Broeikaseffect De straling van de zon ligt voor een groot gedeelte in

Pagina 1: Broeikast: Broeikaseffect
Expeditie Broeikaswereld – Universiteit Utrecht
Broeikaseffect
De straling van de zon ligt voor een groot gedeelte in het spectrum van het zichtbare licht (380 – 720
nanometer golflengte). Een groot gedeelte van deze straling gaat door de atmosfeer en bereikt het
aardoppervlak. Daar wordt de straling geabsorbeerd als warmte en deels weerkaatst in de vorm van
langgolvige straling (>780 nanometer). In de atmosfeer zitten gassen die de straling van de zon doorlaten
maar die de langgolvige straling vanaf het aardoppervlak tegenhouden. Hierdoor wordt in de atmosfeer
veel warmte vastgehouden. Als er meer van deze zogenaamde broeikasgassen in de atmosfeer zitten
wordt er dus meer warmte vastgehouden in de onderste lagen van de atmosfeer, waardoor het daar
warmer wordt. In de bovenste lagen van de atmosfeer wordt het daardoor kouder. Zonder
broeikasgassen zou het aardoppervlak gemiddeld -18°C zijn. De belangrijkste broeikasgassen zijn CO2
(koolstofdioxide), CH4 (methaan) en H2O (waterdamp). Zie ook SchoolTV.
Om het broeikaseffect goed te kunnen begrijpen kun je de Aarde het beste vergelijken met de planeet
Venus. Venus ontvangt per vierkante meter oppervlak een grotere hoeveelheid zonnestraling dan de
Aarde. Echter, door de dichte atmosfeer van Venus wordt de meeste zonne-energie teruggekaatst in de
ruimte. De atmosfeer van de Aarde neemt dus meer zonne-energie op. Toch is het op Venus veel warmer
dan op Aarde. Dit komt omdat de atmosfeer van Venus voor 96% uit CO2 bestaat, terwijl die van de Aarde
nu nog maar 0.0385% (=385 ppmV) CO2 bevat. Hierdoor wordt op Venus veel meer warmte
vastgehouden in de onderste lagen van de atmosfeer dan op Aarde. PpmV is een uitdrukking van de
volumeconcentratie. Dat zijn het aantal CO2-deeltjes per miljoen deeltjes in de lucht, ppm is parts per
million.
Op dit moment pompt de mens door de verbranding van fossiele brandstoffen grote hoeveelheden CO2
de atmosfeer in. Door het broeikaseffect wordt het daardoor warmer op de Aarde. Het Intergovernmental
Panel on Climate Change (IPCC) verwacht dat binnen honderd jaar de CO2-concentratie op zijn minst
verdubbeld is ten opzichte van preindustriële waarden. Dit is de CO2-concentratie van net voor de
industriële revolutie. Als we echter niets doen, dan zal de CO2-uitstoot stijgen tot wel 1800 ppmV binnen
enkele honderden jaren. Omdat de invloed van de mens een versterkende werking heeft op het
broeikaseffect, wordt dit het versterkte broeikaseffect genoemd.
Uit paleoklimatologisch onderzoek aan ijskernen (Vostok, Antarctica) blijkt dat de huidige CO2concentratie nog nooit is voorgekomen in de laatste 650.000 jaar, terwijl de veranderingen die we zien al
hebben bijgedragen aan extreme klimaatveranderingen zoals ijstijden. Maar om de grillen van het huidige
klimaat nog beter te kunnen begrijpen en om het klimaat van de toekomst te kunnen voorspellen, moeten
we veel verder terugkijken in het verre verleden. Paleoklimatologen doen dit aan de hand van boringen in
oude sedimentlagen en de informatie die is vastgelegd in de chemische samenstelling van microfossielen
(foraminiferen, dinoflagellaten of coccolithophoren). Uit deze reconstructie blijkt dat de huidige CO2concentratie ook voorkwam 25 miljoen jaar geleden. En voor de te verwachten CO2 concentratie van de
toekomst moeten we 30, 40 misschien wel 50 miljoen jaar terug in de tijd. Er waren toen nog geen
ijskappen en de temperatuur van de diepzee was gemiddeld 14ºC. In deze broeikaswereld was het
klimaat zeker niet stabiel. Er kwamen nog extremere warme perioden voor die mogelijk werden
veroorzaakt door het vrijkomen van grote hoeveelheden methaan. De grootste opwarming vond 55
miljoen jaar geleden plaats. Die staat bekend als het Paleoceen-Eoceen Temperatuursmaximum (PETM).
Een tweede, iets minder extreme gebeurtenis dan de PETM, vond 2 miljoen jaar later plaats en is door de
Utrechtse ontdekker ervan vernoemd naar het Sesamstraatfiguurtje Elmo.
Vragen:
1. Op welke manieren brengt de mens op dit moment broeikasgassen in de atmosfeer?
2. Klimaatverandering is ‘hot’: Bedenk wat je de laatste tijd hierover in de media bent tegengekomen
en zoek eventueel nog op Internet. Wat zijn de verwachte gevolgen die zich de komende
tientallen jaren zullen voordoen?
3. Waarom denk je dat het belangrijk is dat paleoklimatologen onderzoek doen, met behulp van
boringen in sedimentlagen, naar het broeikaseffect in het verleden?
4. Eén van de gevolgen van de verwachte klimaatverandering is het smelten van gletsjers en
ijskappen (dat is nu trouwens op veel plekken al merkbaar). Waarom heeft het smelten van de
ijskappen op de Zuidpool een veel groter effect op de zeespiegelstijging dan die van de
Noordpool?
5. Lees de bijdrage in Wikipedia over klimaatvluchtelingen. Uit welke gebieden denk je dat deze
klimaatvluchtelingen op dit moment vooral afkomstig zijn? Beargumenteer je antwoord.