Categorie archief: broeikaseffect

Het fundament onder de moderne klimaatwetenschap is 200 jaar oud

Geplaatst op 23 juli 2024door | 38 reacties
Portret van Fourier door Julien Leopold Boilly

Sommige inzichten in het weer en het klimaat zijn oeroud. Ze gaan terug tot Meteorologica van Aristoteles, of nog  veel verder. Maar kennis van veranderingen van het klimaat is veel recenter, zeker als het over veranderingen op wereldschaal gaat. Het fundament onder die kennis werd precies 200 jaar geleden gelegd, door Jean Baptiste Joseph Fourier (1768 – 1830). Die publiceerde in 1824 zijn artikel ‘Remarques générales sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires’ (Annales de Chimie et de Physique, 27 (1824) 136–67; in 1837 in het Engels vertaald door Ebeneser Burgess. Merkwaardig genoeg bleef een nieuwe versie van het artikel uit 1827 met enkele kleine correcties en uitwerkingen ruim een eeuw lang onvertaald, maar wordt tegenwoordig juist dat latere artikel vaak genoemd als eerste beschrijving van het broeikaseffect). Fourier was op zoek naar kennis over warmte en had daarbij in de loop van de tijd al het een en ander geschreven over de temperatuur van het aardoppervlak, en de factoren die daarop van invloed zijn. In 1824 zette hij zijn ideeën hierover (min of meer) overzichtelijk bij elkaar. Twee van die inzichten zijn van groot belang voor de hedendaagse natuurwetenschappelijke kennis van de werking van het klimaat op planetaire schaal.

Fourier was van eenvoudige afkomst en werd op jonge leeftijd wees. Hij werd opgeleid bij de Benedictijnen en wilde intreden in die kloosterorde. Daar is het nooit van gekomen. In het roerige politieke klimaat van het Frankrijk van zijn tijd kwam hij in allerlei andere functies terecht, vaak tegen wil en dank: leraar, diplomaat, geheim agent en politicus. Hij was twee keer in zijn leven politiek gevangene, was bevriend met Napoleon, kreeg de titel van baron en raakte die een paar jaar later weer kwijt. Een saai leven kun je het niet noemen.

Lees verder →

38 reacties

Geplaatst in Atmosferische wetenschap, broeikaseffect, Klimaatwetenschap, Stralingsbalans, wetenschap, Zonder categorie

Getagged ,

Tijdelijke en blijvende veranderingen in de stralingsbalans, als gevolg van het versterkte broeikaseffect

Geplaatst op 10 juli 2024door | 29 reacties

De meeste lezers van ons blog zullen in grote lijnen bekend zijn met de werking van het broeikaseffect. Het aardoppervlak absorbeert ongeveer 70% van het zonlicht dat erop valt, zendt die energie weer uit als warmtestraling, die voor een aanzienlijk deel door broeikasgassen wordt geabsorbeerd. Daardoor is het aardoppervlak warmer dan het zonder broeikasaffect zou zijn. Of, zoals klimaatwetenschappers het zeggen: het broeikaseffect beïnvloedt het radiatief-convectieve evenwicht aan het aardoppervlak en daarmee de temperatuur. Meer broeikasgassen betekent meer absorptie van warmtestraling en dus een hogere temperatuur aan het oppervlak. Simpel, zou je zeggen. Toch zitten er nog best wat adders onder het gras. Één zo’n adder is de permanente verschuiving in de stralingsbalans die het gevolg is zogenaamde albedo-terugkoppelingen: een afname van de ijsbedekking en bewolking die het gevolg zijn van de initiële opwarming door een versterkt broeikaseffect. Het reflecterend vermogen van de aarde wordt daardoor minder, en er wordt dus meer zonlicht geabsorbeerd. Dit versterkt de opwarming.

Het gevolg van die albedo-terugkoppelingen is verrassend: door een sterker broeikaseffect absorbeert de atmosfeer meer warmtestraling, maar toch zendt de aarde na verloop van tijd niet minder, maar juist meer van die straling uit. Dit komt doordat er, door de albedo-terugkoppelingen, uiteindelijk meer zonlicht wordt geabsorbeerd, wat weer doorwerkt in de uitgezonden warmtestraling. Het is tegenintuïtief, maar wel helemaal logisch volgens de natuurkunde van het klimaatsysteem. Wat gedachtenexperimenten, ondersteund door enkele afbeeldingen uit een artikel hierover van 10 jaar geleden, helpen om dat te begrijpen.

Lees verder →

29 reacties

Geplaatst in Atmosferische wetenschap, broeikaseffect, klimaatverandering, Klimaatwetenschap, Stralingsbalans

Getagged , , ,

Is er bewijs dat CO2-emissies het klimaat opwarmen?

Geplaatst op 21 februari 2020door | 129 reacties

Gastblog van Tinus Pulles

Is de relatie tussen fossiel CO2 en opwarming bewezen?

In veel discussies op internet komt steeds weer de mededeling dat het niet bewezen zou zijn dat de emissies van fossiel CO2 door mensen het klimaat opwarmt. Vaak komt dan de vraag naar een “linkje” naar dat bewijs. De vraag om zo’n “linkje” kan vrij eenvoudig worden afgedaan met een link naar het meest recente rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Het IPCC produceert elke zes jaar of zo een overzicht van de wetenschappelijke stand van de kennis over klimaatverandering. Het meest recente overzicht (het vijfde in de serie) is gerapporteerd in 2013. Volgend jaar komt de zesde rapportage uit.

Deze vraag om een linkje naar ‘bewijs’ komt meestal echter uit de “sceptische” hoek, waar men, zacht gezegd, niet onder de indruk zal zijn van het gedegen en uitgebreide overzicht dat IPCC geeft. Niettemin laat een recente studie van Santer et al. zien dat de waarschijnlijkheid dat de wetenschap nu zeer goed weet hoe CO2-emissies en de opwarming van het klimaat samenhangen zeer groot is. Die samen­hang wordt ook wel de theorie van de Anthropogenic Global Warming (AGW) genoemd. Daarom zal ik hieronder aangeven waarom, inderdaad, het bewijs (evidence) voor AGW zeer sterk is. Voor ik die vraag beantwoord, hecht ik er aan een korte uitstap naar de wetenschapsfilosofie te maken. Dit om zeker te zijn dat we hetzelfde begrijpen wanneer we het over bewijs hebben. Daarbij zal ik ook een zijstapje maken naar hoe we de steeds ook door “sceptici” aangevallen weten­schap­pelijke consensus moeten begrijpen.

Bewijs: ‘Evidence’ of ‘Proof’

Wetenschap schrijdt voort:

  • enerzijds door het verzamelen van ‘evidence’ door metingen en experimenten om te onderzoeken of verwachtingen, afgeleid uit toepassing van eerdere kennis en inzichten, in de werkelijke wereld waarneembaar zijn;
  • anderzijds door, als de verwachting niet wordt waargemaakt, falsificatie: ‘proof’ dat de theorie niet waar is.

Alleen in de wiskunde en in de logica kan worden bewezen dat een stelling waar is, op basis van een aantal gekozen uitgangspunten (axioma’s). Tegelijkertijd kan niet onweerlegbaar worden bewezen dat die axioma’s of gekozen uitgangspunten waar zijn.

Helaas wordt zowel het Engelstalige concept evidence, als het concept proof vertaald met het Nederlandse bewijs. Het Nederlands kent wel het woord “evidentie”, maar dat wordt nauwelijks gebruikt. Dat leidt helaas tot verwarring bij mensen die niet thuis zijn in de wetenschappelijke methode en in de wetenschapsfilosofie. Lees verder →

129 reacties

Geplaatst in Atmosferische wetenschap, broeikaseffect, Klimaatwetenschap, Kritisch denken, opwarming

Getagged , , , ,

Wat is eigenlijk een broeikasgas?

Geplaatst op 8 april 2019door | 67 reacties

Eerder en in iets andere vorm verschenen op NU.nl in de serie “Klimaatvragen”

Als de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer stijgt, gaat de temperatuur omhoog. Maar hoe komt dat eigenlijk? En waarom hebben sommige gassen wel deze werking, en andere niet?

Broeikasgassen zijn gassen die warmtestraling opnemen. Die warmte wordt vervolgens weer teruggestraald naar de omgeving. Oók terug naar de aarde, die daardoor een hogere temperatuur krijgt. Dit noemen we het broeikaseffect. Als de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer toeneemt, dan stijgt de temperatuur.

Maar wat maakt een gas dan een broeikasgas?

Verreweg het grootste deel van de lucht, stikstof en zuurstof, is niet alleen doorzichtig voor zichtbaar licht (blauw, geel en rood), maar ook voor warmtestraling (infrarood). Die straling gaat er dus net als zichtbaar licht dwars doorheen. Een aantal andere gassen laat warmtestraling niet zomaar door. Dat zijn broeikasgassen: gassen die een deel van de warmtestraling absorberen. Hoewel hun concentratie in de lucht relatief laag is, is hun effect op de temperatuur groot.

Maar waarom dan? Dat heeft te maken met de vorm van de moleculen waar het gas uit bestaat. En dat is nog best complex: een molecuul kan warmtestraling absorberen als het kan meetrillen met dezelfde golflengte als de warmtestraling. Dat kun je vergelijken met een stemvork die meetrilt met een bepaalde toonhoogte. Het trillende molecuul neemt de warmtestraling in zich op, waardoor de lucht er omheen ook opwarmt. De extra warmte wordt vervolgens in alle richtingen uitgestraald, dus ook terug naar de aarde.

Om warmtestraling te kunnen opnemen, moeten gasmoleculen een beetje kunnen trillen, waarbij de verdeling van elektrische lading binnen het molecuul een beetje verandert. Dat kan alleen als een gasmolecuul uit drie of meer atomen bestaat. Bron: DynamicScience.com.

Een voorwaarde om warmtestraling te kunnen absorberen is dat een molecuul asymmetrisch kan trillen. Simpele, rechte moleculen die uit slechts twee atomen bestaan, zoals zuurstof (O2) en stikstof (N2) kunnen dat niet, en zijn dus geen broeikasgassen. Broeikasgassen bestaan uit drie of meer atomen: bijvoorbeeld CO2 of methaan (CH4). Ook waterdamp (H2O) is een belangrijk broeikasgas.

Lees verder →

67 reacties

Geplaatst in Atmosferische wetenschap, broeikaseffect, Klimaatwetenschap, Stralingsbalans

Getagged , , , , , , , , , , ,