LC Klimaatpanel: De oorzaak van de opwarming

CO2-metingen in een weiland bij Aldeboarn. Foto: Niels de Vries

De huidige klimaatverandering komt door de mens, zo horen we vaak. Hoe weten we dat zo zeker? Bart Verheggen duikt 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. Men ging 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, maar toen bleek al snel dat de CO2-concentratie in de lucht sterk opliep. En sinds de jaren ’70 van de vorige eeuw is de voorspelde opwarming ook duidelijk zichtbaar geworden in temperatuurmetingen over de hele wereld.

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.

Al halverwege de 19e eeuw werd in het laboratorium aangetoond dat broeikasgassen zoals CO2 en methaan warmtestraling vasthouden. Dit is inmiddels welbegrepen tekstboek-natuurkunde. Metingen vanaf satellieten bevestigen dat de aarde meer warmte vasthoudt en dat CO2 en andere broeikasgassen daar verantwoordelijk voor zijn. Het versterkte broeikaseffect is een geobserveerd feit.

Natuurlijk zijn er meerdere factoren die het klimaat kunnen beïnvloeden. Bijna alle energie op aarde komt direct of indirect 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 computermodellen 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 zorgen als het ware voor een parasol-effect en hebben gedurende een paar jaar - dan zijn ze de atmosfeer uitgevallen - een afkoelend effect.

Met deze gevalideerde modellen kunnen we ook alternatieve scenario’s doorrekenen voor de toekomst. Daaruit blijkt bijvoorbeeld dat de opwarming nog beperkt kan worden tot onder de 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.

Dr. Ir. Bart Verheggen is docent aan Amsterdam University College in diverse klimaatgerelateerde vakken. Hij is auteur van het recent verschenen boek Wat iedereen zou moeten weten over klimaatverandering , uitgegeven door Prometheus.

Nieuws

menu