De oorzaak van de opwarming

De huidige klimaatverandering komt door de mens, zo horen we vaak. Zo stond er in het meest recente IPCC rapport: “It is unequivocal that human influence has warmed the atmosphere, ocean and land.” Hoe weten we dat zo zeker? Een duik in de achterliggende wetenschap.

Lang was het dominante idee dat de nietige mens geen invloed kon hebben op zoiets groots als het aardse klimaatsysteem. Toen Svante Arrhenius eind 19e eeuw becijferde dat de uitstoot van kooldioxide tot opwarming zou leiden, werd hij dan ook niet meteen geloofd. Integendeel, veel collega-wetenschappers waren sceptisch. Zo ging men ervan uit dat alle extra CO2 door de oceanen zou worden opgenomen. Het duurde tot halverwege de 20ste eeuw voordat er systematisch metingen werden gedaan en toen bleek al snel dat de CO2-concentratie in de lucht sterk opliep. Sinds de jaren ’70 van de vorige eeuw is de voorspelde opwarming ook duidelijk zichtbaar geworden in temperatuurmetingen over de hele wereld.

“Science cartoon” van Katherine Leitzell, Communications Manager voor het IPCC

De wetenschap gaat niet over één nacht ijs. Maar intussen zijn er vele nachten verstreken en kunnen we de balans opmaken: wat weten we over de oorzaken van de huidige opwarming? Er zijn veel factoren die het klimaat beïnvloeden en ook in het verre verleden is het klimaat aan flinke veranderingen onderhevig geweest. Toen waren er nog geen mensen, geen auto’s, geen industrie en geen landbouw. De studie van die klimaatveranderingen in het verre verleden heeft veel kennis opgeleverd. Daaruit blijkt onder andere dat CO2 een heel belangrijke regulerende werking heeft op het aardse klimaatsysteem. De Amerikaanse geoloog Richard Alley noemt CO2 zelfs de ‘controleknop van het klimaatsysteem’.

Toch is er een cruciaal verschil met de huidige tijd. De snelheid waarmee de CO2-concentratie in de atmosfeer nu stijgt is ongekend hoog, bijna honderd keer sneller dan aan het einde van de laatste ijstijd. Het gevolg is een – naar geologische maatstaven – zeer snelle opwarming. Daarnaast weten we dat de huidige CO2-toename het gevolg is van het verbranden van fossiele brandstoffen en (in mindere mate) ontbossing. De koolstofatomen in de CO2 dragen namelijk een onmiskenbare vingerafdruk van hun fossiele oorsprong.

Menselijke vingerafdrukken van de opwarming zijn op verschillende plekken en manieren te zien. Bron: SkepticalScience

Al halverwege de 19e eeuw werd in het laboratorium aangetoond dat broeikasgassen zoals CO2 en methaan warmtestraling vasthouden. Dit is inmiddels algemeen geaccepteerde natuurkunde. Metingen vanaf zowel de aarde als satellieten bevestigen dat de aarde meer warmte vasthoudt, precies in de golflengtes waar CO2 en andere broeikasgassen de straling absorberen. Het versterkte broeikaseffect is een geobserveerd feit.

Natuurlijk zijn er meerdere factoren die het klimaat kunnen beïnvloeden. Zo goed als alle energie in het klimaatsysteem komt van de zon, en eventuele veranderingen in de zonnesterkte hebben onmiskenbaar invloed op het klimaat. Uit metingen blijkt echter dat de hoeveelheid energie die we van de zon ontvangen iets is afgenomen de afgelopen 50 jaar. De zon kan dus niet verantwoordelijk zijn voor de geobserveerde opwarming die juist in die tijd zichtbaar is.

De ontwikkeling van computers in de tweede helft van de vorige eeuw maakte het mogelijk om het type berekeningen zoals Arrhenius dat met pen en papier had gedaan in veel meer detail uit te voeren. Met behulp van klimaatmodellen proberen wetenschappers het klimaatsysteem na te bootsen door de beschikbare kennis in wiskundige formules te vatten. Veel voorspellingen die gedaan zijn met dergelijke modellen zijn later inderdaad uitgekomen. Dat geldt voor de opwarming als zodanig, maar ook voor andere aspecten. Zo werd voorspeld hoeveel het klimaat zou afkoelen als gevolg van de uitbarsting van de Pinatubo vulkaan in 1991. Bij een dergelijke grote vulkaanuitbarsting komt veel zwavel vrij, dat in de lucht reflecterende deeltjes vormt. Deze fijnstofdeeltjes of aerosolen zorgen als het ware voor een parasol-effect en hebben een kortdurend afkoelend effect van enkele jaren.

De geobserveerde opwarming vanaf 1850 wordt door klimaatmodellen goed gesimuleerd, maar alleen als naast natuurlijke factoren (zoals de zon en vulkanen) ook de menselijke uitstoot van broeikasgassen en aerosolen wordt meegenomen.

Veranderingen van de mondiaal gemiddelde oppervlaktetemperatuur vanaf 1850 zoals geobserveerd (zwarte lijn) en gemodelleerd (op basis van alleen natuurlijke factoren in groen; op basis van zowel natuurlijke als menselijke factoren in bruin). Bron: IPCC AR6 Figuur SPM.1b

Eén van de pioniers van de klimaatmodellering, Syukuro Manabe, is recent geëerd met de (gedeelde) Nobelprijs voor de natuurkunde. Hij voorspelde o.a. dat meer CO2 in de atmosfeer weliswaar een opwarmend effect zou hebben in de troposfeer (de onderste luchtlaag), maar een afkoelend effect op de stratosfeer (een hogere luchtlaag, waar de ozonlaag zich bevindt). Dit geldt nog steeds als een specifieke vingerafdruk van het versterkte broeikaseffect. Mede Nobel laureaat Klaus Hasselmann droeg eveneens in belangrijke mate bij aan het inzicht over de activiteiten van de mens als oorzaak van de opwarming, met name op basis van geavanceerde statistische methoden en kennis van complexe systemen.

Met klimaatmodellen kunnen we ook alternatieve scenario’s doorrekenen voor de toekomst. Daaruit blijkt bijvoorbeeld dat de opwarming nog beperkt kan worden tot onder de anderhalf of twee graden als we de uitstoot van CO2 en andere broeikasgassen snel en fors reduceren. Als de emissies hoog blijven kan de opwarming verder oplopen tot wel vier graden of meer. Dat is van eenzelfde orde van grootte als het verschil tussen een ijstijd en een interglaciaal. Het aangezicht van de aarde zou daardoor ingrijpend en langdurig veranderen. De toekomst is in onze handen.

Opwarming van de aarde zoals gemodelleerd vanaf 1950. Voor toekomstige opwarming worden verschillende emissiescenario’s doorgerekend, variërend van snelle afbouw van de netto CO2-uitstoot naar nul (SSP1) tot sterk stijgende uitstoot (SSP5). Bron: IPCC AR6 Figuur 4.2a

Eerder verschenen in iets andere vorm in de Leeuwarder Courant.

3 Reacties op “De oorzaak van de opwarming

  1. Sinds de ontdekking van het vuur had plotseling de oermens te middelen om het klimaat te beïnvloeden. Vuur beschermde nu de oermens tegen wilde dieren, hij kon nu zijn voedsel bereiden, en hij kon ook een bos in brand steken voor meer landbouwgrond. Overal waar de oermens later de homo sapiens zijn voet zette, zette hij alles naar zijn hand. Vroeger was de planeet aarde heel bosrijk, maar toen de mens op aarde verscheen dan liep het al goed fout. De mens werd de dominante figuur op aarde. Volgens de biologie is de mens geëvolueerd en niet geschapen. En na de wetenschappelijke revolutie, brak de industriële revolutie door en toen ging de mens nog meer kooldioxide de troposfeer inpompen en dit met alle gevolgen. En toch zijn er mensen die de klimaatopwarming van antropogene oorsprong betwisten, en het een complot vinden tegen de vooruitgang van de mens. En dat het ons veel geld gaat kosten, deze vinden klimaatverandering door de mens een hoax. Volgens hen is de zon die de atmosfeer in werking stelt en de grootste verantwoordelijke. Maar de wetenschappelijke bewijzen zoals in dit artikel blijkt stapelen zich op. Maar altijd zullen er mensen zijn die dat betwisten omdat ze denken, de gewone burger zal alles moeten betalen.

  2. Hier uit blijkt maar weer welke vervuilende factor de mens heeft en dat de wetenschap dit versterkt en zolang het aantal mensen niet zeer sterk gereduceerd wordt, er dus geen verbetering in zal komen, de mens vervuilt de aarde op alle mogelijke manieren 😥

  3. Pingback: De oorlog in Oekraïne zal ook haar gevolgen mee brengen voor het klimaat | Marcus Ampe's Space

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s