Klimaatverstoring les 6

Klimaatverandering Deel 2

Antropogene Klimaatverandering : observatie en meting

---

Module 2.1 Atmosferisch broeikasgas

Vroeger minder, nu meer broeikasgas in de atmosfeer

Hoe weten de wetenschappers dat het klimaat op aarde opwarmt en hoe weten ze dat het de broeikasgassen zijn die deze opwarming aandrijven? Door te meten natuurlijk!

In de komende hoofdstukken bekijken we de metingen die veranderingen in de atmosfeer aantonen. Omdat (historische) metingen soms onzeker zijn, moeten we enerzijds onderzoeken of er trends zijn in de veranderingen zelf en in de factoren die het klimaat bepalen, en anderzijds of deze trends consistent zijn met de voorspellingen van de menselijke impact op het klimaat in de gebruikte modellen.

Welke verschillende metingen gebruiken de wetenschappers ?

Laten we beginnen met de fundamentele vraag: is er bewijs dat broeikasgassen verantwoordelijk zijn voor waargenomen opwarming? Is er bewijs dat er eigenlijk meer CO2 in de atmosfeer is aan het begin van de 21e eeuw dan aan het begin van de 20e eeuw? Ja.

De wetenschappers Roger Revelle en Charles David Keeling[1] hebben dat bewezen  door directe metingen van de CO2-niveaus in de atmosfeer sinds 1958 in het Mauna Loa Observatorium in Hawaii.

Het resultaat is de meest bekende curve in de hele atmosferische wetenschap, de zogenaamde Keeling-curve . Die curve vertoont een gestage toename van CO2 in de luchtconcentraties in de atmosfeer van ongeveer 315 delen per miljoen sinds 1958 tot meer dan 400 delen per miljoen vandaag, en de curve blijft stijgen.

Onderzoek van ijskernen vertelt ons dat de CO2-niveaus ooit lager waren. Tot aan de industriële revolutie [2] bedroeg de concentratie in de atmosfeer ongeveer 280 delen per Revolutie. De huidige concentratie van  > 410 delen per miljoen CO2 in de atmosfeer is de hoogste ooit vastgestelde waarde in vele miljoenen jaren. Dat zien we in de ijskernen (stalen genomen aan de Noordpool, de Zuidpool, in Groenland en uit gletsjers).

---

Toename broeikasgas veroorzaakt door de mens

Belangrijk is het verschil tussen fossiel CO2 en natuurlijk CO2. Fossiel koolstof dat in de aarde begraven raakte bij het afsterven van organisch materiaal[3] heeft immers een lager isotoop[4] dan natuurlijk CO2.[5]  Als de CO2 toename te wijten zou zijn aan natuurlijke bronnen, dan zouden de metingen een toename moeten tonen van de zware (natuurlijke) isotoop koolstof-13 ten opzichte van het licht isotoop (fossiele brandstof) koolstof-12. Het omgekeerde gebeurt. In plaats van natuurlijk CO2 hoopt het CO2 isotoop 12 zich op in de atmosfeer.  Daarmee is ‘the smoking gun’ gevonden, de vingerafdruk van de antropogene bron van klimaatopwarming, nl. de verbranding van fossiele brandstoffen. Dat toont de grafiek hieronder .

Tenslotte nemen de broeikasgasconcentraties in de atmosfeer – CO2 en methaan – dramatisch toe. Deze verhogingen zijn ongekend over een zeer lange tijd en we weten dat ze komen door menselijke activiteit.

---

[1]  Reeds overleden, zijn zoon Ralph Keeling zet zijn werk verder

[2]  Rond 1750 in Engeland en vanaf 1830 in België en Europa ontstaat met het gebruik van de stoommachine onze historische CO2-uitstoot en -schuld!

[3]  Dit materiaal werd in de loop van miljoenen jaren omgezet tot turf, bruinkool, steenkool, petroleum of gas : fossiele brandstoffen dus.

[4] Isotopen zijn atomen van hetzelfde chemische element – en dus met hetzelfde aantal protonen – waarin het aantal neutronen verschilt. Volgens gangbare modellen bestaat een atoom uit een kern met daaromheen een wolk van elektronen. De kern bestaat uit een aantal protonen en een aantal neutronen.

[5] Fossiele brandstoffen zijn dus relatief rijk aan de lichtere isotoop van koolstof : koolstof-12 in plaats van koolstof-13. Hierdoor zien wetenschappers of het broeikasgas al dan niet komt van fossiele brandstoffen, gebruikt door de mens.

Alle afbeeldingen in deze tekst, tenzij anders vermeld, zijn afkomstig van SDG Academy en Penn State University online cursus ‘Climate Change, the science’ onder creative commons licentie