Bij de klimaattop van Parijs in 2015 hebben de deelnemende landen de ambitie uitgesproken om de opwarming van de aarde tot twee graden te beperken en liefst zelfs tot onder de anderhalve graad. Het IPCC is toen gevraagd om in kaart te brengen wat die anderhalve graad voor de wereld zou betekenen en ook hoe het mogelijk zou zijn om dat doel te bereiken. Werk aan de winkel voor de wetenschappers: Maar liefst 91 auteurs uit 40 landen hebben nu een rapport geproduceerd dat maandag 8 oktober 2018 is uitgebracht. Het is het 15e speciale rapport van het IPCC dus het volledige rapport met de titel “Global Warming of 1.5 °C” kun je vinden onder “SR15”: http://www.ipcc.ch/report/sr15/
Hieronder een kleine samenvatting die zeker niet compleet zal zijn. Meer relevante info is onder meer te vinden op Real Climate en heel uitgebreid bij CarbonBrief.
De opwarming van de aarde wordt weergegeven ten opzichte van het pre-industriële tijdperk. Als referentieperiode voor pre-industrieel is men in het IPCC-rapport uitgegaan van de periode 1850-1900. Inmiddels zitten we op circa een graad Celsius temperatuurstijging, zoals weergegeven is in de grafiek hieronder. De dikke oranje lijn geeft de gecombineerde opwarming veroorzaakt door mensen en natuurlijke factoren weer en de gele band alleen de door mensen geïnduceerde temperatuursverandering. Het IPCC volgt hier de methode die geleid heeft tot de Global Warming Index. De blauwe lijnen geven modelprojecties weer.
De roze band in de grafiek is de temperatuurrange van het Holoceen, ongeveer de afgelopen 14000 jaar, en het tijdperk waarin de mensheid zijn huidige beschaving heeft opgebouwd. Duidelijk is dat we het klimaat van het Holoceen achter ons zullen laten. Als we vanaf 2020 per direct alle menselijke emissies, zowel de broeikasgassen (opwarmend) als de aerosolen (afkoelend), terugbrengen tot nul, zal de opwarming beperkt blijven tot minder dan 1,5 °C. Uitgaande van de huidige opwarmingssnelheid zal de 1,5 °C grens ergens rond 2040 bereikt worden.
De huidige opwarming voltrekt zich in een heel hoog tempo, vele malen sneller dan de overgang van de laatste ijstijd naar het Holoceen, en dat heeft natuurlijk consequenties. Een aantal daarvan zijn nu al duidelijk, zoals de stijging van de zeespiegel en een toename in frequentie en duur van hoge zeetemperaturen (marine heatwaves). Er zijn ook al aanwijzingen voor een toename in frequentie en intensiteit van extreme regenval alsook een toename van het risico op droogte rond het Middellandse Zeegebied.
Het beperken van de opwarming tot 1,5 °C in plaats van 2 °C verlaagt uiteraard de risico’s en de impact van de opwarming. De risico’s verschillen bijvoorbeeld in de volgende opzichten:
- Toename van de temperatuur van extreem hete dagen bij gematigde breedtegraden.
- Risico’s van perioden met extreme regenval, zoals de fractie van land dat geraakt kan worden door overstromingen.
- Extreme regenval door tropische cyclonen.
- De toename van de zeespiegelstijging, deze is in 2100 circa 10 cm minder bij een opwarming van 1,5 °C dan bij een opwarming van 2 °C. Dit betekent dan dat 10 miljoen mensen minder blootgesteld zullen worden aan de risico’s die de zeespiegelstijging met zich mee brengt.
- De grote ijskappen op Antarctica en Groenland worden mogelijk instabiel ergens bij een opwarming tussen 1,5 °C en 2 °C. Dat kan uiteindelijk leiden tot meerdere meters aan zeespiegelstijging die honderden tot duizenden jaren aanhoudt.
- De afname van de biodiversiteit.
- De hoeveelheid gebied op het land waar ecosystemen zullen veranderen, bij 1,5 °C opwarming is dat circa 4% van het landoppervlak en bij 2 °C is dat 13%.
- Het ontdooien van de permafrost.
- Toename van de oceaanverzuring en afname van het zuurstofgehalte in de oceanen.
- De kans op een ijsvrije Arctische Oceaan in de zomer.
- Het voortbestaan van koraalriffen, bij 2 °C opwarming zullen de meeste koraalriffen (>99%) verdwijnen.
- Gezondheidsrisico’s, voedselveiligheid, beschikbaarheid van water en de economische groei.
Het is geen lijst om vrolijk van te worden. Onderstaande twee illustraties visualiseren de diverse risico’s en impacts. De risico’s voor warm-water koralen, het Arctische gebied en de overstroming van kustgebieden zijn het grootst.
Een fraai overzicht van de verschillen in impacts van 1,5 °C en 2 °C is te vinden op CarbonBrief:
“The impacts of climate change at 1.5C, 2C and beyond”.
Gezien het gegeven dat onze uitstoot van broeikasgassen tot opwarming leidt, zullen we deze uitstoot moeten beperken om onder de 1,5 graden opwarming te blijven. Niet zo’n klein beetje ook en rap. De totale CO2-emissies door het gebruik van fossiele brandstoffen, cementproductie en verandering in landgebruik, bedroegen in 2017 iets meer dan 40 gigaton. Om onder die 1,5 °C opwarming te blijven moeten de menselijke CO2-emissies rond 2050 op nul uitkomen en de emissies van andere broeikasgassen (vooral methaan) moeten eveneens drastisch omlaag. In de figuur hieronder zijn enkele van dergelijke emissie-scenario’s weergegeven.
De opwarming is direct gerelateerd aan de totale hoeveelheid CO2 die wij mensen sinds de industriële revolutie in de atmosfeer hebben gebracht. Eind 2017 was onze totale CO2-uitstoot opgelopen tot circa 2220 gigaton. De hoeveelheid CO2 die we als mensheid nog kunnen emitteren om onder een bepaalde temperatuurwaarde qua opwarming te blijven noemt men het koolstofbudget. Afhankelijk van de rekenmethode kunnen we nog zo’n 420 – 570 gigaton CO2 uitstoten om (met een 66% kans) onder de 1,5 °C te blijven. In het huidige tempo hebben we dat koolstofbudget in zo’n 10-15 jaar helemaal opgesoupeerd. Het IPCC concludeert dan ook dat er zeer snelle en verregaande transities in de energie, land, stad en infrastructuur en industriële systemen nodig zijn om de opwarming te beperken tot 1,5 °C. Daarnaast gaan alle scenario’s uit van CO2-verwijdering (CDR), in een orde van zo’n 100 tot 1000 gigaton. Een uitdaging op zich. Het IPCC berekent op basis van de intenties die de diverse landen voor het Parijs akkoord hebben ingebracht, zullen leiden tot een CO2-uitstoot van 52-58 gigaton per jaar rond 2030. De mooie woorden van politici in Parijs hebben vooralsnog niet tot de vereiste daden geleid.
Er is een apart hoofdstuk gewijd aan duurzame ontwikkeling, uitroeiing van armoede en vermindering van ongelijkheden, daarnaast is er nog een groot hoofdstuk gewijd aan transities van systemen en de mitigatie- en adaptatie-opties. Een van de twee coördinerende hoofdauteurs van dit laatste hoofdstuk is klimaatwetenschapper Heleen de Coninck. Een mooi interview met haar stond onlangs in de NRC, ze zegt daarin het volgende:
Inderdaad, wij ook.
Heleen zegt aan het einde van het interview:
Laten we het hopen.
Klimaatverandering 
Als we de CO2 emissies in 2050 op nul willen krijgen dan mogen we daar nu al mee beginnen en dan niet alleen in Nederland maar in alle landen. En dat is nu juist het probleem met alle pogingen tot nu. Landen als China hoeven helemaal niets te reduceren. Ze kunnen gewoon door gaan met kolencentrales te bouwen. Daar kunnen die paar windmolens die wij in ons land plaatsen niet tegenop. Hier is een nieuw, beter en eerlijker akkoord nodig dan wat in Parijs is afgesproken. Geen uitzonderingspositie meer voor ontwikkelingslanden. Iedereen dient aan de renewables.
LikeLike
Pingback: Speciaal rapport IPCC – Klimaat || Wijs
Dag Jos,
Het is inderdaad een zeer groot en aangrijpend probleem.
Zou bij het lijstje van de negatieve gevolgen ook nog uitdroging als belangrijke factor moeten staan? Dit zou dan vooral in veel gebieden in de tropen en subtropen het geval zijn. Vermoedelijk is dat dus en zeer groot probleem voor veel arme landen.
Je schrijft: “Als we vanaf 2020 per direct alle menselijke emissies, zowel de broeikasgassen (opwarmend) als de aerosolen (afkoelend), terugbrengen tot nul, zal de opwarming beperkt blijven tot minder dan 1,5 °C”. Ik dacht echter dat ook na stoppen van de emissies van CO2, methaan ea de opwarming nog een (aanzienlijke) tijd doorgaat, na-ijlt, omdat de temperatuur, die past bij een bepaalde concentratie van broeikasgassen pas langzamerhand bereikt wordt.
LikeLike
Beste Raymond,
“Landen als China hoeven helemaal niets te reduceren. Ze kunnen gewoon door gaan met kolencentrales te bouwen.”
Dat is onjuist. China heeft zich verplicht in hun Nationally Determined Contribution in Parijs:
Het plan van China komt erop neer dat uiterlijk in 2030 hun emissies zouden moeten ‘pieken’ terwijl hun ‘carbon intensity’ (de CO2-emissies per eenheid GDP) dan met 60% tot 65% omlaag gebracht moet zijn. Dat laatste vergt een grootschalige uitrol van windenergie, zonne-energie en nucleair voor 2030.
Lees dit artikel:
http://theconversation.com/chinas-plan-to-increase-coal-power-by-20-is-not-the-climate-disaster-it-seems-68908
Veel van de geplande ‘nieuwe’ kolencentrales vervangen zeer inefficiënte en oude kolencentrales, die dan uitgefaseerd worden. Het neemt niet weg dat dit niet ‘genoeg’ is, maar ook de NDC (toezeggingen) van de EU zijn niet ‘genoeg’ om de opwarming tot +1,5 °C te beperken. Overigens kunnen/moeten de NDCs elke 5 jaar aangepast worden (eerstvolgende gelegenheid 2019).
LikeLike
Willem,
Er is een onderscheid tussen de opwarming die je zou verwachten als de huidige concentraties constant zouden blijven (van zowel broeikasgasssen als aerosolen) vs als de emissies van die stoffen per direct tot nul zou worden teruggebracht.
In het eerste geval is er inderdaad sprake van een substantiele ‘warming in the pipeline”, zo rond de halve graad Celsius.
In het tweede geval (waar het citaart over gaat) is het complexer: de concentraties zullen afnemen, van de aerosolen heel snel, van de broeikasgassen langzamer. Dan krijg je dus eerste even een substantiele opwarming door de plotseling wegvallende afkoeling vd reflecterende aerosolen, en daarna gestage afkoeling door de afnemende broeikasgasconcentraties.
Voor CO2 geldt dat het netto zeer lang in de atmosfeer verblijft, en de emissies moeten met meer dan ~70% worden teruggebracht om de concentratie te doen dalen.
LikeLike
Ook bij figuur 1 krijg ik de indruk dat het tippingpoint ergens in 1975 is geweest. Het is een een heel opvallende knik die je in heel veel figuren terug ziet. Is er een verklaring waarom juist in dit jaar de opwarming van de Aarde lijkt te versnellen? Het is te opvallend om er niet bij stil te staan.
LikeLike
Hallo Raymond,
Ja, de verklaring daarvan kan je o.a. zien in deze figuur uit IPCC AR5:
(even aanklikken voor de grote versie)
Dit zijn géén temperaturen maar de forcering in Watt/m^2. Dit is wat er aan Watt per vierkante meter (extra) achterblijft in het klimaatsysteem als gevolg van zowel menselijke factoren (opwarmende broeikasgassen boven de x-as en afkoelende aërosolen onder de x-as) als natuurlijke factoren (vulkanisme, zonnesterkte).
Het doorgetrokken zwarte lijntje is de NETTO optelsom van alle factoren, terwijl het rode lijntje de optelsom is van alléén de menselijke factoren (‘anthropogenic’).
Aan de kortdurende hevige benedenwaartse pieken in het zwarte lijntje zie je het kortdurende effect op de stralingsbalans van grote vulkanische erupties.
Het zwarte en rode lijntje laten zien dat vooral sinds ca. 1970 de netto forcering sneller toeneemt. Oorzaak: de in grijs en groen aangegeven broeikasgassen waarvan de forcering (concentratie) sinds ca. 1970 in hoger tempo toe is gaan nemen. En de opwarming volgt die (netto) externe stralingsforcering op de voet — zoals o.a. Arrhenius in 1896 op basis van de theorie al voorspelde.
LikeLike
@Willem,
– Zou bij het lijstje van de negatieve gevolgen ook nog uitdroging als belangrijke factor moeten staan?
Het lijstje is inderdaad niet compleet, ik heb tijdens het lezen gisteren aantekeningen gemaakt en heb daarbij vast dingen over het hoofd gezien. Disclaimer: in de intro schrijf ik al dat deze samenvatting zeker niet compleet zal zijn 🙂
Hoofdstuk 3.3.4 gaat over “Drought and dryness”. In de executive summary van hoofdstuk 3 staat het volgende:
“Limiting global warming to 1.5°C is expected to substantially reduce the probability of drought and risks associated with water availability (i.e. water stress) in some regions (medium confidence). In particular, risks associated with increases in drought frequency and magnitude are substantially larger at 2°C than at 1.5°C in the Mediterranean region (including Southern Europe, Northern Africa, and the Near-East) and Southern Africa (medium confidence) {3.3.4, Box 3.1, Box 3.2}.”
Het statement over het per direct stoppen van alle emissies kun je vinden in de executive summary van hoofdstuk 1:
If all anthropogenic emissions (including aerosol-related) were reduced to zero immediately, any further warming beyond the 1°C already experienced would likely be less than 0.5°C over the next two to three decades (high confidence), and likely less than 0.5°C on a century timescale (medium confidence), due to the opposing effects of different climate processes and drivers.
In hoofdstuk 1.2.4 kun je er wat meer info over vinden. Zie hieronder enkele temperatuurcurves voor verschillende “stop”-scenario’s vanaf 2020 (fig 1.5 uit rapport).
LikeLike
Dag Jos en Bert
Bedankt voor de info. Als ik het goed begrijp laat de paarse curve van je grafiek zien dat er helemaal geen sprake is van een na-ijl effect na stoppen van de GHG emissies. Er zou dan dus toch geen opwarming “in de pipe line zitten” na het stoppen of verminderen van de GHG emissies. Het effect van de GHG’s op de temperatuur moet dus direct volledig tot uitdrukking komen. Het gaat natuurlijk om het effect na stoppen of verminderen van de GHG emissie. De invloed van de aerosol forcing is een andere factor, die je dan hierbij moet elimineren in het model. Het leek mij logisch dat er wel een na-ijl effect zou zijn, maar ik kan nu even niet meer vinden, of dat dat ook door literatuur bevestigd kan worden.
LikeLike
Jos en Bert,
Ter aanvulling: De paarse grafiek laat een daling zien van ruim 0,25 graad over de eerste decennia na de emissie stop. Dit moet dan veroorzaakt zijn door de snelle daling in de concentratie van GHG’s die snel verdwijnen uit de atmosfeer. Dit is dan vooral CH4 (hoewel daarbij ook weer CO2 ontstaat). Het CO2 verdwijnt helaas uiterst langzaam uit de atmosfeer en blijft dus de eerste decennia praktisch constant. Als er een na-ijl effect is zou de temperatuur dus niet zo snel kunnen dalen.
LikeLike
Willem,
Er is wel degelijk een na-ijl effect: Bij een constante *concentratie* zou de temperatuur nog ongeveer een halve graden verder oplopen. Dat is het na-ijl effect, of de opwarming “in the pipeline”. Het figuur dat Jos in z’n comment opnam gaat echter over modelsimulaties waarbij de emissies (van verschillende componenten) op nul worden gezet. Als je het bovenste panel van Fig 1.5 bekijkt in Hfst 1 dan zie je dat de temperatuur wel degelijk na-ijlt op de forcering.
Zie ook wat hier beschreven staat over de traagheid in het klimaatsysteem: https://klimaatverandering.wordpress.com/2016/10/14/traagheid-in-het-klimaatsysteem/
LikeLike
@Willem,
– “…laat de paarse curve van je grafiek zien dat er helemaal geen sprake is van een na-ijl effect na stoppen van de GHG emissies”
Nee, dat is een scenario waarbij alle GHG emissies per direct stoppen, maar waarbij er een constante aerosol forcering (negatief) aanwezig blijft.
De gele lijn is een scenario waarbij per direct alle menselijke emissies stoppen. Zoals Bart al aangeeft, kun je in het bovenste panel van 1.5 zien dat de forcering bij dat scenario meteen even zal stijgen (aerosolen vallen weg) om daarna langzaam te dalen (broeikasgasconcentraties dalen). De T hobbelt er achter aan, deze stijgt eerst even om daarna te dalen naar een waarde die uiteindelijk in 2100 circa 0,1 – 0,2 °C lager ligt dan in 2020.
LikeLike
Ok, Bart,
Bedankt, dat is dus wel erg belangrijk die diverse aspecten van de traagheid in het klimaatsysteem. Je stuk van 2016 is erg duidelijk, maar die grafieken 1,5 van hoofdstuk 1 rap IPCC 2018 blijven voor mij vaag voor wat betreft het na-ijlen. Maar het is dus wel een feit dat dit een factor van belang is, ook dat hierover en over de andere aspecten van de traagheid in het klimaat weinig duidelijke info voor leken te vinden is.
LikeLike
Daarom schreef ik dat stuk in 2016 inderdaad 😉 Het is een heel belangrijk, maar naar mijn mening onderbelicht aspect.
LikeLike
Beste Willem Schot,
Zoals Jos en Bart al aangeven is dit onjuist:
“Als ik het goed begrijp laat de paarse curve van je grafiek zien dat er helemaal geen sprake is van een na-ijl effect na stoppen van de GHG emissies. Er zou dan dus toch geen opwarming “in de pipe line zitten””
De paarse curve betreft een hypothetische situatie waar:
– alle broeikasgas-emissies plotseling naar nul gaan;
– maar alle uitstoot van aërosolen (SO2, NOx) wel gewoon door zou gaan, een ‘constant aerosol forcing’ gelijk aan nu.
Door de mens geproduceerde aërosolen zijn echter juist gevolg van het gebruik van fossiel (steen- en bruinkool, cokes, stookolie, diesel, benzine).
Het na-ijl effect zie je wel aan de gele curve. Daar zouden tegelijkertijd:
– alle broeikasgas-emissies stoppen;
– alle menselijke productie van aërosolen stoppen.
LikeLike
Centraal in IPCC’s risicoanalyse staat het plaatje met de gekleurde balkjes dat Jos toont in zijn blogstuk:
Echter, beseft dient te worden dat het wetenschappelijk fundament onder dit schema zwak is; het is voornamelijk gebaseerd op een ‘expert judgement’ van slechts een kleine groep – in elk geval niet de ‘duizenden wetenschappers’ die hier met enige regelmaat ten tonele worden gevoerd.
Wat de RFC’s aangaat, ligt de grens van ‘detectable’ gemiddeld bij de 1,0 Cᵒ die we sinds ‘pre-industrieel’ achter de kiezen hebben en zijn de effecten van climate change nauwelijks terug te vinden te midden van de wat IPCC benoemt als socio-economic drivers. Van de als meest kritiek gepresenteerde RFC 1- de ‘unique and threatend systems’ – is het immers alom bekend dat de achteruitgang van de biodiversiteit veroorzaakt wordt door verstedelijking, landbouw en vervuiling en niet/nauwelijks door climate change.
Het schema is derhalve een slecht vertrekpunt voor de risicoanalyse, helemaal als je ook nog een onderscheid wil maken tussen 1,5 en 2,0 Cᵒ opwarming.
Overigens: door de stellen dat de opwarming nu al 1,0 Cᵒ bedraagt t.o.v. pre-industrieel, wordt de suggestie gewekt dat die opwarming geheel veroorzaakt wordt door menselijke (industriële) activiteit. Inclusief de relatief snelle opwarming aan het begin van vorige eeuw (toen de Kleine IJstijd ten einde kwam).
LikeLike
Bert Amesz stelt:
“Van de als meest kritiek gepresenteerde RFC 1- de ‘unique and threatend systems’ – is het immers alom bekend dat de achteruitgang van de biodiversiteit veroorzaakt wordt door verstedelijking, landbouw en vervuiling en niet/nauwelijks door climate change.”
Bert, heb je überhaupt de legenda gelezen? Dat lijkt me namelijk niet, en anders heb je doelbewust een stropop gecreëerd.
Een directe quote:
“RFC1 Unique and threatened systems:ecological and human systems that have restricted geographic ranges constrained by climate related conditions and have high endemism or other distinctive properties. Examples include coral reefs, the Arctic and its indigenous people, mountain glaciers, and biodiversity hotspots.”
Ik laat je poging om de expert assessment te minimaliseren maar even liggen.
LikeLike
Dag Bob,
Ik had dus altijd al wel het idee dat er wel sprake is van een na-ijl effect.
Ik ben met je eens dat in de praktijk de uitstoot van aerosolen (stofdeeltjes) altijd vermindert als de de uitstoot van alle GHG’s wordt stopgezet of verminderd. In een model kan je echter wel een berekening maken voor stopzetten van alle GHG’s en constant houden van de aerosolen, de paarse curve. Als je de aerosolen ook stopzet, zoals bij de gele curve krijg je niet alleen de opwarming door het na-ijl effect te zien maar ook de opwarming door het stopzetten van de aerosolen, doordat de afkoelende werking van de aerosolen dan wegvalt. Als men de emissie van de aerosolen stopzet verdwijnen deze stofdeeltjes binnen enkele jaren uit de atmosfeer en dat geeft een snelle opwarming. De CO2 verdwijnt echter pas in de loop van duizenden jaren uit de atmosfeer. De afkoeling door stopzetten van de CO2 emissie gaat dus maar heel langzaam.
LikeLike
Bert,
De “Reasons for Concern” zijn een overzichtelijke, grafische weergave van een enorme hoeveelheid wetenschappelijk onderzoek. Jouw suggestie dat het voornamelijk expert judgement is lijkt me nogal kort door de bocht. Dat expert judgement is namelijk wel degelijk gebaseerd op werk van vele duizenden wetenschappers.
Verder lijkt je nog steeds wat moeite te hebben met de klimaatwetenschappelijke basis. Zo blijf je, ondanks dat we je daar al herhaaldelijk op hebben gewezen, bijzonder slordig omgaan met zaken die je zorgvuldig van elkaar zou moeten onderscheiden:
– de al bestaande gevolgen van klimaatverandering;
– de al (statistisch significant) detecteerbare gevolgen van klimaatverandering;
– de te verwachten gevolgen van 1,5°C of 2°C opwarming.
We hebben je er ook al meermaals op gewezen dat “herstel na de Kleine IJstijd” geen wetenschappelijke verklaring is, maar een cirkelredenering: het werd warmer omdat het daarvoor kouder was. Dat er op een bepaald moment in de 20e eeuw wat natuurlijke opwarming was, wil ook niet zeggen dat de oorzaak van die (tijdelijke) temperatuurstijging een deel van het temperatuurverschil tussen de pre-industriële periode en nu verklaart. Immers, om een temperatuurverschil op langere termijn te verklaren moet je naar de stralingsforcering kijken. Dit overbekende plaatje:
Alles wijst er op dat de mens wel degelijk de dominante factor is. En mocht je nu vinden dat er nog zo veel onzeker is, dan gaat die onzekerheid twee kanten op: het zou zowel over- als onderschatting van de menselijke invloed kunnen betekenen.
LikeLike
@Bert Amesz
– “…door de stellen dat de opwarming nu al 1,0 Cᵒ bedraagt t.o.v. pre-industrieel, wordt de suggestie gewekt dat die opwarming geheel veroorzaakt wordt door menselijke (industriële) activiteit”
Het IPCC schrijft daar het volgende over, meteen vooraan in de Executive Summary van hoofdstuk 1:
• “Human-induced warming reached approximately 1°C (±0.2°C likely range) above pre-industrial levels in 2017, increasing at 0.2°C (±0.1°C) per decade“
En in de tekst van hoofdstuk 1.2.1:
• ”Drawing on these multiple lines of evidence, human-induced warming is assessed to have reached 1.0°C in 2017, having increased by 0.13°C from the mid-point of 2006–2015, with a likely range of ±0.2°C (reduced from 5–95% to account for additional forcing and model uncertainty), increasing at 0.2°C (±0.1°C) per decade (estimates of human-induced warming given to 0.1°C precision only).”
Zie de oranje range in de eerste figuur van dit blogstuk.
De door mensen veroorzaakte opwarming bedraagt volgens het IPCC dus 1 °C.
LikeLike
Beste Willen Schot,
“… maar ook de opwarming door het stopzetten van de aerosolen, doordat de afkoelende werking van de aerosolen dan wegvalt.”
En dan zie je, bij de gele curve, het na-ijl effect van alleen de broeikasgassen (zonder de huidige afkoelende werking van antropogene aërosolen).
“Als men de emissie van de aerosolen stopzet verdwijnen deze stofdeeltjes binnen enkele jaren uit de atmosfeer en dat geeft een snelle opwarming.”
Nee, geen opwarming maar het wegvallen van een tijdelijke afkoeling door antropogene aërosolen. De gele curve toont dus:
1) het na-ijl effect;
2) plus na een aantal jaren het effect van de geleidelijke daling van de broeikasgas-concentraties;
in het hypothetische geval dat plotsklaps alle broeikasgas-emissies en alle aërosol-vormende emissies worden stopgezet.
LikeLike
Dag Bob,
Dit na-ijl effect, zoals jij het beschrijft, bestaat uit 2 componenten, maar de tweede component noem je niet :
1 Het wegvallen van de afkoeling door de aerosolen van de mens. Dit wegvallen is overigens wel iets wat het klimaat doet opwarmen en dus klimaatopwarming geeft.
2 De opwarming ten gevolge van het broeikas effect die nog niet volledig was geëffectueerd op het moment dat de emissie van CO2 stopt. De opwarming door de GHG’s is een langzaam proces. De CO2 is thans opgelopen tot 410 ppm, maar de temperatuur die daar bijhoort is thans nog niet bereikt en zal pas bereikt worden enige tijd na stoppen van de emissie. Hierdoor treedt een echte temperatuurstijging op, omdat de CO2 concentratie dan decennialang vrijwel constant blijft.
Dit is niet alleen een theoretisch verhaal over plotseling stopzetten, wat toch niet gebeurt. Nee, het gaat erom dat we nu in het klimaat naast de reëel geëffectueerde opwarming van ca 1 graad C ook nog een forse potentiële opwarming hebben, die er ooit ook uit zal komen.
LikeLike
Bart Strengers van het PBL was bij de IPCC meeting in Korea, waar de SPM werd besproken en uiteindelijk goedgekeurd. Hij beschrijft de belangrijkste inzichten en het proces dat er aan vooraf gaat in dit blog: http://www.pbl.nl/blogs/pbl-in-incheon-over-de-totstandkoming-van-het-ipcc-rapport
“Ten eerste laat het zien dat het technisch en economisch nog steeds mogelijk is binnen die 1,5 graden opwarming te blijven, mits we op korte termijn de mondiale uitstoot van broeikasgassen drastisch beperken
Ten tweede laat het zien dat er duidelijke verschillen zijn in de klimaatimpacts van 1,5 graden versus 2 graden opwarming.
Ten slotte laat het echter ook zien hoe enorm de opgave is om aan een 1,5 graden-doelstelling te voldoen, een inspanning die duidelijk niet in lijn is met de inspanningen die op dit moment door landen worden voorgesteld.”
Een ander inkijkje wordt gegeven door Leo Hickman van CarbonBrief, die ind eze twitter thread wat licht schijnt op de dubieuze rol die o.a. Saudi Arabie speelt in de onderhandelingen over de SPM: https://twitter.com/LeoHickman/status/1050384952930574337
LikeLike
Hallo Willem Schot,
“maar de tweede component noem je niet : …”
Jawel, die zijn onderdeel van mijn: “[als] alle broeikasgas-emissies stoppen;”
Volgens recente wetenschappelijke publicaties is er momenteel een stralingsoverschot (een forcering ofwel verstoring van de stralingsbalans) van ca. 0.9 W/m^2 nog niet verwerkt in de huidige temperaturen. Zie bijvoorbeeld Trenberth & Fasullo et al. 2016:
Klik om toegang te krijgen tot T-etal_jcli_16_EEI_OHC.pdf
Zij concluderen: “The EEI is estimated to be 0.9 +/- 0.3 W/m^2 for 2005–14.”
Dit stralingsoverschot moet nog verwerkt worden. Dat correspondeert met een opwarming ‘in de pijplijn’ van ongeveer 0.9 / 3.7 * 3 graden opwarming, uitgaande van een klimaatgevoeligheid van ca. 3 graden per verdubbeling van de CO2-concentratie. Dat is dus een achterstallige opwarming van ca. 0.9 / 3.7 * 3 = 0.7 graden.
Echter, dat (gemeten) huidige stralingsoverschot omvat ook het koelende effect van de antropogene aërosolen. Dat zou wegvallen in die hypothetische situatie en dan is het stralingsoverschot beduidend groter dan die 0.9 W/m^2 (hoeveel groter is behoorlijk onzeker).
M.a.w. de 0.7 graden nog ‘in de pijplijn’ is eerder een ondergrens.
LikeLike
Om het verhaal nog iets completer te maken:
Die 0.7 graden zouden we niet in één keer voor de kiezen krijgen, in de hypothetische situatie dat zowel alle menselijke broeikasgas-emissies als de uitstoot van aërosol-vormende stoffen plotsklaps zouden stoppen.
Immers, de ECS klimaatgevoeligheid geldt op tijdschalen van ca. 100 jaar. Parallel aan die opwarming ‘uit de pijplijn’ zouden dan de broeikasgas-concentraties in de dampkring geleidelijk gaan dalen, relatief snel v.w.b. methaan en relatief langzaam voor CO2. De uitkomst is dan ruwweg wat je in de gele curve ziet:
Let echter op de aanzienlijke onzekerheidsmarge die met een gele band staat aangegeven.
LikeLike
Ok Bob,
Tja als je alle factoren nagaat en je je vooral ook de gevolgen van de traagheid in de klimaatsystemen goed realiseert, blijkt dat er meer aan de hand is dan het op het eerste gezicht lijkt.
LikeLike
Hans, je zegt:
“Dat expert judgement is namelijk wel degelijk gebaseerd op werk van vele duizenden wetenschappers”
Ik ontken niet dat er talrijke wetenschappelijke studies bestaan op genoemde terreinen. Maar het ging mij om de vertaalslag ervan naar het gepresenteerde risicoschema met de gekleurde balkjes, de opwarmingsgrenzen en de definitie van de diverse risicoprofielen. In hoeverre heeft het team dat belast was met het maken van dit schema zich laten leiden door persoonlijke subjectieve oordelen (van bijvoorbeeld activistisch ingestelde teamleden)? Hoe verloopt de besluitvorming in het proces? Hoe wordt verantwoording afgelegd? M.i. belangrijke vragen, temeer daar het schema prominent aanwezig is in de SPM en een eigen leven gaat leiden.
LikeLike
Bert,
Mocht er wat aan te merken zijn op die “vertaalslag”, dan zullen daar de komende tijd ongetwijfeld de nodige artikelen over verschijnen in de wetenschappelijke literatuur. Zoals er de afgelopen jaren al het nodige is gepubliceerd over de “Reasons for Concern”. (Ik kom op 5.860 resultaten in Google Scholar, als zullen die waarschijnlijk niet allemaal even relevant zijn.) Het zijn dus geen schattingen die zomaar door een klein clubje wetenschappers uit de lucht zijn geplukt, zoals jij suggereert.
LikeLike
Bert,
De RFC’s staan in hst.3 van het recente IPCC-rapport, in figuur 3.20:
Klik om toegang te krijgen tot sr15_chapter3.pdf
Daarbij staat:
“updated and adapted from WGII AR5 Ch 19, Figure 19.4… The levels of risk illustrated reflect the judgements of the Ch 3 authors.”
De auteurs van hst.3 zijn:
Coordinating Lead Authors: Ove Hoegh-Guldberg (Australia), Daniela Jacob (Germany), Michael Taylor (Jamaica)
Lead Authors: Marco Bindi (Italy), Sally Brown (United Kingdom), Ines Camilloni (Argentina), Arona Diedhiou (Senegal), Riyanti Djalante (Indonesia), Kristie Ebi (United States of America), Francois Engelbrecht (South Africa), Joel Guiot (France), Yasuaki Hijioka (Japan), Shagun Mehrotra (United States of America/India), Antony Payne (United Kingdom), Sonia I. Seneviratne (Switzerland), Adelle Thomas (Bahamas), Rachel Warren (United Kingdom), Guangsheng Zhou (China)
Contributing Authors: Sharina Abdul Halim (Malaysia), Michelle Achlatis (Greece), Lisa V. Alexander (Australia), Myles Allen (United Kingdom), Peter Berry (Canada), Christopher Boyer (United States of America), Lorenzo Brilli (Italy), Marcos Buckeridge (Brazil), William Cheung (Canada), Marlies Craig (South Africa), Neville Ellis (Australia), Jason Evans (Australia), Hubertus Fisher (Switzerland), Klaus Fraedrich (Germany), Sabine Fuss (Germany), Anjani Ganase (Trinidad and Tobago), Jean Pierre Gattuso (France), Peter Greve (Germany/Austria), Tania Guillén B. (Germany/Nicaragua), Naota Hanasaki (Japan), Tomoko Hasegawa (Japan), Katie Hayes (Canada), Annette Hirsch (Australia/Switzerland), Chris Jones (United Kingdom), Thomas Jung (Germany), Makku Kanninen (Finland), Gerhard Krinner (France), David Lawrence (United States of America), Tim Lenton (United Kingdom), Debora Ley (Guatemala/Mexico), Diana Liverman (United States of America), Natalie Mahowald (United States of America), Kathleen McInnes (Australia), Katrin J. Meissner (Australia), Richard Millar (United Kingdom), Katja Mintenbeck (Germany), Dann Mitchell (United Kingdom), Alan C. Mix (United States), Dirk Notz (Germany), Leonard Nurse (Barbados), Andrew Okem (Nigeria), Lennart Olsson (Sweden), Michael Oppenheimer (United States of America), Shlomit Paz (Israel), Juliane Petersen (Germany), Jan Petzold (Germany), Swantje Preuschmann (Germany), Mohammad Feisal Rahman (Bangladesh), Joeri Rogelj (Austria/Belgium), Hanna Scheuffele (Germany), Carl-Friedrich Schleussner (Germany), Daniel Scott (Canada), Roland Séférian (France), Jana Sillmann (Germany/Norway), Chandni Singh (India), Raphael Slade (United Kingdom), Kimberly Stephensen (Jamaica), Tannecia Stephenson (Jamaica), Mouhamadou B. Sylla (Senegal), Mark Tebboth (United Kingdom), Petra Tschakert (Australia), Robert Vautard (France), Richard Wartenburger (Germany/Switzerland), Michael Wehner (United States of America), Nora M. Weyer (Germany), Felicia Whyte (Jamaica), Gary Yohe (United States of America), Xuebin Zhang (Canada), Robert B. Zougmoré (Burkina Faso/Mali)
Figuur 19.4 van AR5 verwijst m.n. naar Smith et al 2009 in PNAS:
http://www.pnas.org/content/106/11/4133
De auteurs van hst.19 van AR5 waren:
Coordinating Lead Authors:
Michael Oppenheimer (USA), Maximiliano Campos (Costa Rica), Rachel Warren (UK)
Lead Authors:
Joern Birkmann (Germany), George Luber (USA), Brian O’Neill (USA), Kiyoshi Takahashi (Japan)
Contributing Authors:
Franz Berkhout (Netherlands), Pauline Dube (Botswana), Wendy Foden (South Africa), Stefan Greiving (Germany), Solomon Hsiang (USA), Matt Johnston (USA), Klaus Keller (USA), Joan Kleypas (USA), Robert Kopp (USA), Rachel Licker (USA), Carlos Peres (UK), Jeff Price (UK), Alan Robock (USA), Wolfram Schlenker (USA), John Richard Stepp (USA), Richard Tol (UK), Detlef van Vuuren (Netherlands)
LikeLike
Voor de volledigheid hier nog hst.19 uit AR5 WG2:
Klik om toegang te krijgen tot WGIIAR5-Chap19_FINAL.pdf
LikeLike
Ik vergat nog de zorgvuldige procedures te noemen die IPCC-rapporten doorlopen. Zo heeft iedereen die zich daartoe geroepen voelde de mogelijkheid gehad om het eerste concept van dit rapport de becommentariëren. En dus ook de RFC’s. 2000 mensen hebben zich daarvoor aangemeld, 489 hebben er uiteindelijk ook werkelijk commentaar geleverd.
Elke opmerking wordt bekeken en beantwoord. Ik kan die opmerkingen en antwoorden nog niet vinden op de site van het IPCC, maar daar zullen ze binnenkort ongetwijfeld verschijnen.
LikeLike
Bij het doorlezen van SR15 over de zeespiegelstijging, viel het me op dat het IPCC nu spreekt van een zeespiegelstijging vanaf 1993 ter grootte van gemiddeld 2,75 mm/jaar. Dat is fors minder dan de 3,2 mm/jaar van AR5. Ook spreekt men niet meer van een versnelling in de SLR. Bovendien bedraagt het verschil in SLR (in 2100) tussen 1,5 en 2,0 C slechts een magere 10 cm. Lezen jullie dat ook zo?
LikeLike
@Bert,
Je geeft geen vermelding waar je dat leest, maar ik vermoed dat je met die 2,75 mm/jaar doelt op het volgende (blz 3-51):
“Slowing in the reported rate over the last two decades (Cazenave et al., 2014) may be attributable to instrumental drift in the observing satellite system (Watson et al., 2015) and volcanoes (Fasullo et al., 2016). Accounting for the former results in rates (1993 to mid-2014) of between 2.6 and 2.9 mm yr-1 (Watson et al., 2015).”
De tekst zegt het al, “accounting for the former”, dit naar aanleiding van onderzoek uit 2015, verschenen na AR5. Meer info daarover kun je hier vinden:
https://klimaatverandering.wordpress.com/2017/08/10/versnelt-de-zeespiegelstijging-deel-2/
https://klimaatverandering.wordpress.com/2018/02/19/versnelling-van-de-zeespiegelstijging-detecteerbaar-in-satellietmetingen/
Op blz 3-52 staat het volgende:
“There is little consensus between the reported ranges of GMSL rise (Table 3.1), in particular at their upper limit, however there is medium agreement that GMSL at 2100 would be 0-0.2 m higher in a 2ºC world compared to 1.5 ºC with a most likely value of 0.1 m. There is medium confidence in this assessment because of issues associated with both projections of the Antarctic contribution to GMSL that are employed in emulation-based studies (see above) and the issues previously identified with SEMs (Church et al., 2013).”
Inderdaad, de verschillen voor 2100 in GSML zijn niet groot voor 1,5 °C en 2 °C. Let op de kanttekening aangaande Antarctica.
LikeLike
Cazenave et al 2018 hebben het over circa 3,1 mm/jr van 1993-2017, met een versnelling van circa 0,1 mm/jr2:
Klik om toegang te krijgen tot essd-10-1551-2018.pdf
De langjarige trend op een tijdschaal van eeuwen/millennia is sowieso sterk versnellend, volgens bv Lambeck et al 2014:
http://www.pnas.org/content/111/43/15296
Zij zeggen schatten de stijging over de afgelopen 4200 jr op minder dan 1 meter, dus gemiddeld minder dan circa 0,25 mm/jr (met nooit een hoger stijg- of daalsnelheid van meer dan 1 mm/jr), dus minimaal 10x zo laag als de stijging over de afgelopen decennia van circa 3 mm/jr:
“The total global rise for the past 6.7 ka was ∼4 m (∼1.2 × 106 km3 of grounded ice), of which ∼3 m occurred in the interval 6.7–4.2 ka BP with a further rise of ≤1 m up to the time of onset of recent sea-level rise ∼100–150 y ago. In this interval of 4.2 ka to ∼0.15 ka, there is no evidence for oscillations in global-mean sea level of amplitudes exceeding 15–20 cm on time scales of ∼200 y (about equal to the accuracy of radiocarbon ages for this period, taking into consideration reservoir uncertainties; also, bins of 200 y contain an average of ∼15 observations/bin). This absence of oscillations in sea level for this period is consistent with the most complete record of microatoll data from Kiritimati.”
Uit hun figuur 4d blijkt dat in de afgelopen 2500 jaar de gemiddelde stijgsnelheid waarschijnlijk nooit (voor langere tijd) boven de 0,1 mm/jr geweest is:
http://www.pnas.org/content/pnas/111/43/15296/F4.large.jpg?width=800&height=600&carousel=1
Volgens Stefan Rahmstorf e.a. begon ruim 1000 jaar geleden een periode van circa 500 jaar met gemiddeld circa 0,6 mm/jr stijging, wat nog altijd ruim 3x zo laag is als de circa 2 mm/jr stijging over de afgelopen eeuw, en circa 5x zo laag als de circa 3 mm/jr over de afgelopen decennia:
http://www.realclimate.org/index.php/archives/2011/06/2000-years-of-sea-level/
Of het sinds 1993 nu 2,75 mm/jr of 3,1 mm/jr is, maakt voor het beeld op iets langere termijn niet veel uit.
LikeLike
Inderdaad, Jos: het is te lezen op blz 3-51 (had ik er even bij moeten vermelden). Met die 2,75 mm/jaar doel ik op het gemiddelde van de door IPCC aangegeven band (2,6 – 2,9 mm/jaar). Nogmaals: die 2,75 is toch beduidend minder dan de 3,2 van AR5 (en zelfs minder dan de stijgsnelheid in de periode 1920 – 1950) . Ook op andere punten lijkt SR15 wat ‘milder’ dan AR5: het resterende ‘carbon budget’ is fors opgeschroefd en lijkt de opwarming in de ‘pipeline’ (0,5 C) minder t.o.v. eerdere uitspraken. En op zijn beurt was AR5 (2013) op enkele belangrijke punten weer milder dan AR4 (2007). Begint zich een trend af te tekenen?
LikeLike
Inderdaad, Bert, het IPCC verwijst in hun recente rapport naar Watson et al 2015, die voor 1993-2014 een gemiddelde stijging van circa 2,75 mm/jr vinden. Ben je er al aan toegekomen om Cazenave et al 2018 te bekijken? Zij zeggen:
Klik om toegang te krijgen tot essd-10-1551-2018.pdf
“The ensemble mean GMSL rate after correcting for the TOPEX-A drift (for all of the proposed corrections) amounts to 3.1mmyr-1 over 1993–2017… the GMSL curve shows a net acceleration, estimated to be at 0.08mmyr-2 (Chen et al., 2017; Dieng et al., 2017) and 0.084 +/- 0.025mmyr-2 (Nerem et al., 2018) (note Watson et al., 2015 found a smaller acceleration after correcting for the instrumental bias over a shorter period up to the end of 2014.). GMSL trends calculated over 10-year moving windows illustrate this acceleration… GMSL trends are close to 2.5mmyr-1 over 1993–2002 and 3.0mmyr-1 over 1996–2005. After a slightly smaller trend over 2002–2011, the 2008–2017 trend reaches 4.2mmyr-1… over 2005–present, we find agreement (within error bars) between the observed GMSL (3.5 +/- 0.2mmyr-1) and the sum of Argo-based thermosteric plus GRACE-based ocean mass (3.6 +/- 0.4mmyr-1).”
Zij vinden dus:
– 3,1 mm/jr voor 1993-2017.
– 2,5 mm/jr voor 1993-2002
– 3,0 mm/jr voor 1996-2005
– iets minder dan 3 mm/jr voor 2002-2011
– 3,5 mm/jr voor 2005-2017
– 4,2 mm/jr voor 2008-2017
De 2,75 mm/jr van Watson et al 2015, waarnaar het IPCC verwijst, lijkt hier behoorlijk in te passen.
Begint zich een trend af te tekenen?
LikeLike
“Begint zich een trend af te tekenen?”
Ik zie vooral een bekend patroon: confirmation bias. Of, cherry picking, maar dat ligt dicht bij elkaar.
In de wetenschap is sprake van voortschrijdend inzicht en dus worden waarnemingen af en toe een beetje bijgesteld. Soms naar boven, soms naar beneden. Als je alleen oog hebt voor zulke bijstellingen wanneer die in je straatje passen krijg je al snel de indruk dat zich een trend aftekent.
In werkelijkheid is het voortschrijdend inzicht soms goed nieuws, soms slecht nieuws en vaak ligt het gewoon binnen het onzekerheidsinterval dat al wordt gehanteerd. Voor het totaalbeeld maakt het allemaal niet zo veel uit, dat is nu niet heel anders dan ten tijde van het eerste IPCC rapport.
LikeLike
Cazenave et al vinden een versnelling van 0,08 mm/jr2 over de periode 1993-2017, bij een gemiddelde stijging van 3,1 mm/jr:
“the GMSL curve shows a net acceleration, estimated to be at 0.08mmyr-2 (Chen et al., 2017; Dieng et al., 2017) and 0.084 +/- 0.025mmyr-2 (Nerem et al., 2018) (note Watson et al., 2015 found a smaller acceleration after correcting for the instrumental bias over a shorter period up to the end of 2014.). GMSL trends calculated over 10-year moving windows illustrate this acceleration…”
Dit betekent dat volgens hen rond 1993 de stijging circa 2,1 mm/jr was en rond 2017 versneld was tot circa 4,1 mm/jr. We gaan zien hoe deze zich aftekenende trend zich verder zal ontwikkelen.
LikeLike
Pingback: Wereldtemperatuur | Update september 2018 - Sargasso
Pingback: Saaie feiten en wilde fabels over het IPCC - Sargasso
Het blogstuk stelt:
“Inmiddels zitten we op circa een graad Celsius temperatuurstijging […]. Het beperken van de opwarming tot 1,5 °C in plaats van 2 °C verlaagt uiteraard de risico’s en de impact van de opwarming.”
Hans, we weten allemaal dat +1,5 °C onafwendbaar is doordat de energietransitie veel te laat is ingezet. En we weten dat ook dat +2°C in de pijpleiding zit doordat de eindelijk ingezette energietransitie nogal traag verloopt. Intussen is het zaak te beseffen dat de huidige door mensen geforceerde +1°C al voldoende is voor ecologische en sociale disrupties. Hier een lokaal pars pro toto van wat er wereldwijd aan de hand is:
Februari 2018 was het hier (regio Puglia, Italië) zoals overal in EU ongekend warm waardoor onze olijf plantages ongekend vroeg in bloei stonden. De bomen begonnen sap te pompen alsof het voorjaar was. Begin maart gingen er twee ongekend koude nachten van -8°C vorst overheen. Niet alleen klapte door de vorst de bloesem dicht (en dus vruchtvorming en dus oogst), de takken die met sap waren gevuld knapten uit hun bast. Het gevolg is dat we nu in het najaar niks te oogsten hebben en in plaats daarvan al die opengescheurde takken moeten snoeien omdat het open wonden zijn waar elk insect of bacterie vrij spel heeft. Het snoeien heeft als gevolg dat er volgend jaar weinig vegetatie overblijft om nieuwe bloesem (en dus vruchten en dus oogst) te ontwikkelen.
LikeLike
@GJ Smeets,
misschien heb je hier wat aan: https://www.trouw.nl/groen/gelijktijdige-klimaateffecten-treffen-iedereen-hard-~a07ad015/
LikeLike
@Frank,
Dank voor je leestip. Maar dat was me 50 jaar (!) geleden toen ik me verdiepte in de eerste rapportage van Club van Rome al duidelijk.
LikeLike
“Ik wil erin geloven dat we de wijsheid hebben onszelf uit het moeras te trekken. Ik heb de mensheid best hoog zitten.”
Aldus het citaat van Heleen de Coninck in het blogstuk hierboven.
De klimaattop – COP 24 – in Polen is morgen afgelopen. Die top is bedoeld om handen en voeten te geven aan het principe-akkoord van Parijs om globaal onder 2°C te blijven en als het effe kan onder 1,5°C. Maar er is niets nieuws te melden, COP 24 in Polen is politieke business as usual: ieder gaat voor zich en de weergoden gaan voor ons allen. USA, Rusland, Saoedi-Arabië en Koeweit hebben geweigerd om te streven naar max 1,5° (IPCC SR 15). Zie https://www.bbc.com/news/science-environment-46496967 Zie ook https://nca2018.globalchange.gov/ voor een indruk van het verschil tussen een leider als Trump en de wetenschappelijke assessments van zijn ambtelijk ingeschakelde klimatologen.
LikeLike
Tot nu toe kan ik nergens een bewijs vinden voor temperatuursverhoging als gevolg van CO2-verhoging – ook niet bij het ICCP.
Het betreft in feite een vermoeden en niet meer dan dat – zo denk ik.
Maar wie mij de weg kan wijzen – graag!
Een simpel ‘middelbare – school – experiment’ op basis van absorptie-/emissie-banden van CO2 zegt nog helemaal niks over het effect in de atmosfeer……
De grafieken zeggen ook niks over een causaal verband als dat toename van de temperatuur een gevolg is van CO2-toename.
LikeLike
@peter van de putte
Wellicht helpen onderstaande blogstukken + referenties daarin:
https://klimaatverandering.wordpress.com/2018/03/28/de-relatie-tussen-co2-en-temperatuur/
https://klimaatverandering.wordpress.com/2015/03/05/toename-van-co2-versterkt-het-broeikaseffect/
LikeLike
Het helpt niet veel….
Ik zie het zo ongeveer als volgt.
Commentaar? Ik hoor het graag – ik probeer er verder mee te komen.
Ik vindt het niet verwonderlijk dat je wat meer IR meet rond 15 micrometer richting aardoppervlak bij toename van de CO2.
Dat duidt aan de ene kant op een wat hogere temperatuur in de onderste deel van de atmosfeer – tot iets van 100 m boven het aardoppervlak geloof ik.
Maar, aan de andere kant daardoor ook: een grotere convectie naar boven en dit werkt weer koelend…..
Het aardoppervlak levert niet alleen energie in de vorm van laagfrequente IR aan de lucht, maar doet dat ook in de vorm van geleiding.
Ik heb geen idee hoe de verhouding tussen stralingsoverdracht en geleiding ligt, maar ik vermoed dat door de mate van atmosferische druk aan het aardoppervlak geleiding de overhand heeft.
Naarmate in de richting van het heelal de druk afneemt gaat geleiding steeds meer over in straling.
Veel energie vanaf het aardoppervlak wordt dus niet door het aardoppervlak zelf uitgestraald, maar door de atmosfeer.
De atmosfeer straalt – net zo als de CO2 dat doet – in alle richtingen uit, dus ook richting aarde.
De atmosfeer straalt echter in een veel grotere bandbreedte uit tov de CO2 waardoor de CO2 maar voor een klein deel betrokken is in de totale energiestroom.
Het gedrag van de z.g. broeikasgassen wijkt dus ook weinig af ten opzichte van die van de andere gassen.
Een verschil is dat de ‘broeikasgassen’ intra-moleculair absorberen/emitteren en de andere gassen inter-moleculair.
Het lijkt er wel op dat CO2 een gebiedje (14-16 micrometer) voor zijn rekening neemt dat alle andere gassen geheel of gedeeltelijk laten liggen.
Op grotere hoogten is het aantal CO2 moleculen per m3 zo klein dat de vrije uitstraling door dit gas nauwelijks nog belemmerd wordt.
Ik kan me ook moeilijk voorstellen dat de ‘broeikasgassen’ helemaal verantwoordelijk zijn voor een temperatuurtoename van 33 graden C tov een atmosfeer zonder die gassen.
Ik denk dat het overgrote deel van de temperatuurtoename veroorzaakt wordt door de overige gassen.
En dit niet alleen door de warmtegeleiding van de atmosfeer, maar ook door de compressie als gevolg van het gravitatieveld.
Kortom: de temperatuurtoename sinds 1850 is waarschijnlijk hooguit voor een heel klein deel veroorzaakt door de explosieve toename van de CO2 door menselijk handelen…..
LikeLike
@peter van de putte
– “Dat duidt aan de ene kant op een wat hogere temperatuur in de onderste deel van de atmosfeer – tot iets van 100 m boven het aardoppervlak geloof ik.”
Ook de temperatuur van hogere luchtlagen in de troposfeer neemt toe. Zie bijv. de satellietdata van UAH of RSS. De stratosfeer koelt daarentegen af, typisch een effect van de toename van de concentratie aan broeikasgassen.
– “Veel energie vanaf het aardoppervlak wordt dus niet door het aardoppervlak zelf uitgestraald, maar door de atmosfeer.
Zie onderstaande schematische weergave van de stralingsbalans (IPCC AR5, Fig 2.11):
– De atmosfeer straalt echter in een veel grotere bandbreedte uit tov de CO2 waardoor de CO2 maar voor een klein deel betrokken is in de totale energiestroom.
Nee, zie schema hierboven. Je kunt er een idee van krijgen via het online Modtran model:
http://climatemodels.uchicago.edu/modtran/modtran.doc.html
Voor meer info over invloed CO2 op de temperatuur zie:
https://klimaatverandering.wordpress.com/2018/03/28/de-relatie-tussen-co2-en-temperatuur/
– “Ik kan me ook moeilijk voorstellen dat de ‘broeikasgassen’ helemaal verantwoordelijk zijn voor een temperatuurtoename van 33 graden C tov een atmosfeer zonder die gassen.
Toch is het zo, dit heeft te maken met de feedbacks. Meer CO2 in de atmosfeer leidt tot een hogere temperatuur en dat geeft meer waterdamp in de atmosfeer. Dat is een sterk broeikasgas. Een afkoelende feedback is de lapse rate:
https://klimaatverandering.wordpress.com/2013/02/08/klotzbach-revisited/
Meer over de invloed van diverse componenten op het aardse broeikaseffect, zie:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2010JD014287
http://science.sciencemag.org/content/330/6002/356
– ”Kortom: de temperatuurtoename sinds 1850 is waarschijnlijk hooguit voor een heel klein deel veroorzaakt door de explosieve toename van de CO2 door menselijk handelen…..”
Nee, zie de eerste grafiek in het blogstuk en de uitleg van het IPCC daarover.
Of dit: https://www.nature.com/articles/s41598-017-14828-5
“Essentially all the observed warming since 1850–79 is anthropogenic.”
LikeLike
Ik ga ervan uit dat de stralingscomponenten in het plaatje over de stralingsbalans hierboven (IPCC AR5, Fig 2.11) geheel op metingen berust.
De vraag is nu in hoeverre de terug-straling vanuit de atmosfeer naar het aardoppervlak (342 W/m2) afhankelijk is van de infrarood actieve gassen zoals CO2, methaan etc. Zuurstof en stikstof nemen toch (inter-moleculair) ook laagfrequente IR op hetgeen opwarming ervan betekent met als gevolg uitstraling in alle richtingen. Gezien het zeer kleine percentage CO2 zie ik niet in hoe CO2 hieraan nog substantieel kan toevoegen – mede door de zeer beperkende absorptiebanden van CO2.
Weliswaar laat het stralingsspectrum (richting heelal) van de atmosfeer (satellietmetingen) een flinke dip zien in een gebied waarin juist de voornaamste absorptieband van CO2 ligt, maar in het betreffende gebied absorbeert waterdamp veel meer. (niet per molecuul, maar per saldo wel i.v.m de veel grotere concentratie waterdamp t.o.v. CO2)
Maar ook wanneer de bewuste dip groter zou worden door toename van de CO2 is nog niet gezegd dat de temperatuur(verdeling) in de atmosfeer noodzakelijkerwijze zal veranderen. Herstel of gelijk blijven van de stralingsbalans zal bij een grotere dip een compensatie in de stralingskarakteristiek laten zien uiteraard.
Kortom: we hebben geen kennis omtrent de relatie tussen de temperatuurverdeling in de atmosfeer en de stralingskarakteristiek van de atmosfeer richting heelal. De atmosfeer is een zeer ingewikkelde mengelmoes van geleiding, convectie en straling.
We kunnen dus helemaal niks zeggen over de rol van de CO2.
Schiet u maar.
LikeLike
Peter,
Een schematische (en gemiddelde) weergave van de stralingsbalans is natuurlijk niet alleen maar gebaseerd op metingen. In werkelijkheid is het een overzichtelijke weergave van die stralingsbalans, waar een heleboel informatie achter zit. Metingen, berekeningen, natuurwetenschappelijke kennis, enzovoort.
De rest van je redenering is gebaseerd op een eenvoudige drogreden, namelijk een valse tegenstelling: men weet niet alles, dus weet men niets. Dat er nog onzekerheden zijn in de wetenschap wil namelijk allerminst zeggen dat we helemaal niks kunnen zeggen over de rol van CO2. De realiteit is namelijk dat er een hele hoop wel bekend is over die rol. En de onzekerheden die overblijven worden gewoon meegenomen door de wetenschap en gerapporteerd.
LikeLike
Is de terug-straling (in het balansplaatje: thermal down surface) niet gemeten dan?
Ik ging ervan uit dat dit geen hypothese is.
Het lijkt me dat dit te meten is.
Het gaat hier immers om laagfrequente IR die niet van de zon afkomstig kan zijn en dus afkomstig is uit de atmosfeer.
Ik weet wat we weten omtrent CO2 hetgeen van belang kan zijn in dit verhaal. (infrarood absorptie en toename door verbranding van fossiele brandstoffen)
Maar daarmee weet ik nog niet hoe dit uitpakt in de atmosfeer.
Dus ben ik daar naar op zoek, m.a.w., ik zoek naar de onderbouwing van de veronderstelling dat de toename van de CO2 een oorzaak is voor temperatuurverhoging van de aarde.
Tot nu toe lijkt het erop dat het wel omgekeerd geldt, dus dat temperatuurverhoging tot CO2-verhoging leidt – los van de CO-2-toename van de mens.
LikeLike
Peter,
Nogmaals: het is een schematische weergave van het gemiddelde over het aardoppervlak. Zo’n overzicht is alleen maar te maken door allerlei kennis te combineren. En een schematisch overzicht is ook geen hypothese. Want een hypothese is weer heel wat anders.
Jos heeft je in eerdere reacties de nodige links gegeven met meer informatie over de invloed van CO2. En in de stukken waar hij naar verwijst staan weer links naar nog meer gedetailleerde informatie. Als je het werkelijk tot in detail wil begrijpen zul je daar simpelweg flink wat tijd en moeite in moeten steken. Want de wetenschap hierover is vrij complex en omvangrijk. Dat kan niemand je in enkele reacties op een blog allemaal uitleggen.
Op dit moment is het duidelijk dat de verhoogde CO2-concentratie het gevolg is van menselijke emissies. Dat volgt onder meer uit een simpele massabalans. Zie bijvoorbeeld dit gastblog van Guido van der Werf van enkele jaren geleden.
LikeLike
Beste Peter van de Putte,
“Is de terug-straling (in het balansplaatje: thermal down surface) niet gemeten dan?
Ik ging ervan uit dat dit geen hypothese is.
Het lijkt me dat dit te meten is.
Het gaat hier immers om laagfrequente IR die niet van de zon afkomstig kan zijn en dus afkomstig is uit de atmosfeer.”
Ja, die is gewoon gemeten. Dat heet de DLR (‘downwelling longwave radiation’) en is uiteraard afkomstig van alle gassen in de dampkring.
Er is een database waar deze metingen verzameld worden, van de ETH in Zurich: http://www.geba.ethz.ch
De DLR verschilt per lokatie en per tijdstip doordat de hoogte van de lokatie, de hoogte van de troposfeer, de luchtvochtigheid etc. verschillen. De gegevens in het schema van Trenberth & Kiehl zijn mondiale gemiddelden. Van belang is niet zozeer de precieze waarde in W/m^2 maar in welke mate dit mondiale gemiddelde gaat veranderen naarmate er meer broeikasgassen in de dampkring komen.
De ‘klimaatscepticus’ Roy Spencer heeft ook een aardige pagina over zijn eigen metingen van neerwaartse IR-straling uit de atmosfeer (de DLR) m.b.v. een simpele IR thermometer: http://www.drroyspencer.com/2010/08/help-back-radiation-has-invaded-my-backyard/
Ter info: de DLR is ook aanwezig ’s nachts, als de zon niet aan de hemel staat. Het is één van de oorzaken waardoor het op Aarde ’s nachts niet naar -173 °C afkoelt, zoals op onze maan.
LikeLike
@peter van der putte
– “we hebben geen kennis omtrent de relatie tussen de temperatuurverdeling in de atmosfeer en de stralingskarakteristiek van de atmosfeer richting heelal.”
Raar dat mensen die van bepaalde zaken geen kennis hebben, dat dan veralgemeniseren tot “we hebben geen kennis”. Ik ben ook absoluut geen expert van de radiative transfer theorie en alle spectra, maar ik ga er toch van uit dat mensen die dat wel zijn basale zaken niet over het hoofd zien. Zeker niet zoiets als de absorptie-eigenschappen van moleculen en hun invloed op de uitstraling naar de atmosfeer, onderwerpen waar de wetenschap al zeer lange tijd mee bezig is.
Maar misschien helpt dit image:
Of deze publicatie van Pierrehumbert:
https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/1.3541943
– “Tot nu toe lijkt het erop dat het wel omgekeerd geldt, dus dat temperatuurverhoging tot CO2-verhoging leidt…”
In de huidige tijd neemt de CO2-concentratie in de atmosfeer toe en nemen het land en de oceanen CO2 op. Deze hoeveelheden komen overeen met de hoeveelheid CO2 die ontstaat door het verbranden van fossiele brandstoffen, cementproductie en verandering van landgebruik. In de oceanen leidt deze opname van CO2 tot oceaanverzuring. Door de verbrandingsprocessen loopt tevens de zuurstofconcentratie in de atmosfeer terug en laat de C13/C12 isotoopverhouding van het CO2 zien dat het van fossiele brandstoffen afkomstig is. Allemaal zaken die we kunnen meten.
Het is dus onzin om te stellen dat de huidige toename van de CO2-concentratie in de atmosfeer een gevolg van de toename van de mondiale temperatuur.
– “Gezien het zeer kleine percentage CO2 zie ik niet in hoe CO2 hieraan nog substantieel kan toevoegen – mede door de zeer beperkende absorptiebanden van CO2.”
Wellicht helpt onderstaande video van Prof. David Archer, de rest van zijn videocolleges is eveneens een aanrader:
http://forecast.uchicago.edu/lectures.html
LikeLike
@ Bob Brand,
Dankjewel voor je reactie en de link.
Je verhaal is me helemaal duidelijk.
De (laagfrequente) infrarode straling richting aardoppervlak (DLR) die je natuurlijk kunt meten bevat nauwelijks of geen laagfrequente IR van de zon, want de zonneconstante (iets van 1360 W/m2) is daarvoor te laag.
Je meet dus echt stralingsenergie vanuit de atmosfeer richting aardoppervlak.
We lezen echter ook wel eens dat het verhaal van de terug-straling (DLR) thermodynamisch niet zou kunnen omdat warmte niet ‘van koud naar warm stroomt’ en er dus een soort warmtepomp in de atmosfeer zou moeten zitten.
Maar de energiestroom van koud naar warm is er in dit geval een van straling en dat kan uiteraard wel van koud naar warm.
Zo bestraalt de koude aarde bv de warme zon…
Nu is eigenlijk mijn enige vraag in hoeverre de CO2 bijdraagt aan de neerwaartse straling.
Om enkele reden kan ik me niet voorstellen dat dat kleine beetje CO2 (0,041% momenteel) er toe doet.
1
Naast de z.g broeikasgassen leveren ook stikstof (78 %) en zuurstof (21 %) LDR, maar dan voornamelijk inter-moleculair. (broeikasgassen doen dat intra-moleculair)
Deze gassen absorberen immers natuurlijk (inter-moleculair) ook de laagfrequente IR door het aardoppervlak uitgestraald en stralen vervolgens IR – net als de broeikasgassen – weer uit naar alle richtingen, dus ook neerwaarts richting aardoppervlak,
Het lijkt me dat het aandeel van deze gassen (stikstof en zuurstof) in de LDR vele mate groter is dan die van CO2 vanwege de zeer lage concentratie van CO2 en ook omdat:
2
De CO2 in vergelijking met de rest van de atmosfeer zeer beperkte absorptiebanden heeft en dus maar in bepaalde frequentie-intervallen werkzaam is en derhalve maar in een heel klein deel van de energiestroom kan ingrijpen.
Kortom: wil de CO2 met de huidige concentratie een significante invloed hebben op de temperatuur van de dampkring, dan moet er naast de infrarood-activiteit van CO2 nog iets anders werkzaam zijn met betrekking tot deze stof……….
Of: zie ik iets over het hoofd?
LikeLike
@ Jos Hagelaars,
Ik had je reactie nog niet gezien op het moment dat ik op de knop drukte ivm mijn reactie op het bericht van Bob Brand.
LikeLike
@ Jos,
Nu je reactie gelezen.
We weten (en meten) een heleboel, maar net niet wat we zo graag zouden willen weten denk ik: de invloed van CO2 op de temperatuur.
Wat jij nog allemaal meer noemt – daar heb ik het hier niet over.
Ik snap niet wat het mechanisme zou zijn voor de verhoging van CO2 als oorzaak voor de temperatuurverhoging.
Ik geef hier goede redenen voor, maar misschien is er nog wat anders aan de hand….
Zo niet, dan moeten we het CO2-verhaal toch echt naar het rijk van de fabelen transporteren lijkt mij…….
Uit het bovenstaand plaatje over stralingen en absorpties blijken juist mijn vraag.
Verder heb ik niet gezegd dat de huidige CO2-concentratie een resultaat zou zijn van opwarming.
Wel zien we in het verleden ivm ijstijden een vrij sterke correlatie tussen CO2 en temperatuur die eerder een omgekeerde oorzaak-gevolg-relatie te zien geeft.
Ik heb het filmpje van Prof. David Archer nog niet gezien – er komen hier net kleinkinderen binnen.
Waarom ik zo ‘eigenwijs’ doch geen rücksichtlose ontkenner ben?
Dat is omdat de meningen onder serieuze wetenschappers verdeeld is als het gaat om de relatie tussen temperatuur en de huidige CO2-uitstoot door de mens.
Het huidige CO2-verhaal is wat dit betreft dus nog niet meer dan een hypothese en ik zie de grond voor die hypothese (nog) niet – dat is alles.
Ik zie in de statistieken geen duidelijke correlatie daarvoor en ook zie ik in de absorptiemogelijkheden van CO2 geen aanleiding voor de hypothese.
LikeLike
@peter van de putte
– “Ik snap niet wat het mechanisme zou zijn voor de verhoging van CO2 als oorzaak voor de temperatuurverhoging.”
De absorptie van infrarood licht. Textbook science. Zie alle eerdere links.
– “Verder heb ik niet gezegd dat de huidige CO2-concentratie een resultaat zou zijn van opwarming.”
Je schreef toch echt het volgende: “Tot nu toe lijkt het erop dat het wel omgekeerd geldt, dus dat temperatuurverhoging tot CO2-verhoging leidt…”
– “Wel zien we in het verleden ivm ijstijden een vrij sterke correlatie tussen CO2 en temperatuur die eerder een omgekeerde oorzaak-gevolg-relatie te zien geeft.”
Zie: https://klimaatverandering.wordpress.com/2015/04/25/kip-en-ei-bij-co2-en-de-temperatuur/
– “Dat is omdat de meningen onder serieuze wetenschappers verdeeld is als het gaat om de relatie tussen temperatuur en de huidige CO2-uitstoot door de mens.”
Dat is niet het geval. Alle serieuze wetenschappers onderschrijven het bestaan van het broeikaseffect, zie bijvoorbeeld de ‘sceptische’ Roy Spencer:
http://www.drroyspencer.com/2014/04/skeptical-arguments-that-dont-hold-water/
Er is zeker discussie over de mate waarin de temperatuur verandert als de CO2-concentratie stijgt, zie de discussie over klimaatgevoeligheid. De wetenschap (IPCC AR5 2013) schat de uiteindelijke temperatuursverandering (tijdschaal eeuwen) voor een verdubbeling van de CO2-concentratie, de ECS, in op 1,5 – 4,5 °C. Er zijn inmiddels veel aanwijzingen dat de ondergrens van de ECS eerder bij 2,0 °C ligt:
https://klimaatverandering.wordpress.com/2017/12/07/royal-society-ipcc-klimaatverandering/
Er is een brede consensus in de wetenschap over de menselijke invloed op het klimaat:
https://klimaatverandering.wordpress.com/2016/04/13/consensus-over-consensus-brede-overeenstemming-in-de-wetenschap-over-de-menselijke-invloed-op-het-klimaat/
– “Ik zie in de statistieken geen duidelijke correlatie daarvoor”
Er is een hoge correlatie tussen CO2 en de temperatuur.
LikeLike
Beste Peter van der Putte,
Dit argument is inderdaad ongeldig, zoals je al zegt:
“We lezen echter ook wel eens dat het verhaal van de terug-straling (DLR) thermodynamisch niet zou kunnen omdat warmte niet ‘van koud naar warm stroomt’ …
Bruto werkt warmtestraling wel degelijk beide kanten op, alleen natuurlijk méér warm -> koud dan van koud -> warm. Netto betekent dit dat de benedenwaartse warmtestraling vanuit de dampkring afgetrokken dient te worden van de opwaartse warmtestraling vanaf het oppervlak (of vanuit de lage atmosfeer aan het oppervlak).
“Nu is eigenlijk mijn enige vraag in hoeverre de CO2 bijdraagt aan de neerwaartse straling.”
De door H2O, CO2 en CH4 moleculen geabsorbeerde uitgaande langgolvige warmtestraling, wordt bijna meteen gedeeld met de overige gassen (N2, O2 etc) in de dampkring. Dit gebeurt door botsingen tussen de moleculen waarbij de interne trillingsenergie verdeeld wordt over de kinetische + interne energie (de vrijheidsgraden) van de botsende moleculen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Equipartition_theorem
Je ziet daardoor in de DLR een toename niet alleen van de specifieke absorptie/emissie-banden van CO2 en CH4 maar van alle gassen in de opwarmende dampkring.
Aan het totale broeikaseffect van ongeveer 33 °C, draagt mondiaal gemiddeld H20 ca. 60% bij en CO2 ca. 26%. Een aanrader is om deze publicatie uit 1997 zorgvuldig te lezen:
Klik om toegang te krijgen tot Kiehl_Trenberth_Radiative_Balance_BAMS_1997.pdf
Tabel 3 geeft de gemiddelde bijdragen van de diverse ‘absorbers’ en de rest van de publicatie is ook informatief. De publicatie is later op details nog iets bijgesteld, maar de 1997 versie is het meest leesbaar. Tabel 3:
LikeLike
Beste Peter van der Putte,
Nog even over deze passage in je commentaar:
“Naast de z.g broeikasgassen leveren ook stikstof (78 %) en zuurstof (21 %) LDR, maar dan voornamelijk inter-moleculair. (broeikasgassen doen dat intra-moleculair)
Deze gassen absorberen immers natuurlijk (inter-moleculair) ook de laagfrequente IR door het aardoppervlak uitgestraald en stralen vervolgens IR – net als de broeikasgassen – weer uit naar alle richtingen, dus ook neerwaarts richting aardoppervlak,
Het lijkt me dat het aandeel van deze gassen (stikstof en zuurstof) in de LDR vele mate groter is dan die van CO2 vanwege de zeer lage concentratie van CO2 ….”
Stikstof en zuurstof zijn grotendeels transparant in het golflengtegebied > 4 μm, de langgolvige uitgaande warmtestraling die (vanwege de Planck-curve) door aardoppervlak en lage atmosfeer geproduceerd wordt.
Zou er alleen stikstof of zuurstof in de dampkring zitten, dan zou de temperatuur aan het oppervlak ca. 33 °C lager zijn dan nu. Dat is onder de aanname dat de albedo van de Aarde hetzelfde zou zijn als nu, wat dan uiteraard niet het geval is (een ‘Snowball Earth’).
Stikstof en zuurstof dragen wel bij aan de DLR maar vooral in de vorm van continue warmtestraling i.p.v. moleculaire emissie/absorptie-banden. Een deel van die warmte hebben de stikstof/zuurstof-moleculen dan opgedaan door hun botsingen met ‘absorbers’ zoals H2O, CO2 en CH4.
LikeLike
@ Beste Jos Hagelaars,
Met “Tot nu toe lijkt het erop dat het wel omgekeerd geldt, dus dat temperatuurverhoging tot CO2-verhoging leidt…” bedoelde ik niet – zoals ik al eerder opmerkte – dat dit voor de huidige toename van de CO2 geldt.
De huidige toename is duidelijk door menselijk toedoen tot stand gekomen, hetgeen blijkt uit metingen.
Waar ik op doelde is de relatie tussen CO2 en temperatuur rond ijstijden.
Je ziet daar nooit de CO2 vooruit lopen, maar wel na-ijlen op de temperatuur – zo’n 800 jaar.
Maar dit zegt natuurlijk helemaal niks over de omgekeerde relatie: CO2 → temperatuur – de relatie waar we het hier over hebben.
Verder zei ik ook niet dat serieuze wetenschappers onderling oneens zijn over het wel of niet bestaan van het z.g. broeikaseffect, maar wel over wat de rol van CO2 hierin is. (misschien was ik niet duidelijk)
Het broeikaseffect kun je immers meten in de vorm van de terug-straling. (DLR)
Nu kon ik me alleen niet voortellen dat de rol van CO2 zo groot is als wordt geschat.
Maar, hier lijkt verandering in te komen, want:
@ Beste Bob Brand,
Wat je nu zegt over de transparantie van stikstof en zuurstof verandert de zaak!
Je zegt dat deze gassen boven 4 micro-meter bijna geheel transparant zijn.
M.a.w., deze gassen absorberen de laagfrequente IR vanaf het aardoppervlak veel minder (intermoleculair) dan waar ik vanuit ging.
Ofwel: de rol van de andere gassen als CO2, H2O, CH4, O3 is daardoor relatief veel groter als het om de absorptie van die laagfrequente IR gaat.
Nu dus voor 78% + 21 % = 99 % van de gassen voor een behoorlijk groot deel wegvallen voor de IR-absorptie begint de CO2 veel meer voor te stellen in de overige 1 % !
Ik ging ervan uit dat stikstof en zuurstof voornamelijk transparant zijn voor de hoogfrequente IR van de zon en dat begint zo’n beetje beneden 3 micrometer. In feite zijn deze gassen voor het hele IR-spectrum dus min of meer sterk transparant – klopt dat echt?
Wel, dan hebben de infrarood-actieve gassen dus een veel grotere rol bij de omzetting van IR naar warmte in de atmosfeer.
Nu wordt het voorstelbaar dat een verhoging van CO2 een kleine temperatuurverhoging kan veroorzaken, want CO2 absorbeert een deel van het spectrum dat wordt uitgezonden door het aardoppervlak.
Deze verhoging van de temperatuur kan dan worden versterkt door extra waterdamp als gevolg van extra verdamping….
De zuurstof- en stikstofmoleculen krijgen hun extra energie (= temperatuursverhoging) dus relatief veel minder door rechtstreekse absorptie van IR, maar meer door overdracht van energie die de ‘broeikasmoleculen’ hebben opgenomen via de absorptie van IR.
Stikstof en zuurstof geven deze energie deels wel weer af in de vorm van straling en zie hier een groot deel van de terug-straling (DLR) richting aardoppervlak.
Natuurlijk stralen stikstof en zuurstof ook uit richting heelal.
Dit moet echter wel betekenen dat er enige tijd verstrijkt tussen absorptie en emissie bij CO2-moleculen. Ik lees altijd dat deze tijd maar heel kort is…..
Bob, door je opmerking over de transparantie van stikstof en zuurstof zie ik nu wel een rol voor de CO2 weggelegd als het om opwarming gaat.
Bedankt.
Verder ook de anderen bedankt voor de aangeleverde info – ik heb nog niet alles bekeken, maar dat komt nog.
LikeLike
Beste Peter van de Putte,
Je zegt: “M.a.w., deze gassen absorberen de laagfrequente IR vanaf het aardoppervlak veel minder (intermoleculair) dan waar ik vanuit ging.
Ofwel: de rol van de andere gassen als CO2, H2O, CH4, O3 is daardoor relatief veel groter als het om de absorptie van die laagfrequente IR gaat.”
Ja, dat klopt.
N2 en O2 zijn bijna geheel transparant voor de langgolvige warmtestraling > 4 μm, nou juist het golflengtegebied waar het aardoppervlak (en de lage atmosfeer) stralen bij ca. 285 Kelvin:
Daardoor hebben de gassen die wél absorberen > 4 μm een onevenredig grote invloed. H2O, CO2 en CH4 knijpen effectief de uitgaande langgolvige warmtestraling af, waar stikstof en zuurstof die ongehinderd doorlaten.
Het is te vergelijken met de onevenredig grote invloed die een miniem beetje pigment in een optisch filter heeft, bijvoorbeeld de kleurstoffen in de filters in een LCD-tv. Dat pigment zelf is slechts minder dan één miljoenste (0,0001%) van de massa van het glas en plastic waaruit het beeldscherm is opgebouwd. Echter, doordat het glas en plastic voor die kleuren transparant zijn en het pigment juist niet, is de invloed van het pigment veel groter dan je op basis van de 0,0001% zou vermoeden.
LikeLike
Ik zal eens met een rekensommetje een schatting maken hoeveel fotonen er ingevangen kunnen worden door CO2 in een atmosferische luchtkolom met grondvlak 1 m2 en hoogte 10 km. Daarmee ontstaat een indruk van het vermogen dat geabsorbeerd kan worden in het betreffende golflengtegebied…..
LikeLike
@peter van de putte
Nou, ik moet eerlijk zeggen dat je me toch ietwat op een verkeerde been had gezet in deze discussie. Het kwam mij zo af en toe ‘klimaatsceptisch’ over, iets dat we nogal regelmatig tegenkomen. Excuses als ik dat verkeerd heb gezien. Het is in ieder geval fijn dat je toch iets aan alle info hebt gehad.
Over de CO2-T ijstijden heb ik je een link naar een blogstuk gegeven, daar kun je meer informatie vinden. Verder is het echt aan te raden om met het Modtran model van Prof. David Archer te spelen, het werkt heel inzichtelijk.
De truc van het broeikaseffect is dat een toename van de concentratie aan broeikasgassen ervoor zorgt dat de effectieve hoogte waarbij fotonen naar het heelal kunnen ontsnappen opschuift richting heelal. Deze lagen zijn kouder en derhalve is de uitgestraalde energie lager (σT ⁴). Door het adiabatische temperatuurverloop in de troposfeer wordt het oppervlak dan warmer en vervolgens neemt de uitgestraalde energie weer toe. Zie de schets hieronder naar een afbeelding uit een boek van Pierrehumbert. Voor een energetisch evenwicht moet de uitgestraalde energie van de aarde uiteraard gelijk zijn aan de geabsorbeerde hoeveelheid zonne-energie.
LikeLike
Er is een zekere parallel tussen de atmosfeer en de kachel met het enkele glas in het venster. Maken we het glas dubbel, dan loopt de temperatuur in huis op totdat het warmteverlies weer gelijk is aan de warmte die de kachel geeft. Natuurlijk zetten we de kachel op een zachter pitje en daar is het ook om te doen. Het probleem met de atmosfeer is dat we de kachel niet wat zachter kunnen zetten…….
(Voor een deel gebeurt dit laatste wel door extra vorming van wolken..)
@Jos Hagelaars,
Interessante info!
Begrijpelijk dat de afstraling naar het heelal naar boven opschuift. (waar het in eerste instantie wel kouder is)
De dichtheid is daar kleiner waardoor er voor de IR meer kans is aan de broeikasgassen te ontsnappen.
Nu zie ik er ook nog wel een mogelijke negatieve terugkoppeling in.
Doordat vervolgens de temperatuur n.l. iets omhoog gaat op die grotere hoogte wordt de golflengte van de IR kleiner waardoor de Planck-curve iets wegschuift van het absorptiegebied van H2O en CO2………..
Ik was niet klimaat-sceptisch omdat de feiten wel voor zich spreken, maar wel CO2-sceptisch doordat ik O2 en N2 (intermoleculair) een veel te grote rol in de absorptie van de laagfrequente IR gaf. Zo kon ik aan CO2 nauwelijks nog een rol toekennen in het absorptieverhaal en leek CO2 geen knop om iets aan de klimaatverandering te doen. Ik dacht dat ik van het begin af aan dit wel aangaf – later wel wat explicieter.
LikeLike
Ik heb het mechanisme van de CO2 in de atmosfeer eens uitvoerig bekeken, maar nu uitgaande van de transparantie van N2 en O2 voor de door het aardoppervlak uitgestraalde IR……
Dit mechanisme werkt t.a.v. de temperatuur positief, dus verhoogt de temperatuur.
Dit mechanisme werkt alleen temperatuur-verhogend voor de door het aardoppervlak uitgestraalde IR,
Voor de door stikstof en zuurstof uitgestraalde IR werkt CO2 neutraal, heeft dus geen invloed op de temperatuur.
Ik zie geen verzadigingspunt, dus de temperatuur zou onbeperkt kunnen toenemen bij onbeperkte CO2-toename in de atmosfeer.
Ik schrok me een hoedje….
Ik vroeg me vervolgens af of dit proces zelf geen directe negatieve terugkoppeling op de temperatuur veroorzaakt.
Wel, temperatuurtoename door CO2 in de atmosfeer blijkt in strijd met het viriaal-principe!
Door het zwaartekrachtveld is de atmosfeer hieraan onderhevig en dit veld is onafhankelijk van het hierboven bedoelde mechanisme aanwezig.
De CO2-toename kan dus niet tot een globale temperatuurverhoging leiden!
Wat nu…….?
LikeLike
“Wat nu?”
Ik kan alleen maar zeggen wat ik in zo’n geval zou doen. Ik zou me allereerst eens afvragen hoe aannemelijk het is dat al die duizenden wetenschappers die zich de afgelopen anderhalve eeuw met het klimaat hebben beziggehouden zoiets elementairs over het hoofd hebben gezien. En zou dan direct concluderen dat dat buitengewoon onaannemelijk is. Om niet te zeggen: zo goed als uitgesloten.
Vervolgens zou ik me realiseren dat ik niemand kan overtuigen met de bewering dat CO2 in strijd is met het viriaal-principe, als daar geen ontzettend overtuigende onderbouwing bij wordt geleverd. Met onderbouwing bedoel ik dan niet het malle curve-fiiting verhaaltje van Nikolov en Zeller dat met enige regelmaat voorbij blijft komen, maar serieuze fysica. Die niet in strijd is met natuurwetenschappelijke principes, zoals de wet van behoud van energie en de basale stralingsfysica.
Kortom, ik zou er vooral nog eens heel goed over nadenken. En in elk geval niet heel stellig (met uitroepteken) iets poneren dat in strijd is met zo’n anderhalve eeuw klimaatwetenschap. Ik zou eventueel bepaalde vragen die ik heb stellen aan mensen die wat meer thuis zijn in dit onderwerp dan ik. Aan Bob of Jos, bijvoorbeeld.
LikeLike
@peter van de putte
– “Ik zie geen verzadigingspunt, dus de temperatuur zou onbeperkt kunnen toenemen bij onbeperkte CO2-toename in de atmosfeer.”
De relatie tussen forcering en CO2-concentratie is niet lineair, maar logaritmisch. Weer te gegeven in simpele vorm door de formule ΔF = -Ln(C/C₀):
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/98GL01908
Maar dat het niet verzadigd kun je live meemaken op Venus.
– “Ik vroeg me vervolgens af of dit proces zelf geen directe negatieve terugkoppeling op de temperatuur veroorzaakt.”
Dat doet het, het geeft de grootste negatieve feedback in het systeem, de Planck-feedback. Een stijgende T leidt tot meer uitstraling via de wet van Stefan-Boltzmann (σT⁴). Dit wordt geschat op circa -3.2 W/(K·m²) voor een verdubbeling van de CO2-concentratie. De forcering voor de verdubbling van de CO2-concentratie is circa 3.7 W/m² (zie formule hierboven).
http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JCLI3799.1
– Wel, temperatuurtoename door CO2 in de atmosfeer blijkt in strijd met het viriaal-principe!
Je doelt op het verband tussen de potentiele energie en de kinetische energie of, voor sterrenstelsels e.d. op de gravitatiekracht en de kinetische energie?
Waarom zou de temperatuurtoename van de gassen in de troposfeer in strijd zijn met het viriaal theorama?
LikeLike
@ Jos Hagelaars,
Je zegt:
‘Dat doet het, het geeft de grootste negatieve feedback in het systeem, de Planck-feedback.’
Ik denk dat je bedoelt: positieve feedback.
Was het maar een negatieve…..
Deze positieve feedback (mee-koppeling) zit dus in de Planck-karakteristiek voor een zwarte straler.
Venus inderdaad een mooi voorbeeld daarvan.
Ik doelde dus op het omgekeerde: wat zijn de tegen-koppelingen op de stijgende temperatuur van de atmosfeer …….?
In dit verband dacht ik ook aan het viriaal-theorema:
Voor de atmosfeer zou volgens dit theorema moeten gelden: 2xEkin + Egrav. = 0
Bij toename van de temperatuur neemt Ekin toe, dus zou Egrav moeten afnemen als het theorema geldt voor de atmosfeer.
Maar dan moet voor een willekeurig gebiedje in de atmosfeer de afstand tot het zwaartepunt van de aarde kleiner worden, m.a.w. de atmosfeer zou moeten krimpen.
Dit lijkt me in strijd met een hogere temperatuur van de atmosfeer als ik de atmosfeer als een gesloten systeem opvat. (Pin = Puit bij een nieuwe stralingsbalans)
Want:
Volgens de algemene gaswet zou dan de atmosferische druk evenredig groter moeten worden met de (absolute) temperatuur. Daarnaast zou de druk extra groter moeten zijn omdat volgens het viriaal-theorema het volume kleiner wordt.
Kortom: we zouden we bij een grotere globale temperatuur een versterkte drukverhoging moeten meten………
Dit meten we niet, of wel?
Of is het verschil te klein om meetbaar te zijn?
Verder:
Blijkt de strijdigheid ivm het viriaal-theorema ook niet met het veronderstelde temperatuurverloop in de troposfeer bij een hogere temperatuur ervan?
De temperatuur op hoogte nul zou groter zijn en met de toename van de hoogte zou de temperatuur met de zelfde steilheid dalen.
Zou deze steilheid zich niet zodanig aanpassen dat de convectie groter wordt waardoor de temperatuur constant blijft ?
Dat zou dan – om in overeenstemming met het viriaal-theorema te blijven – een daling van de temperatuur moeten zijn over een kleiner hoogteverschil.
We blijven dan in het reine met het viriaal-theorema……
Het zijn vragen, maar ik zit dus met een strijdigheid te kijken…
Nu ligt de zaak wat complex vanwege het variërende gravitatieveld waarin de atmosfeer zich bevindt. De aarde waggelt wat in de baan tov de zon als gevolg van het gemeenschappelijk zwaartepunt van het aarde-maan-systeem. Dit zwaartepunt ligt nog net wel binnen de aarde, dus Egrav. van de atmosfeer moet/kan t.o.v. dit punt worden bekeken.
Het gravitatie-veld varieert, maar wel cyclisch…….. (denk aan eb en vloed)
LikeLike
Googelen kan wel eens helpen. Dit artikel schijnt het wel goed uit te leggen (ik heb het allemaal niet meer helemaal paraat): “The virial theorem and planetary atmospheres”
Overigens waren het niet Nikolov en Zeller die verhaaltjes over strijdigheid met het viriaal-theorema in de wereld brachten, zoals ik gisteren dacht. Het was, alweer wat langer geleden, Miskolczi. Science of Doom is uitgebreid ingegaan op de schrijfels van Miskolczi. Het eerste deel staat hier: “The Mystery of Tau – Miskolczi“.
LikeLike
@ Hans,
Hartstikke bedankt voor deze links!
Dat ga ik bekijken.
De CO2 verschuift uitstraling naar convectie met mogelijke consequenties voor de temperatuur……..
Ik denk dan wel: het viriaal moet overeind blijven, dus hoe gaat dat en welke consequenties heeft dat voor de convectiestroom?
Het lijkt me dat deze stroom verandert bij variatie van de CO2. Gaseigenschappen bepalen in combinatie met het gravitatieveld de convectieweerstand in de atmosfeer. En deze zie ik niet veranderen in het plaatje van Pierehumbert dacht ik – de lijnen lopen in beide plaatjes n.l. even steil.
Ik heb nog niks over het viriaal gelezen ivm de atmosfeer – ik zit gewoon op een oude envelop wat te doen eigenlijk. Dus het artikel is zeer welkom – bedankt.
Het viriaal geldt bv ook voor een satelliet – de 3e wet van Kepler volgt er ook uit. Het principe werkt ook in het atoom – het werkt van micro-kosmos tot in de macro-kosmos. (sterren en sterrenstelsels)
LikeLike
@peter van der putte
– “Ik denk dat je bedoelt: positieve feedback. Was het maar een negatieve…..
Nee, het is een negatieve terugkoppeling. De temperatuurstijging door een toename van de CO2-concentratie leidt tot een verhoogde energie-output van de aarde. Dat vermindert het effect van het extra CO2.
– ”wat zijn de tegen-koppelingen op de stijgende temperatuur van de atmosfeer …….?
Bijv. de lapse rate, heb ik je eerder al op gewezen. Lees de links.
– Bij toename van de temperatuur neemt Ekin toe, dus zou Egrav moeten afnemen als het theorema geldt voor de atmosfeer.
De vraag is of je dit zo kunt stellen. De temperatuur van de troposfeer neemt over het algemeen toe, maar ook het volume, de hoogte van de tropopauze neemt nl. toe:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2002JD002258
De stratosfeer daarentegen koelt juist af door de toename van de CO2-concentratie.
Eerlijk gezegd ben ik niet (meer) zo thuis in de mechanica, wellicht kan onze natuurkundige Bob hier nog wat aan toevoegen.
PS over Miskolczi, zie ook:
Klik om toegang te krijgen tot Rebuttal_Miskolczi_Layperson_20100927.pdf
LikeLike
Jos Hazelaars,
Ik had het ivm de feedback anders opgevat.
Op zich is er een positieve feedback,want als de CO2 toeneemt, neemt ook de straling van het aardoppervlak toe.
Maar, er zit een negatieve feedback in omdat de straling afnemend stijgend is tov de CO2-concentratie en hier doelde jij dus op. (logaritmisch verloop)
Lapse rate feedback ook duidelijk.
Ivm met het viriaal-theorema:
Dat geldt wel denk ik, maar dan voor het gehele systeem natuurlijk.
Dat de troposfeer uitdijt is niet strijdig bv. – dit is maar een deel van de atmosfeer immers.
Ik keek ff niet verder dan de troposfeer – dom, dom..
Het is dus ook duidelijk waarom dit theorema nog niet veel zegt over wat er in de troposfeer gebeurt ivm de temperatuur…
In de stratosfeer zien we het tegenovergestelde van wat in de troposfeer gebeurd: afname van de kinetische energie………
Dat de stratosfeer koeler wordt bij meer CO2 heeft te maken – denk ik – met het feit dat er op lager niveau – in de troposfeer – door de toegenomen CO2 meer straling (12-18 micrometer) is opgenomen………..
Maar dat heeft op zich weer invloed op de lapse rate doordat het temperatuurverschil tussen beneden en boven in de troposfeer groter wordt door afkoeling in de stratosfeer.
Dit zou op zich een grotere convectiestroom betekenen.
Maar daar staat dan weer een afname van de convectie tegenover door de grotere hoogte van de troposfeer…
Kortom: het is nogal complex………
LikeLike
Ik neem aan dat uit berekeningen volgt dat de (asymptotische) grens van de absorptiecapaciteit bij de huidige concentratie CO2 nog niet is bereikt.
Ik zou me kunnen voorstellen dat dit wel het geval is in het midden van het absorptiespectrum, maar nog niet helemaal aan de randen ervan.
Anders zou je geen verdere opwarming meer kunnen voorzien door CO2 – zou ik denken.
Wei is er – vooral bij grotere golflengten – een overlap met het spectrum van waterdamp. Dit verzacht het effect op de temperatuur bij verdere verhoging van de CO2 wat.
In het plaatje voor de uitstraling van de atmosfeer zal dus de CO2-dip niet dieper worden, maar wel wat breder – vooral aan de kant van de kleinere golflengten.
Blijkbaar is de verzadiging van de absorptie nog niet bereikt bij een verdubbeling van de CO2 tot 2 x 280 ppm = 560 ppm……
Bij welke concentratie bereiken we het verzadigingspunt voor de absorptie?
In ieder geval zal verder verhoging van de concentratie wel tot minder temperatuurverhoging leiden wegens het asymptotische verloop naar het verzadigingspunt.
Een andere vraag is in hoeverre de afkoeling van de stratosfeer bij verhoging van de CO2 een negatieve feedback is op de temperatuurverhoging in de troposfeer.
Ik neem aan dat deze afkoeling het resultaat is van een afname van absorptie door CO2 in de stratosfeer door een toename ervan in de troposfeer. Klopt?
Een berekening voor het effect van CO2 lijkt me an sich niet het probleem, maar het web van onderling gekoppelde mee- en tegen-koppelingen maakt het lastig het effect te voorspellen………..
In wiskundige termen geformuleerd gaat het om een stelsel van nogal wat (niet-lineaire) differentiaalvergelijkingen…….
Er wordt door het ICPP gesteld dat het voor 95 % zeker is dat minstens de helft van de opwarming sinds………het resultaat is van CO2-toename.
Hoe zit de statistiek achter deze uitspraak in elkaar?
LikeLike
@peter van der putte
– “Bij welke concentratie bereiken we het verzadigingspunt voor de absorptie?”
Dat is er niet, zie eerdere links + uitleg in video van Archer.
– ”Ik neem aan dat deze afkoeling het resultaat is van een afname van absorptie door CO2 in de stratosfeer door een toename ervan in de troposfeer.”
In de stratosfeer weegt de emissie van CO2 zwaarder dan de absorptie, het temperatuurprofiel is tegengesteld aan de troposfeer, met toenemende hoogte neemt de T toe. Zie bijv:
https://www.skepticalscience.com/Stratospheric_Cooling.html
– “Er wordt door het ICPP gesteld dat het voor 95 % zeker is dat minstens de helft van de opwarming sinds………het resultaat is van CO2-toename. Hoe zit de statistiek achter deze uitspraak in elkaar?”
Het IPCC statement in AR5 over de helft van de opwarming sinds 1950 gaat niet over CO2 maar over de totale menselijke bijdrage. Het statement luidt:
“It is extremely likely that more than half of the observed increase in global average surface temperature from 1951 to 2010 was caused by the anthropogenic increase in greenhouse gas concentrations and other anthropogenic forcings together. The best estimate of the human-induced contribution to warming is similar to the observed warming over this
period. {10.3}”
Zie dit stuk + links daarin:
https://klimaatverandering.wordpress.com/2014/10/09/jazeker-hebben-wij-mensen-voor-opwarming-gezorgd/
De beste schatting voor het menselijk aandeel in de opwarming na 1950 ligt op circa 110%.
LikeLike
Beste Jos,
Bedankt voor je reactie.
Die absorptie-verzadiging is er alleen als het aardoppervlak in dezelfde mate blijft uitstralen natuurlijk, maar met meer CO2 neemt juist die straling toe.
Maar ik zou me kunnen voorstellen dat op een gegeven moment de toename van de straling vanaf het aardoppervlak achterblijft bij de toename van de absorptiecapaciteit.
Maar dit gebeurd dus niet in die mate dat er een plafond (asymptoot) in zit.
Wel zal de temperatuur afnemend stijgen bij toename van de CO2.
“It is extremely likely that“ enz…
Ik dacht dat er een percentage bij genoemd werd, maar dat zal wel het verhaal zijn dat 95 % van de wetenschappers het hier mee eens is.
Dat betekent natuurlijk niet dat er 95 % zekerheid is dat dit inderdaad ook zo is…. Het betekent misschien dat bij een steekproef onder wetenschappers geldt dat het steekproefresultaat voor de menselijke invloed op de temperatuur minstens 50 % is met een betrouwbaarheidsinterval van 95 %.
Klopt dit, of betekent het dat 95 % van de bij het ICPP betrokken wetenschappers ‘ja’ zei op het statement?
Of is het een uit de lucht gegrepen verhaal van de media?
Ok, duidelijk ivm de afkoeling in de stratosfeer.
Maar dit geeft ook een tegen-koppeling op de temperatuur in de troposfeer denk ik….
LikeLike
@peter
– “It is extremely likely that“ enz…
De IPCC-terminologie en de daarbij horende onzekerheidsindicatie kun je opzoeken. Zie hieronder het lijstje uit AR5 Technical Summary box TS.1 (blz. 36):
Virtually certain: 99–100% probability
Very likely: 90–100% probability
Likely: 66–100% probability
About as likely as not: 33–66% probability
Unlikely: 0–33% probability
Very unlikely: 0–10% probability
Exceptionally unlikely: 0–1% probability
Additional terms (extremely likely: 95–100% probability, more likely than not: >50–100% probability, and extremely unlikely: 0–5% probability) may also be used when appropriate.
– “Klopt dit, of betekent het dat 95 % van de bij het ICPP betrokken wetenschappers ‘ja’ zei op het statement?”
Lees nou even de links, daar wordt het geduid.
Zie hieronder de kansverdeling voor het deel van de opwarming voor 1951-2010 dat door mensen is veroorzaakt.
LikeLike
Met dit gegeven bereken ik ongeveer 3,6 W/m2 extra vanaf het aardoppervlak bij een verdubbeling van de CO2:
https://www.nature.com/articles/nature14240
Als we in hetzelfde tempo CO2 blijven uitstoten zitten we over 180 jaar t.o..v. 2010 aan het dubbele: 800 ppm.
Met de aarde als zwarte straler zien we dan een temperatuurverhoging van iets meer dan 0,5 graad aan het oppervlak, tov 2010:
(505,6 / 502,0)^0,25 x 289 = 289,52 ; een verschil van ongeveer 0,5 graad.
Vanaf 1850 tot 2190 zou de menselijke broei-bijdrage dan iets van 0,8 graad zijn……
LikeLike
Peter,
De bekende stralingsforcering ten gevolge van een verdubbeling van de CO2-concentratie is 3,7 W/m2, zoals je bijvoorbeeld had kunnen vinden op Wikipedia.
Dat is de verandering van de stralingsbalans aan de top van de atmosfeer en dus niet aan het oppervlak. Volgens mij moet je aan het oppervlak dan op een hogere waarde uitkomen.
Opwarming als gevolg van alleen een verdubbeling van de CO2-concentratie is ongeveer 1°C. De werkelijke opwarming is ook afhankelijk van feedbacks: waterdamp, albedo, lapse rate, en dergelijke. Die moet je ook in beschouwing nemen om de menselijke invloed te schatten. De klimaatwetenschap doet dat dan ook. Al vanaf Arrhenius in 1896.
LikeLike
@ Hans,
De inschatting van 3,7 W/m2 klopt dus aardig met wat uit het meetresultaat volgt en dat is toch opmerkelijk!
Een verschil op de stralingsbalans moet je juist terugvinden aan het aardoppervlak – zo had ik gedacht.
Uit de betreffende metingen (aan het aarde-oppervlak uitgevoerd) blijkt een correlatie tussen de CO2-concentratie en de straling op het aardoppervlak: 0,2 W/m2 toename bij 22 ppm toename in 10 jaar tijd.
Gaan we van een oorzakelijk verband uit, dus toename stralingsvermogen als gevolg van toename CO2 , dan zitten in dit meetresultaat natuurlijk alle effecten ivm lapse rate / meekoppelingen etc.
Als je dit resultaat lineair extrapoleert (toename CO2 in de atmosfeer is lineair ongeveer) kom je uit op 800 ppm in 2190 (verdubbeling tov 2010) en dan kom je met mijn rekensommetje simpel uit op ongeveer 0,5 graad verhoging tov 2010.
Dit is een uitkomst op basis van een directe meting van grootheden waarin het nu juist om te doen is, dus zonder tussenkomst van ingewikkelde modellen met grote onzekerheden.
Het enige dat in de rekensom wordt aangenomen is dat de aardbol een zwarte straler zou zijn…….
Verder stijgt de absorptie bij lineaire toename van de CO2 afnemend, hetgeen zou kunnen betekenen dat de temperatuurverhoging nog lager uitkomt.
Maar misschien gaan positieve terugkoppelingen in de toekomst een sterkere rol spelen dan in de periode waarin de betreffende meting is gedaan (2000 – 2010) waardoor het effect ivm de afnemende absorptie wordt tegengegaan…..
LikeLike
“Een verschil op de stralingsbalans moet je juist terugvinden aan het aardoppervlak – zo had ik gedacht.”
Dat ontken ik dan ook niet. Maar het is niet de definitie van stralingsforcering.
“Uit de betreffende metingen (aan het aarde-oppervlak uitgevoerd) blijkt een correlatie tussen de CO2-concentratie en de straling op het aardoppervlak: 0,2 W/m2 toename bij 22 ppm toename in 10 jaar tijd.”
Ik ken het onderzoek niet in detail, maar in het abstract lees ik, onmiddellijk na die 0,2 W/m2: “This is approximately ten per cent of the trend in downwelling longwave radiation“. Referentie 5 bij dat citaat zegt onder meer: “The results indicate that over the period 1964–1990, there has been a global increase in the clear‐sky longwave flux at the surface. The global trend is approximately +1.7 W m−2 per decade”
Het lijkt me dus glashelder dat de “surface forcing” niet gelijkstaat aan de toename van de hoeveelheid straling op het oppervlak. Ik denk dat je het artikel nog eens beter moet lezen.
LikeLike
Peter,
Als ik het goed heb is surface forcing het verschil tussen inkomende en uitgaande straling aan het aardoppervlak. En dus niet de toename van de inkomende of uitgaande straling.
Stralingsforcering is een nogal verraderlijk begrip, waar je heel makkelijk mee de fout in kan gaan. Ik vermoed dat dat iedereen die zich ooit is gaan verdiepen in klimaatwetenschap wel een paar keer is overkomen.
LikeLike
@Hans,
Stralingsforcering is volgens mij het verschil tussen ingaand en uitgaand stralingsvermogen / m2.
Klopt toch?
Ik denk zo:
In een periode van versterking van het z.g. broeikaseffect meten we direct vanaf het aardoppervlak meer stralingsvermogen/m2 dan in de periode daarvoor. Vanaf grote hoogte meten we juist minder stralingsvermogen.
Stel dat we morgen niet verder gaan met het versterken van het broeikaseffect, dan meten we vanaf het aardoppervlak nog altijd meer stralingsvermogen dan vóór de periode van de versterking, maar boven meten we een uitstralend vermogen gelijk aan het instralende. (zal even duren nadat we de knop hebben omgezet)
Ik snap trouwens niet wat ze bedoelen met: “This is approximately ten per cent of the trend in downwelling longwave radiation“
Wat moet ik hier van denken?
In mijn berekeningetje deed ik niks met het verschil tussen ingestraald en uitgestraald vermogen.
Ik ging ervan uit dat we de toename van de neerwaartse straling richting aardoppervlak zoals die is gemeten (0,2 W/m2 per 22 ppm in 10 Jaar) terugvinden in het door het aardoppervlak uitgestraalde vermogen..
De zo gevonden toename van het vermogen vanaf het aardoppervlak uitgestraald geeft het temperatuurverloop aan het aardoppervlak via sigma x T^4 – zo had ik gedacht……..
Fout?
LikeLike
Peter,
Nogmaals, 0,2 W/m2 is NIET de toename van de neerwaartse straling die is gemeten. Die toename is veel hoger. 0,2 W/m2 is de stralingsforcering die uit de metingen is berekend. Heb je het artikel van Feldman wel gelezen? Of heb je alleen dat getal uit het abstract gepikt?
LikeLike
Toevoeging:
In plaats van het artikel van Feldman, zou je ook het blogstuk van Jos erover nog eens goed kunnen lezen. Daar staat onder meer:
“Feldman en zijn medeonderzoekers hebben uit hun metingen het signaal van alleen CO2 gefilterd, de CO2-forcering, door gebruik te maken van een zogenaamd ‘Line-by-Line Radiative Transfer Model’”
Er komt wel wat meer aan het bepalen van een forcering te pas dan alleen maar het meten van neerwaartse straling.
LikeLike
@ Hans,
ja, ik heb alleen maar het abstract gelezen en dat getal dus verkeerd geïnterpreteerd?
Hoe moet ik dan een ‘surface radiative forcing’ van ‘0.2 W m−2 per decade’ opvatten ?
Of betreft dit getal alleen het verschil per 10 jaar voor het aandeel CO2?
Dan is het totale verschil natuurlijk groter.
Vandaar die 10 % dan?
Maar dan kom ik in 2010 tov 2000 op ongeveer +0,3 graad tgv extra absorptie van IR.
Van 2000 tot 2020 dan +0,6 ongeveer, maar dat is niet in overeenstemming met de trendbreuk sinds ongeveer 2000.
Verder dan naast opwarmende factoren door broeigassen ook afkoelende op een of andere manier…….?
Zal stuk van Jos lezen.
LikeLike
Peter,
Zoals ik al zei is forcering een vrij lastig begrip, waar je makkelijke fouten mee maakt. Ik hoop dat ik die fouten hier kan vermijden.
Een stralingsforcering zou je kunnen zien als de initiële verandering in de stralingsbalans die op zou treden als (bijvoorbeeld) de CO2-concentratie instantaan zou verdubbelen. Alle gevolgen van die verandering (toename van de uitstraling door opwarming van oppervlak en atmosfeer, en andere feedbacks) tellen niet mee in de forcering.
De forcering aan het oppervlak zou dan alleen de extra neerwaartse straling zijn die het directe gevolg is van de hogere CO2-concentratie. Extra straling die het gevolg is van opwarming van de atmosfeer zit er dan niet in. En het effect van andere feedbacks (waterdamp, albedo, lapse rate, bewolking) ook niet.
Ik hoop dat ik het zo goed zeg en dat ik niks over het hoofd zie. Maar dat sluit ik ook niet helemaal uit, omdat ik me nooit echt in die oppervlakte-forcering heb verdiept. Forcering aan de top van de atmosfeer wordt vaker gebruikt. Mocht ik iets gemist hebben, dan zullen Jos of Bob wel even inspringen, denk ik.
LikeLike
@Hans,
Zoiets begon ik al te denken: extra neerwaartse straling alleen in de frequenties van CO2 in dit geval.
Maar dan is die 0,2 W/m2 per 10 jaar de trend hierin.
Ik heb het stuk van Jos – niet Bob – inmiddels gelezen, maar geeft geen antwoord op de vraag.
Nu zal de atmosfeer ook straling uit het CO2-gebied uitstralen en dat kun je in je meting niet onderscheiden van het vermogen dat puur door CO2-moleculen wordt uitgestraald……….
Bij toename van de temperatuur van de atmosfeer zal de atmosfeer meer vermogen in het absorptiegebied van CO2 uitstralen – ook neerwaarts.
Deels wordt deze straling dan ook nog geabsorbeerd door CO2 enz……..
De neerwaartse IR in het CO2-gebied is dus voor een deel geen terug-straling.
Overigens denk ik dat CO2-moleculen ook straling uitzenden met langere golflengten als ze in de atmosfeer een opwarmend effect hebben.
Als een CO2-molecuul aan de atmosfeer kinetische energie afgeeft heeft het geëmitteerde foton een lagere energie dan het geabsorbeerde foton volgens behoud van energie en dus een grotere golflengte die buiten het gebied absorptiegebied kan vallen………
Of geven de CO2-moleculen altijd fotonen af gelijk aan die bij absorptie?
Dan warmen ze de atmosfeer niet direct op en gebeurt dat alleen maar via het opgewarmde aardoppervlak…..
LikeLike
Peter,
Het lijkt me, om verwarring te voorkomen, belangrijk om zorgvuldig om te gaan met de terminologie. En dat betekent dat je onderscheid moet maken tussen het begrip “surface radiative forcing” en de manier waarop die wordt bepaald uit metingen.
De forcering is de directe verandering in de stralingbalans, uitgedrukt in W/m2, die je zou krijgen als gevolg van een instantane verandering van de CO2-concentratie. Dus zonder het effect dat opwarming van oppervlak en atmosfeer, toename van waterdamp, enzovoort, op de stralingsbalans hebben.
Om het effect van extra CO2 te isoleren uit de neerwaartse straling moet je het dus uit al die andere zaken filteren. Dat lijkt me knap ingewikkeld en ik heb me er niet in detail in verdiept, dus ik ben wat voorzichtig met uitspraken daarover. Maar het emissiespectrum van CO2 t.o.v. dat van andere gassen zal één van de dingen zijn die worden gebruikt. Ik neem aan dat er bijvoorbeeld ook een temperatuurcorrectie wordt gebruikt, niet alleen om te corrigeren voor de opwarming op lange termijn, maar ook voor de schommelingen in het lokale weer.
Als je echt het naadje van de kous wil weten moet je, zo vermoed ik, zelf in de wetenschappelijke literatuur gaan graven.
LikeLike
@Hans,
Bedankt voor je reacties.
Ja, ik stel me zo voor dat het spectrum van de neerwaartse straling wordt geanalyseerd op basis van correcties op de metingen zoals temperatuur, vochtigheid etc.
Veranderingen in het spectrum kunnen dan in de tijd zichtbaar worden.
Het lijkt me dat dit onderzoek eveneens data heeft opgeleverd betreffende het verloop van het totale vermogen van de neerwaartse straling……..
Hieruit zou dan toch een indruk kunnen volgen over de temperatuurverandering……
Dit soort metingen op het aardoppervlak zouden op grote schaal – dus op veel locaties – moeten worden gedaan om een betrouwbare schatting te kunnen maken voor het temperatuurverloop door CO2……
LikeLike
Ik ging er in eerste instantie vanuit dat ook stikstof en zuurstof broeikasgassen waren….
Toen ik van dit idee werd afgebracht ging ik bv CO2 serieuzer nemen.
Maar hoe zit het nu hiermee? :
https://www.academia.edu/37577750/Quantum_Mechanics_and_Raman_Spectroscopy_Refute_Greenhouse_Theory
LikeLike
Peter,
Hoe het daarmee zit? Er zijn duizenden mensen op de wereld die hun theorietjes ergens op internet kwakken en dan suggereren dat ze het beter weten dan de hele wetenschap. Dit is geen serieus wetenschappelijk artikel. En het gaat wat ver om van ons te verwachten dat wij op verzoek al dit soort verhalen door gaan ploegen. Ik besteed mijn tijd in elk geval liever aan serieuze wetenschap.
Wat ik er even snel zoekend van begrijp: stikstof en zuurstof kunnen ook straling absorberen, maar wel in golflengtes die niet of nauwelijks voorkomen in het spectrum de uitgaande langegolf-straling. En dat negeert deze meneer. Het feit dat ze straling kunnen absorberen maakt ze geen broeikasgassen, omdat ze geen rol van betekenis spelen in het atmosferische broeikaseffect.
LikeLike
Dacht ik ook.
Zuurstof zou ergens rond 6 micrometer absorberen zag ik en dat ligt wel in het gebied dat van belang is – geen grote bandbreedte.
Er zit natuurlijk wel veel meer zuurstof in de atmosfeer dan CO2, H2O etc…..
LikeLike
Peter,
Artikelen van Principia Scientific International zijn een soort propagandamateriaal, van peer-review heeft men daar nooit gehoord.
https://www.desmogblog.com/principia-scientific-international
Wellicht heb je nog iets aan deze twee stukken van Eli Rabett:
http://rabett.blogspot.com/2018/03/dear-judge-alsop-spectroscopic-basis.html
http://rabett.blogspot.com/2018/03/dear-judge-alsop-quantum-interlude.html
Die Blair MacDonald geeft enkele reacties in het laatste blogstuk.
Overigens is die man een economieleraar:
https://www.researchgate.net/profile/Blair_Macdonald
LikeLike
Peter, alle gassen absorberen straling in het infrarode gebied, en dus ook zuurstof en stikstof. Maar, en dit is erg belangrijk, ze absorberen veel en veel minder sterk dan de broeikasgassen zoals kooldioxide en water (en ook methaan en stikstofoxiden, etc).
Ik ben zelf te vinden in de commentaren op Rabbett Run (vreemd genoeg als “anonymous”), met wat (nutteloze) pogingen om Blair MacDonald te laten inzien dat hij echt niet weet waar hij het over heeft.
LikeLike
@Jos, bedankt weer voor de links.
@Jos/Marco,
Ik vroeg me dus af of het absorptiebandje van zuurstof ergens bij 6 micro-meter iets te betekenen heeft, maar het is duidelijk dat dit bandje weinig doet ondanks de veel grotere concentratie van O2 t.o.v. CO2 wegens de veel kleinere extinctie van O2. Verder laat de Planck-curve zien dat er in het gebied waarin O2 dan wel IR-actief is ook niet zoveel vermogen wordt uitgestraald……..
LikeLike
Peter, misschien dat dit artikel je ook een beetje verder helpt: https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/wea.2072
Let daar ook op de bijdrage van ozon (O3).
LikeLike
Dankjewel Marco – ik ga het nog bekijken.
Ik zit opnieuw met een nieuwe vraag.
Dat het hier geen -18 graden C is, maar iets van 15 graden C is te danken aan het feit dat het aardoppervlak haar energie van de zon grotendeels d.m.v. convectie naar grotere hoogten brengt. (Waar het vervolgens vrij kan uitstralen naar het heelal.)
Nu kennen we een grote rol toe aan IR-actieve gassen hierin; deze gassen zorgen ervoor dat het aardoppervlak grotendeels niet vrij kan uitstralen naar het heelal en dat de energiestroom grotendeels overgaat in convectie.
Maar, nu vraag ik me af of we aan deze gassen niet een te grote rol toekennen.
Zonder deze gassen in de atmosfeer zou er toch ook wel convectie zijn en dus opwarming…..
Ik zou me kunnen voorstellen dat door de druk van 1 atmosfeer bij het aardoppervlak transport door convectie (voor een deel) vóór straling gaat en op grotere hoogten – door de lagere druk – andersom……
Ik weet dit niet – het is een vraag.
Ik weet wel dat bv neerwaartse straling e.d.ook echt worden gemeten en dat dit soort metingen de huidige theorie lijken te ondersteunen, maar zijn er experimenten uitgevoerd die echt bevestigen dat stralingsaspecten inderdaad zulke bepalende factoren zijn in het verhaal van het klimaat?
ik zou me kunnen voorstellen dat de gemeten neerwaartse straling een lokaal fenomeen binnen de convectie is……
LikeLike
@peter van de putte
Zie deze modelstudie:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2010JD014287
PDF:
Klik om toegang te krijgen tot 2010_Lacis_la09300d.pdf
Of deze science brief:
http://www.giss.nasa.gov/research/briefs/schmidt_05/
LikeLike
Hetty, een reactie die alleen bestaat uit een link, zonder context, wordt niet geplaatst. Geef dan bijv even de crux weer van wat je wilt zeggen, en verwijs naar een link voor meer info. Zie ook https://klimaatverandering.wordpress.com/spelregels/
LikeLike
Ik schreef op 13 januari:
‘Maar, nu vraag ik me af of we aan deze gassen niet een te grote rol toekennen.
Zonder deze gassen in de atmosfeer zou er toch ook wel convectie zijn en dus opwarming…..’
Met wat rekensommetjes aan de atmosfeer zonder IR-actieve gassen heb ik inmiddels wel ingezien dat er inderdaad een grote rol aan deze gassen moet worden toegekend……..
Zonder de toename van de CO2 zouden we de temperatuursverhoging niet onverwacht hebben gevonden – gezien het verleden.
Immers, het lijkt erop dat 1000, 2000 en 3000 jaar geleden het ongeveer net zo warm is als op het moment.
Maar nu vragen we ons af of de CO2 in het spel is.
Ik heb wat nagedacht over het gedrag van CO2 in de atmosfeer.
Op kleine hoogten straalt het weinig door de relatief grote atmosferische druk en produceert het voornamelijk warmte in de atmosfeer.
Op deze manier draagt CO2 bij aan de transformatie van het energietransport door straling naar convectie met als gevolg een accumulatie van energie die een hogere temperatuur van het aardoppervlak en de atmosfeer tot gevolg heeft.
Alle straling vanaf het aardoppervlak in het gebied van 12-18 micrometer wordt wel geabsorbeerd door CO2, dus nog meer CO2 doet er niet toe als het om de absorptie gaat van straling vanaf het aardoppervlak.
En hiermee doet meer CO2 er ook niet toe als het gaat om terug-straling van geabsorbeerde IR afkomstig van het aardoppervlak.
Maar, CO2 raakt ook aangeslagen door stoten van naburige moleculen in de atmosfeer en kan de opgenomen energie vervolgens in de vorm van straling uitzenden en zo kan toch wel meer neerwaartse IR-straling naar het aardoppervlak gaan bij een toename van de CO2.
Op zich betekent dit opwarming van het aardoppervlak zou ik denken.
Op grotere hoogten gaan de CO2-moleculen echter veel meer uitstralen en zal de neerwaartse straling daar ook groter worden, maar ook de opwaartse.
M.a.w., door dit laatste raakt de atmosfeer juist meer energie kwijt aan het heelal….
Op grote hoogten zal het koeler worden en op kleine hoogte neigt het warmer te worden. Onder toename van een groter stralingsvermogen richting heelal zouden we ook een toename van het convectievermogen moeten zien. Hiervan kan inderdaad sprake van zijn omdat het temperatuurverschil tussen de onderste luchtlagen en hogere luchtlagen groter neigt te worden.
Het lijkt er zo op dat de CO2 zichzelf op deze manier tegen koppelt met misschien wel een nul-resultaat of zelfs een negatief resultaat ipv een positief – dus dat meer CO2 ook in de atmosfeer als een CO2-koelkast werkt…..
Ik weet het niet, maar ik vraag me wel af of wel de juiste aannames worden gedaan bij simulaties e.d…….lijkt me niet zo eenvoudig.
LikeLike
@Peter van de Putte
– “…dus nog meer CO2 doet er niet toe als het om de absorptie gaat van
straling vanaf het aardoppervlak.”
Nee, de absorptieband wordt breder als de concentratie toeneemt. Zie bijv:
https://www.skepticalscience.com/saturated-co2-effect-advanced.htm
–“…maar ik vraag me wel af of wel de juiste aannames worden gedaan bij simulaties”
Radiative Transfer is niet simpel, ik ben geen expert en jij ook niet. In plaats van denken dat de gehele wetenschap er naast zou kunnen zitten, zou ik in zo’n geval denken dat ik er te weinig van begrijp.
LikeLike
Ja, bij een hogere concentratie wordt er op zich meer geabsorbeerd langs de randen van de absorptieband van CO2.
Maar, bij de huidige concentratie heb je een geweldig groot absorptievermogen van de CO2 en zal langs de randen volledig kunnen worden geabsorbeerd zou ik denken.
Maar, dan zal wel pas op grotere hoogte sprake zijn van volledige absorptie aan de randen. Ik zie dus daarom geen grotere convectiestroom ten koste van een stalingsstroom ontstaan en daarmee geen extra accumulatie van energie uiteindelijk.
Ik zeg maar wat ik zie en misschien moet ik eerst naar de Specsavers…..
Verder zie ik bovenin een grotere energieafgifte en dat compenseert dan gedeeltelijk of misschien wel geheel datgene wat onderin aan de hand is.
Omdat dit moeilijk is in te schatten kan ik me afvagen of men wel goed zit, toch? We hebben het dan gewoon over de waarschijnlijkheid van het CO2-verhaal.
Maar het lijkt volgens mij zo dat er boven meer extra opwaartse straling richting heelal ontstaat door CO2-toename dan extra neerwaartse richting aardoppervlak – ik heb hierbij ook gedacht aan een kleinere CO2-dichtheid bovenin. Door de veel kleinere druk daar neemt de straling door de CO2 meer toe dan dan het door de kleinere CO2-dichtheid daar afneemt.
LikeLike
@Peter van de Putte
Misschien de video maar eens bekijken en de pagina van SkS?
Ik heb je dacht ik eerder al een gewezen op het online emissie-absorptie model van Prof. David Archer voor het vergroten van het inzicht, bij deze nogmaals:
http://climatemodels.uchicago.edu/modtran/modtran.doc.html
Het is goed om kritisch te zijn, maar misschien zou je óók de mogelijkheid mee kunnen nemen dat je het als leek niet geheel juist inschat – met of zonder Specsavershulpmiddelen – en dat de experts op dit terrein ondersteund door vele wetenschappelijke papers het wel goed inschatten.
LikeLike
Ja, ik zal verder.kijken.
Bedankt voor alle info.
Op zich vind ik het interessant, maar natuurlijk ook belangrijk.
Maar het schijnt zo dat duizenden niet-leken toch wel behoorlijk twijfelen….
Ik denk dat ik begin te snappen waarom ze dat doen.
Ik moet wel zeggen dat ik kritische verhalen tegenkom die volgens mijn weinig hout snijden
Ik snap ook dat die twijfels niet goed uitkomen als er inmiddels een knoop is doorgehakt in een richting die door twijfels onderuit gehaald wordt……….
LikeLike
@Peter van de Putte
“Ik snap ook dat die twijfels niet goed uitkomen als er inmiddels een knoop is doorgehakt in een richting die door twijfels onderuit gehaald wordt..”
Tuurlijk, aan alle wetenschap van heel veel decennia, beginnend bij Fourier en Tyndall in de 19e eeuw, die nooit is weerlegd en keer op keer is bevestigd, moet ernstig getwijfeld worden omdat er leken zijn die er geen bal van snappen en het liever niet waar willen hebben. Dit omdat er nu beleid ingevoerd lijkt te gaan worden dat de broeikasgasemissies mogelijkerwijs gaat intomen.
Het is waarschijnlijk tevergeefs, maar je zou je wellicht toch eens af kunnen afvragen waarom er geen enkele serieuze klimaatwetenschapper is te bekennen, ook geen zogenaamde ‘klimaatsceptische’, die denkt dat CO2 geen broeikasgas is en bij concentratietoename in de atmosfeer ook geen opwarming veroorzaakt.
LikeLike
“Maar het lijkt volgens mij zo dat er boven meer extra opwaartse straling richting heelal ontstaat door CO2-toename dan extra neerwaartse richting aardoppervlak”
Uh…waarom? Hele serieuze vraag: waarom? Een molecuul CO2 kan niet besluiten in welke richting het energie uitstraalt, dus zul je met een verklaring moeten komen waarbij die CO2 moleculen zich preferentieel kan orienteren. Die verklaring zou ik wel eens willen horen.
LikeLike
@ Marco,
Nee, zo had ik dat niet gedacht met het CO2-molecuul.
Ik zal het nog uiteenzetten – nu even druk met andere dingen…..
LikeLike
Peter, zolang je er nog niet mee bezig bent, raad ik je sterk aan om het volgende artikel te lezen:
https://link.springer.com/article/10.1007/S00704-016-1732-Y
LikeLike
@ Marco,dankjewel, ik ga het lezen.
Wel, ik schreef dus:
“Maar het lijkt volgens mij zo dat er boven meer extra opwaartse straling richting heelal ontstaat door CO2-toename dan extra neerwaartse richting aardoppervlak”
Nu ik dit zo lees ben ik hiermee niet eens.
Wat ik bedoelde te zeggen is dat er van de energie die door broeikasgassen op grotere hoogten wordt uitgestraald meer in het heelal terecht komt dan op het aardoppervlak.
De kans dat een broeikasmolecuul naar beneden straalt is natuurlijk wel even groot als naar boven, maar de straling naar beneden is al lang geabsorbeerd voordat het het aardoppervlak kan bereiken – zo stel ik me voor.
Het betekent natuurlijk wel dat energie die door convectie naar boven is getransporteerd door de broeikasgassen een stuk terug naar beneden wordt gedrukt in de convectiestroom.
Lokaal wordt het zo wat warmer in een zekere laag van de convectiestroom, maar daarboven wat kouder waardoor er lokaal een compenserende versnelling in de convectie ontstaat………
Nu nog dit:
Ik stel me zo voor dat waterdamp opwarming door extra CO2 tegengaat.
Dat zit zo:
Als door extra CO2 koudere luchtlagen ontstaan gaat waterdamp minder energie uitstralen – in alle richtingen natuurlijk.
Dat lijkt me simpel.
Immers, bij afkoeling worden waterdamp-moleculen met een lagere energie aangeslagen (doordat stikstof- en zuurstof-moleculen minder kinetische energie zullen hebben) waardoor ze ook fotonen met een lagere energie naar boven en naar beneden gaan uitstralen.
Watermoleculen zijn hiertoe in staat wegens de brede absorptieband.
Kortom, wat CO2-moleculen in sterkere mate gaan doen, doen dan waterdamp-moleculen in mindere mate met dezelfde energie-inhoud.
Er gaat dus geen extra opwarming plaatsvinden door extra CO2 en ook komt er dus niet meer waterdamp in de atmosfeer zodat deze de zaak niet versterkt.
Wel zal de convectie/stralings-dynamiek veranderen en ook zal de frequentiekarakteristiek van de afstraling naar het heelal wat veranderen.
Ik zeg dus niet dat CO2 niks doet, maar wel dat de werking van extra CO2 boven ………..ppm volledig wordt gecompenseerd door waterdamp.
Ik zie dus nog steeds niet het probleem als het gaat om de toegenomen CO2 in de atmosfeer door menselijk handelen…….., maar misschien heb ik wat gemist – laat ik maar verder lezen…….
Graag zie ik commentaar op mijn redenering tegemoet.
Natuurlijk doe ik mijn best het CO2-verhaal te ontkrachten, maar ik wil dit alleen doen op basis van waarheden….
LikeLike
Peter, misschien helpt het als je de boel even heel schematisch modelleert. Vergeet convectie (dat natuurlijk wel een rol speelt, maar je moet even simpel beginnen).
Neem een lichtbron (‘de zon’) die op een plaat (1) valt van 1 m^2 die het licht van die bron omzet in infrarood en richting de lichtbron uitstraalt. Neem een handig getalletje voor de energie die op de plaat valt, en je kunt de temperatuur berekenen die de plaat moet hebben om dezelfde energie weer uit te stralen, als je hem voor het gemak als blackbody modelleert.
Dit is een model voor het aardoppervlak.
Dan de volgende stap: zet een plaat (2) van 1 m^2 tussen lichtbron en “aarde” die alleen IR opneemt en afgeeft. Bedenk wel dat die plaat in *twee* richtingen straling afgeeft. Als je de stralingsbalans opmaakt, dan merk je dat plaat 1 (aarde) warmer wordt.
Zet je nu nòg zo’n plaat (3) tussen bron en “aarde”, dan wordt plaat 1 (aarde) nòg een stukje warmer.
Zie http://rabett.blogspot.com/2017/10/an-evergreen-of-denial-is-that-colder.html
(en vooral de commentaren lezen als je wilt leren hoe sommige mensen dit simpele concept toch vooral *niet* begrijpen)
Het maakt niet uit of die platen “CO2” zijn of “H2O”, maar meer platen = noodzakelijkerwijs meer opwarming, zolang de inkomende energie hetzelfde blijft.
LikeLike
Ja, OK, zo wordt het een heel ander verhaal dan dat van mij.
Dit is een puur stralingsverhaal dat volgens mijn idee niet van toepassing is op de atmosfeer.
Ik ga ervan uit dat ongeveer 90 % van de stralingsenergie vanaf het aardoppervlak door de IR-actieve stoffen in kinetische energie wordt omgezet binnen een kleine afstand vanaf het aardoppervlak, dus in warmte die d.m.v convectie naar boven wordt getransporteerd.(Daarnaast is er nog directe convectie door geleiding tussen aardoppervlak en de lucht.)
Op grotere hoogten werken dan de broeikassen omgekeerd, dus wordt de kinetische energie terug omgezet in straling.
Dat dit zo zou werken is het gevolg van de gravitatie die voor een verloop van de atmosferische druk zorgt. Want hierdoor zijn CO2 en H2O door de hogere druk onderin bijna niet in staat de opgenomen straling weer in straling terug te geven waardoor ze dmv botsing met naburige stikstof- en zuurstof-moleculen de energie vanuit de aangeslagen toestand af geven.
Op grotere hoogten – dus bij lagere druk – wordt de kans op uitstraling van de opgenomen energie groter waardoor dan het omgekeerde plaats vindt.
Ik zie de z.g. broeikasgassen dus als elementen die de atmosfeer tot convectie in staat brengen. De convectie veroorzaakt een voortdurende ‘achterstand’ van de opwaartse energiestroom t.o.v. de neerwaartse afkomstig van de zon waardoor er sprake is van accumulatie van energie die het aardoppervlak en de atmosfeer een temperatuursverhoging leveren.
Aan de bovenkant van de atmosfeer kunnen de broeikasgassen door de lagere druk gaan uitstralen en daar zie ik een energetisch evenwicht tussen de CO2 en H2O onafhankelijk van de concentratie van de CO2.( vanaf een bepaalde waarde van de concentratie CO2)
LikeLike
Peter, lees het artikel dat ik linkte nog even door. Ik denk dat je denkfout zit in de hele compensatie. Want let wel, als je stelt dat CO2 meer gaat uitstralen (omdat er meer van is) en dus warmte weer naar beneden stuurt, dan is er voor waterdamp geen enkele reden om *minder* uit te stralen. Dat het uit koudere luchtlagen zou komen in jouw model is een tegenspraak, omdat dan ook de CO2 uit koudere luchtlagen aan het uitstralen is, en dus minder uitstraalt.
LikeLike
Ik ga dat nog lezen, maar ik zie de tegenspraak nog niet.
Door de toename van CO2 neemt de straling naar boven.en ook naar benden in gelijke mate toe. Dit geeft afkoeling van het gebied van waaruit de CO2 uitstraalt.
Door de zo ontstane lagere temperatuur gaan H2O-moleculen gemiddeld op lagere golflengten emitteren waardoor de totale H2O-emissie afneemt doordat het aantal H2O-moleculen gelijk blijft.
Dus H2O koppelt dus zo de invloed van CO2 tegen..
Ook zonder deze tegenkoppeling zie ik nog niet direct een opwarming van de atmosfeer omdat tegenover de toename van de neerwaarts gerichte straling een even grote toename van de opwaartse straling naar het heelal plaatsvindt. Daar komt nog bij dat de convectie in een deel van de convectiestroom onder het gebied vanwaaruit de CO2-straling toeneemt een stroomversnelling ondergaat doordat er een groter temperatuurverloop in dat deel ontstaat.
LikeLike
“Dit geeft afkoeling van het gebied van waaruit de CO2 uitstraalt.”
Dat gaat zo niet werken, Peter. Datzelfde gebied krijgt namelijk weer meer straling van onder en van boven doordat daar ook meer CO2 zit – wat dan juist weer opwarmen zou moeten veroorzaken van datzelfde gebied, toch?
LikeLike
Marco,
Straling die of van boven of van onder af in de beschouwde luchtlaag terecht komt wordt hoofdzakelijk – indien deze hier wordt geabsorbeerd – als straling weer uitgezonden, dus warmt niet op in de bewuste laag.
Naar boven toe wordt de kans op deze werking steeds groter vanwege afnemende druk. Dus naar boven toe krijgt de CO2 steeds meer een koelende werking door uitstraling naar het heelal.
Dit effect wordt versterkt door meer CO2 en dus……
Ik ben het artikel dat je linkte aan het lezen.
LikeLike
Je spreekt jezelf tegen, Peter, want als de luchtlaag afkoelt door meer straling van CO2, gaat diezelfde laag met CO2 juist *minder* stralen. Beetje kip-en-ei verhaal.
LikeLike
Marco,
Van onderaf wordt door de convectie voortdurend warmte toegevoerd.
Op grotere hoogten neemt de afkoeling toe door toename van CO2.
Waterdamp koppelt dit wel wat tegen doordat deze wat minder energie gaat uitstralen.
Vlak boven het aardoppervlak wordt de absorptie intensiever waardoor de volledig absorptie van straling afkomstig van het aardoppervlak binnen een kleinere hoogte wordt bereikt. Dit betekent wel een grotere warmtedichtheid in de convectie onderin, maar daar staat extra afkoeling bovenin tegenover………
De stralingsenergie naar het heelal lijkt me in ieder geval niet kleiner worden, dus lijkt me dat de atmosfeer niet extra opwarmt door extra CO2……….
Ik kan me wel voorstellen dat bij veel minder CO2 de temperatuur omlaag gaat.
LikeLike
Peter,
Volgens mij breng je jezelf in de war omdat je verschillende situaties met elkaar vermengt. Uiteindelijk zullen, hoe de samenstelling van de atmosfeer ook is, ingaande en uitgaande straling in evenwicht zijn. Maar als de samenstelling van de atmosfeer verandert zal er iets moeten gebeuren om de stralingsbalans weer in evenwicht te brengen.
Als de CO2 concentratie stijgt levert dat een belemmering op voor uitgaande warmtestraling. Die kan moeilijke ontsnappen, de energiebalans raakt daardoor uit evenwicht en het warmt op. Meer broeikasgas zorgt voor extra isolatie van het oppervlak.
Hoeveel details en complicaties je er ook bij haalt, aan die natuurwetenschappelijke basislogica valt niet te ontkomen.
LikeLike
Ja, dat snap ik: het gaat om de ‘impedantie’ van de atmosfeer en hierover heb ik het juist steeds.
Als die groter wordt door CO2, H2O etc wordt de spanning (temperatuur onderin atmosfeer / aardoppervlak) groter en herstelt zich de energiestroom naar boven totdat de uitgaande stroom weer gelijk is aan de ingaande.
De ‘broeikasgassen’ hebben duidelijk de impedantie verhoogd; anders was het wel een heel stuk kouder hier. Dit is mij zeker wel duidelijk.
Maar, ik zie nog steeds niet in dat nog méér CO2 de weerstand verder verhoogd en ik denk niet dat ik de enige hierin ben.
Ik zoek ernaar……….
Ik zie wel in dat een grotere concentratie CO2 veranderingen voortbrengt in de energiestroom naar boven, maar kan hieruit nog niet afleiden dat die veranderingen ook tot een grotere totaal-weerstand van de atmosfeer leiden.
LikeLike