Negatieve emissies maken deel uit van zo goed als alle economische scenario’s en beleidsplannen waarmee redelijkerwijs de doelen van het klimaatakkoord van Parijs nog te halen zijn: beperken van de opwarming tot ruim onder de 2 °C. Met negatieve emissies worden maatregelen bedoeld die CO2 (of andere broeikasgassen, zoals methaan) aan de atmosfeer kunnen onttrekken, zoals:
herbebossing en aanleg van nieuwe bossen;
bevorderen van vastlegging van koolstof in de bodem;
versnellen van verwering van gesteentes;
bevorderen van opname door de oceanen;
afvangen en opslaan van de uitstoot van energiecentrales of fabrieken;
via nieuwe technologie direct CO2 verwijderen uit de atmosfeer om die op te slaan of te gebruiken als industriële grondstof, bijvoorbeeld voor de productie van brandstof.
Het verwijderen van CO2 uit de atmosfeer om de opwarming te beperken is in feite een vorm van geo-engineering. Minder controversieel dan bijvoorbeeld het afkoelen van de aarde door aerosolen te injecteren in de stratosfeer, maar daarmee is het nog geen wonderoplossing voor het klimaatprobleem. Wetenschappers maken zich zorgen dat beleidsmakers en scenariobouwers te hoge verwachtingen hebben van deze manier van ingrijpen, zo blijkt uit verschillende artikelen die de afgelopen tijd zijn gepubliceerd.
Het Akkoord van Parijs is vooral bekend vanwege de afspraak om de mondiale opwarming te beperken tot ruim onder de twee graden. Mitigatie dus, in klimaatterminologie. Maar er zijn ook afspraken gemaakt over adaptatie: maatregelen om de schade, risico’s en kwetsbaarheid die het gevolg zijn van klimaatverandering te beperken. Dergelijke maatregelen zijn hoe dan ook nodig: het klimaaat verandert al en dat heeft gevolgen waar we op in zullen moeten spelen. Dat ‘Parijs’ ook de nodige afspraken bevat over adaptatie is minder bekend. Artikel 7 uit het akkoord gaat helemaal over dat onderwerp en het begint zo:
Parties hereby establish the global goal on adaptation of enhancing adaptive capacity, strengthening resilience and reducing vulnerability to climate change, with a view to contributing to sustainable development and ensuring an adequate adaptation response in the context of the temperature goal referred to in Article 2.
Klimaatverandering heeft nu al ongekende gevolgen voor de leefbaarheid op onze aarde. Zo’n 3,5 miljard mensen leven in regio’s die zeer kwetsbaar zijn voor de gevolgen van klimaatverandering, en aan het eind van deze eeuw zou meer dan 50% van de wereldbevolking kunnen worden blootgesteld aan levensbedreigende condities, onder meer door extreme hitte. Dat volgt uit de samenvatting van literatuur over de impacts van klimaatverandering, opgesteld door het IPCC in een van de recentste rapporten (AR6 WGII).
De schade of kosten van klimaatverandering worden vaak in economische termen uitgedrukt, en als het wel gaat over de mens, dan bijvoorbeeld over gezondheidsrisico’s. Leefbaarheid is een lastig concept om te kwantificeren. Toch heeft een groep onderzoekers dat geprobeerd in een recent verschenen artikel in Nature Sustainability. Ze baseren zich daarbij op de ‘menselijke klimaatniche’ (human climate niche), zie de grofweg definiëren als de bandbreedte van het klimaat waarbinnen mensen een bestaan kunnen leiden, ofwel waarbinnen een samenleving kan functioneren. Hun resultaten laten zien dat nu al meer dan 600 miljoen mensen buiten de niche vallen die historisch gezien leefbaar is voor de mens, door de gevolgen van klimaatverandering. Aan het eind van deze eeuw en met de huidige klimaatbeloftes (~ 2,7°C opwarming) zou grofweg een derde van de wereldbevolking buiten deze leefbare niche vallen.
Het is – nog steeds! – een veelgehoorde opmerking als je het hebt over klimaatverandering: “Van al die extra CO2 gaan de planten lekker groeien! We krijgen juist meer bossen, en betere landbouwopbrengsten!”. En zo vreemd is die gedachtegang niet. Tuinders voegen CO2 toe aan de lucht in hun kassen om de plantengroei en oogst te stimuleren, en in Earth System Models zorgt dit “CO2-bemestings effect” voor een negatieve terugkoppeling op atmosferische CO2 concentraties: meer plantengroei betekent immers ook meer opname van CO2 door de vegetatie. Deze extra groei zou wereldwijd de hoeveelheid stikstof die in de bodem beschikbaar is voor plantengroei doen dalen, zoveel zelfs dat de auteurs van een recent artikel – bizar genoeg – suggereerden dat we misschien onze natuurlijke ecosystemen moeten gaan bemesten.
Natuurlijk eikenbos in het noorden van Engeland. Foto: Franciska de Vries.
Dat de wereld groener wordt is een feit. Maar in 2016 schreef Hans Custers al op deze blog dat we nog niet zoveel van de onderliggende mechanismen en de persistentie van dit effect begrepen, en dat hoewel het wel altijd als iets positiefs wordt gebracht, dit CO2-bemestings effect niet persé positief is. In 2018 schreef Hans dat deze wereldwijde vergroening niet alléén door meer CO2 in de atmosfeer wordt veroorzaakt, maar ook door hogere temperaturen, uitbreiding van het landbouwareaal, stikstofdepositie, en verandering in neerslag.
Bovendien hoeft die extra plantengroei niet noodzakelijkerwijs te resulteren in meer langdurige CO2-opslag in planten en bodem. Een voorbeeld van beide zaken – meer groei is niet persé positief, én kan door andere factoren veroorzaakt worden – is “Arctic greening”, Arctische vergroening. De Arctische toendra is een van de snelst opwarmende gebieden op aarde, en deze toenemende temperaturen zorgen voor meer groei en een toename in struikvormige vegetatie. Maar deze hogere temperaturen zorgen ook voor dooi van de permafrost, waardoor de bodem juist CO2 en methaan (CH4) verliest.
Het CO2-bemestings effect ligt dus duidelijk gecompliceerder dan simpelweg meer groei door meer CO2, en ook het effect van die extra groei op de CO2-opname van het ecosysteem is nog onduidelijk. De CO2-terugkoppeling in Earth System Models is gebaseerd op korte termijn experimenten, maar er is toenemend bewijs dat het CO2-bemestings effect minder permanent is dan gedacht, en bovendien afhankelijk van veel andere factoren, die helder op een rij worden gezet in een artikel door Maschler et al. dat net uit is gekomen. Dat is ook wel logisch, want voor plantengroei spelen veel meer factoren een rol dan CO2.
Een paar maanden geleden verscheen hier een blog over een verhoogd risico op virusellende door klimaatverandering. Hier ging het vooral over een studie in Nature die virusoverdracht tussen wilde diersoorten en van die diersoorten naar de mens voor diverse klimaatscenario’s onderzocht. De auteurs van de studie suggereerden dat de al ingezette klimaatverandering een dominante rol kan spelen in de virusoverdracht met alle gevolgen van dien voor de menselijke gezondheid. Nu is er recent (8 augustus) een nieuwe publicatie in Nature Climate Change verschenen waar een zeer vergelijkbare vraag wordt onderzocht, breder dan alleen virussen en met focus op de mens: Hoe beïnvloedt klimaatverandering ziektekiemen van infectieziektes?
De titel van de studie geleid door Camilo Mora geeft antwoord op deze vraag: “Over half of known human pathogenic diseases can be aggravated by climate change”. Toen ik dat eerst las, klonk dat schrikbarend én niet verrassend tegelijk. Ik kan me namelijk best voorstellen dat bepaalde risico’s versterkt door klimaatverandering, zoals overstromingen, de verspreiding van ziektes kunnen beïnvloeden. Maar meer dan de helft van de “known human pathogenic diseases”..? Hoe zit dat precies?
Gelukkig hebben we na een paar jaar eindelijk de grootste ellende van het coronavirus Sars-CoV-2 achter ons gelaten. Hoewel de laatste omikron-variant BA.5 van dit virus ook in Nederland is aangetroffen, ziet het er toch naar uit dat we op dat terrein een redelijk zorgeloze zomer tegemoet gaan. Volgens de WHO is het coronavirus vermoedelijk overgesprongen – al dan niet via een andere diersoort als intermediair – van waarschijnlijk een vleermuis naar de mens. Op die wijze kreeg de mensheid dus te maken met een virus dat voor ons immuunsysteem onbekend was. Een dergelijke overstap van een virus uit de dierenwereld is natuurlijk eerder voorgekomen, als bijvoorbeeld bij de Mexicaanse griep of MERS.
“The underlying causes of pandemics are the same global environmental changes that drive biodiversity loss and climate change. These include land-use change, agricultural expansion and intensification, and wildlife trade and consumption.”
In een nieuwe studie van Carlson et al., onlangs verschenen als een soort voorpublicatie in Nature, wordt getracht om via modelsimulaties een beeld te vormen van de mogelijke kans op toekomstige virusoverdracht tussen wilde diersoorten voor diverse klimaatscenario’s, op basis van emissiescenario’s en veranderend landgebruik. Daarnaast hebben zij ook de invloed van de verspreidingscapaciteit van soorten meegenomen, zo kan een soort die vliegt zich gemakkelijker verspreiden dan een kruipende soort. Lees verder →
Droge klimaten vormen een aparte hoofdgroep in het classificatiesysteem van Köppen. In deze klimaattypes is beschikbaarheid van water een limiterende factor voor plantengroei. De vegetatie is dan ook beperkt, met niet of nauwelijks bomen: woestijnen, steppes of savannes, bijvoorbeeld. Ongeveer 40% van het landoppervlak op aarde bestaat uit droge gebieden en er woont ongeveer 35% van de wereldbevolking. De afbeelding hieronder geeft aan waar die droge gebieden liggen, op basis van gegevens over de periode 1971-2000. De kleuren geven de zogenaamde Leaf Area Index (LAI) weer, een maat voor de hoeveelheid vegetatie. Een lage LAI, lichtgroen weergegeven, staat voor weinig plantengroei, een hoge LAI, in donkerblauw, voor veel.
Ligging van droge gebieden (rode lijnen) en gemiddelde plantengroei volgens de Leaf Area Index, volgens gegevens over 1971-2000. Bron: Berg & McColl 2021.Lees verder →
Mogelijke oorzaken voor het verschil in opwarming tussen dag en nacht. Bron: KNMI
Een versterkt broeikaseffect zorgt ervoor dat het ’s nachts wat meer opwarmt dan overdag, zo zegt de theorie. De verklaring lijkt voor de hand te liggen: door het broeikaseffect kan warmtestraling, die ervoor zorgt dat het afkoelt als de zon is ondergegaan, minder makkelijk ontsnappen. Maar overdag, en zeker op het warmste moment van de dag, heeft de zon grotendeels de regie in handen. Toch is het wat ingewikkelder. Wetenschappers vermoeden al een tijd dat andere factoren een belangrijker rol spelen. Veranderingen in bewolkingspatronen, bijvoorbeeld. Ook de dikte van de zogenaamde grenslaag, de goed gemengde onderste laag van de de atmosfeer, speelt vermoedelijk mee. Overdag is die grenslaag vaak veel dikker dan ’s nachts. De warmte die het broeikaseffect vasthoudt wordt overdag dus over een veel grotere hoeveelheid lucht verdeeld. Een derde factor die mee kan spelen, vooral in geïrrigeerde landbouwgebieden, is bodemvochtigheid. Verdamping vanaf een vochtige bodem levert, door meerdere oorzaken, overdag meer afkoeling op dan ’s nachts.
Het verschil in snelheid van opwarming is niet heel groot, maar boven land is het wel detecteerbaar. Al 1991 verscheen er een publicatie over deze waarneming in de wetenschappelijke literatuur. De temperatuur van het oceaanwater en de lucht erboven varieert veel minder in de loop van een etmaal; een eventuele verandering van het verschil tussen dag en nacht is daardoor veel te klein om waar te kunnen nemen. De afbeelding hieronder geeft veranderingen van minimum- en maximumtemperaturen over de periode 1960 – 2009 uit een onderzoek uit 2016.
Trends van minima en maxima voor achtereenvolgens: jaargemiddelde mondiale temperatuur, jaargemiddelde temperatuur van het noordelijke halfrond, gemiddelde winter- en zomertemperatuur van het noordelijk halfrond over de periode 1960-2009. Bron: Davy et al.Lees verder →
Biomassa is onze oudste bron van energie maar is geleidelijk vervangen door fossiele brandstoffen. De laatste decennia is er weer een opleving van het gebruik van biomassa, met als doel fossiele brandstoffen te vervangen door bronnen met een lagere netto CO2-uitstoot. Biomassa is een containerbegrip met veel verschillende toepassingen, maar in de maatschappelijke discussies gaat het vaak over meestook van pellets (samengeperste stukjes hout) in kolencentrales, en over biomassacentrales op pellets of houtchips voor de productie van warmte. Onlangs is vanuit het PBL een lijvig rapport verschenen onder leiding van Bart Strengers en Hans Elzenga over beschikbaarheid en toepassingsmogelijkheden van alle vormen van biomassa. Het rapport staat uitgebreid stil bij de verschillende perspectieven die een rol spelen bij de beeldvorming. Zo maken sommige mensen zich zorgen over aantasting van natuur en biodiversiteit, of over de invloed van het verbranden van biomassa op luchtkwaliteit. Anderen betwijfelen of het wel bij kan dragen aan het behalen van klimaatdoelen. Dit blog gaat over dat laatste waarbij de nadruk op meestook ligt.
Introductie
Om een mening over meestook en over de gevolgen voor CO2-concentratie en biodiversiteit te vormen is het goed eerst een stap terug te nemen en na te denken over landgebruik en natuurlijke cycli. Laten we beginnen met natuurbranden.
Figuur 1. Oppervlakte dat jaarlijks verbrandt door bos- en graslandbranden, gemiddeld over 2001-2018. De rode kleuren geven de (bijna) jaarlijkse branden in savannegebieden aan, gele en blauwe kleuren zijn vaak in bosgebieden waar brand zorgt voor verjonging en regeneratie van het bos. Let op de logaritmische schaal. Bron: Van der Werf et al. (2017).
Ieder jaar verbrandt op mondiale schaal een oppervlakte gelijk aan de EU (ongeveer 450 miljoen hectare). Voor een groot deel is dit een natuurlijk proces. Hierbij gaat de in biomassa opgeslagen koolstof de lucht in als CO2 en zolang de vegetatie weer aangroeit na de brand wordt die koolstof ook weer opgenomen. Het is deel van een cyclus en beïnvloedt de CO2-concentratie dus niet structureel. De uitzondering daarop zijn de branden die gebruikt worden in het ontbossingproces, en de mogelijke toename van branden door o.a. klimaatverandering. Hierbij wordt de uitstoot maar voor een deel gecompenseerd door aangroei en hierdoor stijgt de CO2-concentratie in de atmosfeer. Lees verder →
De aarde vergroent. Daar zijn zo ongeveer alle deskundigen het wel over eens. En het is weinig aannemelijk dat de natuur uit zichzelf besloten heeft om maar eens een tandje bij te schakelen. Het ligt er dus dik bovenop dat die vergroening het – deels bedoelde en deels onbedoelde – gevolg is van menselijke activiteiten. Tot zover het eenvoudige deel van het verhaal. Want wie er wat dieper induikt ziet al snel dat het knap ingewikkeld is om op wat meer detailniveau te begrijpen wat er precies gebeurt. Bijvoorbeeld omdat er zoveel factoren meespelen, die elkaar ook nog eens kunnen beïnvloeden. Maar ook omdat het nog niet zo makkelijk is om die vergroening te meten, of zelfs maar te definiëren. Een artikel dat in november verscheen in Nature Ecology & Evolution illustreert dat: Enhanced peak growth of global vegetation and its key mechanisms van Huang et al..
De complexiteit van het onderwerp en de verschillen tussen onderzoeksmethodes verklaren waarschijnlijk waarom de resultaten van verschillende studies nogal uiteenlopen, of dat op het eerste gezicht lijken te doen. In 2016 constateerden Zhu et al., weliswaar met een forse onzekerheidsmarge, dat CO2-fertilisatie de belangrijkste oorzaak van de vergroening was. Huang et al. komen tot een ander resultaat. Volgens hen zijn drie factoren, elk in min of meer gelijke mate, samen verantwoordelijk voor ongeveer 60% van de vergroening. Behalve CO2-fertilisatie spelen ook de depositie van stikstof en landbouw een rol van betekenis. Ook veranderingen van temperatuur, hoeveelheid neerslag en de hoeveelheid invallend zonlicht kunnen van invloed zijn. De afbeelding hieronder laat zien welke factor waar op aarde het meest bepalend is.
Dominante factoren van vergroening: roze: temperatuur, geel: invallend zonlicht, blauw: neerslag, rood: landbouw, oranje: stikstofdepositie, groen: CO2-fertilisatie. Stippen markeren gridcellen waar de vergroening statistisch significant is. Bron: Huang et al.
Naast de zoekfunctie is er ook deze lijst met blogposts, gerangschikt naar onderwerp. Wij schrijven voornamelijk over klimaatwetenschap en het publieke klimaatdebat.
De theorie van warmte: Een geschiedenis van de wetenschap achter klimaatverandering
Uitgegeven door Athenaeum.
Wat iedereen zou moeten weten over klimaatverandering
Uitgegeven door Prometheus
Klimaatverandering 