tussen temperatuur en zonneactiviteit was goed, tot ongeveer de jaren 70. Sindsdien is de zonneactiviteit gelijk gebleven, zelfs enigszins gedaald, terwijl de temperaturen zijn blijven stijgen.

6. De vingerafdruk van een opwarming door broeikasgassen

De manier waarop de aarde opwarmt geeft ook aanwijzingen over de oorzaak van de opwarming.

Een klimaatopwarming door sterkere zonneactiviteit heeft bijvoorbeeld andere gevolgen dan een opwarming door broeikasgassen. Dit zijn enkele “vingerafdrukken” waaraan men een opwarming door broeikasgassen herkent:

• Nachten warmen sterker op dan dagen. Als de zon de oorzaak was zouden net de dagen sterker opwarmen
• Winters warmen sterker op dan zomers. Als de zon de oorzaak was zouden de zomers meer opwarmen
• De onderste laag van de atmosfeer (de troposfeer) warmt op, maar de laag erboven (de stratosfeer) koelt zelfs af, omdat de broeikasgassen meer warmte in de onderste laag vasthouden. Als de zon de oorzaak was zouden beide lagen opwarmen.

7. De invloed van andere broeikasgassen

Waarom focussen klimaatwetenschappers zo op CO2, terwijl er veel sterkere broeikasgassen zijn ?

Het antwoord: klimaatwetenschappers houden wel degelijk rekening met andere broeikasgassen. Maar hoewel er sterkere broeikasgassen zijn, blijft CO2 veel langer in de atmosfeer hangen, wel honderden jaren, en daarom is het toch het belangrijkste gas om rekening mee te houden.

De klimaatmodellen houden rekening met alle broeikasgassen (en trouwens ook met alle andere forcings). In bovenstaande grafiek, afkomstig uit het vijfde IPCC assessment report, zie je de bijdrage (opwarmend of afkoelend) van verschillende “forcings”. Het blijkt dat bijvoorbeeld de opwarmende invloed van methaan zeker niet onderschat mag worden.

In die context moet het verhaaltje van aardgas als overbruggingstechnologie ook met veel argwaan bekeken worden. Bij het winnen van aardgas door fracking komt er namelijk zeer veel methaan in de atmosfeer terecht (in de VS is sinds de fracking boom de uitstoot van methaan met 30% gestegen), en omdat methaan zeker op korte termijn een veel sterker broeikasgas is dan CO2 dreigt het elk positief effect van het vervangen van steenkool door aardgas ongedaan te maken.

8. De gemeten temperatuursstijging

Geen uitleg bij nodig. De globale temperatuur is reeds met 1°C gestegen sinds het begin van de metingen. Zelfs indien alle landen zich aan hun klimaatbeloften houden zal de temperatuur in 2100 naar schatting met 3°C gestegen zijn.

9. De totale warmte-absorptie van de aarde

Klimaatverandering betekent niet enkel dat de temperaturen stijgen. De aarde verkeert in een energie-inbalans, en accumuleert dus warmte. Zoals deze grafiek toont wordt 90% van de extra warmte door de oceanen geabsorbeerd. Slechts een klein gedeelte warmt effectief het land op. Maar het is onzeker wat deze warmte in de oceanen zal doen.

10. Hoe groot is de wetenschappelijke consensus ?

In klimaatdebatten op televisie verkiest men vaak – vanuit de wens om toch vooral neutraal te zijn – om ook een zogenaamde “klimaatskepticus” uit te nodigen, zodat de mensen de verkeerde indruk krijgen dat wetenschappers ongeveer 50-50 verdeeld zijn over het onderwerp klimaatverandering.

Echter, 97% van de klimaatexperts is het erover eens dat de aarde opwarmt en dat de mens verantwoordelijk is. Dit is gebleken uit verschillende onafhankelijke studies. In het wetenschappelijke debat bestaat hierover feitelijk geen onenigheid meer. De discussies gaan nu meer over hoe erg het precies wordt, wat de lokale gevolgen gaan zijn en wat we eraan kunnen doen.

Kortom, er zijn zeker nog raadsels op te lossen omtrent de klimaatwetenschap, we weten nog niet alles, maar we weten meer dan genoeg om in te grijpen.

===============================================================

Bronnen:

1 https://www.koshland-science-museum.org/explore-the-science/earth-lab/processes

2 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmospheric_Transmission.png

3 Historical Carbon Dioxide Record from the Vostok Ice Core http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/vostok.html

Historical Isotopic Temperature Record from the Vostok Ice Core http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/temp/vostok/jouz_tem.htm

4 https://www.co2.earth/daily-co2

5 https://skepticalscience.com/Solar_temp_update.html

6 https://www.skepticalscience.com/How-we-know-were-causing-global-warming-in-single-graphic.html

7 http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_Chapter08_FINAL.pdf

8 https://data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs/

9 https://skepticalscience.com/graphics.php?g=65

10 https://skepticalscience.com/graphics.php?g=1

=========================================================

De burgerbeweging de “Citizens’ Climate Lobby” pleit voor een meer ambitieus klimaatbeleid. Nieuwe vrijwilligers zijn steeds welkom. Zie onze website voor meer informatie.

België: https://brigittevangerven.wixsite.com/cclbelgium

USA: https://citizensclimatelobby.org/