De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De klimaatgeschiedenis van de aarde Informatie uit ijskernen en andere "natuurlijke archieven" Stusium Generale Maastricht, dinsdag 15 februari 2005 Harro.

Verwante presentaties


Presentatie over: "De klimaatgeschiedenis van de aarde Informatie uit ijskernen en andere "natuurlijke archieven" Stusium Generale Maastricht, dinsdag 15 februari 2005 Harro."— Transcript van de presentatie:

1 De klimaatgeschiedenis van de aarde Informatie uit ijskernen en andere "natuurlijke archieven" Stusium Generale Maastricht, dinsdag 15 februari 2005 Harro A.J. Meijer Centrum voor IsotopenOnderzoek, Rijksuniversiteit Groningen Inhoud: -Klimaatgeschiedenis: waar en hoe aanwezig? -IJskernen als klimaat-archief -Andere natuurlijke archieven -Oorzaken van klimaatveranderingen -De laatste 150 jaar en de toekomst

2 Geschiedenis van het klimaat: hoe weten we daar wat van ? isotopen in water

3 Korte uitleg over isotopen in water  Water-moleculen (H 2 O) bestaan in verschillende "varianten"  Verreweg meest-voorkomend: de 16 O-variant  Ook komt voor (ca 0.21 %) de 18 O-variant  Het percentage is overal op aarde vrijwel constant  Het percentage wordt beïnvloed door processen van verdamping en condensatie:  waterdamp bevat wat minder 18 O, water wat meer  Dit verschil is temperatuur-afhankelijk. De verschillen zijn zeer klein. Ze worden uitgedrukt in een relatieve maat:  18 O. Hoe negatiever dit getal, hoe minder 18 O ≈ 0,210 % ≈ 0,208 %  18 O = -10 ‰

4  VSMOW (‰) oceaan water Tropische waterdamp Tropische neerslag Steeds verder Verarmd rakende neerslag Steeds verder verarmd rakende waterdamp Polaire neerslag latitude Waartoe leidt dit op wereldschaal ?

5 Isotopen in neerslag bevatten informatie over het klimaat ! Gebruik "neerslag archieven": de ijskappen op Groenland en Antarctica !

6 ijskerngelaagdheid stroomlijn gletscher Schematische weergave van een ijskap

7 "GRIP" deep drilling operation mid-Greenland

8

9

10

11

12

13 EPICA "SITE M" (IMAU Utrecht, januari 2000)

14

15 IJskernresultaten: Recente geschiedenis, zeer gedetailleerd: Middeleeuwse warme periode (kolonisatie van Groenland)  18 O (‰) Depth (m) GISP IJskern, Centraal Groenland

16 Einde van de laatste ijstijd

17 De laatste twee ijstijden, afgewisseld door tussen-ijstijden

18 Nieuwste resultaten: Dome Concordia, Europese ijskern op Antarctica

19 De relatie tussen temperatuur en  18 O is echter:- niet-lineair - veranderlijk isotopen in ijskernen vormen een "proxy-thermometer"

20 Andere archieven ter vergelijking: (1) 18 O in oceaan-sedimenten Sediment in de vorm van kalk (CaCO 3 ) wordt door organismen aangemaakt: De O's hierin hebben een "isotoop-relatie" met de O in het zeewater Temperatuur-informatie ontstaat, want: Het isotoop-effect in de kalkaanmaak is temperatuur-afhankelijk De isotopen-samenstelling van het oceaanwater hangt af van de hoeveelheid landijs Beide effecten versterken elkaar. "Hoe hoger  18 O, hoe kouder het was"

21 Boren van sediment-kernen op de oceaan-bodem: Boren tot 8000 m diep mogelijk !

22

23 Voorbeeld van oceaan sediment-kernen Periodieke afwisseling van ijstijden en tussen-ijstijden kouder warmer

24 3 4 5 ouderdom (miljoenen jaren) Oceaan sediment-kern tot 2 miljoen jaar oud

25 Vergelijking van een diepzeekern-archief met de Vostok ijskern ouderdom (duizenden jaren)

26 (2) Totaal ander (land !) archief: plantenresten in het veen (vooral stuifmeel) De tijdas komt tot stand Door 14 C-ouderdomsbepaling aan zeer kleine monsters (m.b.v. versneller-technologie) Pollen-voorkomen => landschap + klimaat !

27 HOE is het klimaat geweest in het verleden. Blijkbaar is het klimaat zeer veranderlijk Maar: WAAROM is het klimaat zo veranderlijk? Beantwoord is : Belangrijkste constatering: Het klimaat is zeer "wankelmoedig": Zeer geringe veranderingen kunnen grote gevolgen hebben.

28 Oorzaken van de "grote" klimaatveranderingen: Mechanisme nr. 1: De Milankovitch Theorie insolatieveranderingen door beïnvloeding van de baan van de aarde door andere hemellichamen Variatie nutatiehoek ( °) Cyclus ca. 41 ka Excentriciteitsvariatie Cyclus ca. 100 ka

29 Variatie aardasstand over de baan (precessie). Cycli ca. 18 en 23 ka Gevolgen: Cyclische verandering van zonnestralingsverdeling over de aarde

30 De hoeveelheid zonne-energie ingestraald op "21 juni"

31 "Milankovitch" is niet het hele verhaal: De "lange" aardse klimaatgeschiedenis toont soms perioden met ijstijden, soms niet. miljoenen jaren geleden Perioden met periodieke ijstijden Blijkbaar geven de geringe Milankovitch- veranderingen soms wel, en soms geen aanleiding tot grote klimaatveranderingen

32 start ijstijden stop ijstijden geen ijstijden start ijstijden ijstijden Mechanisme nr. 2: Continent-verschuivingen (drift) beïnvloeding van 1) albedo (ijsvorming op land?), en 2) oceaanstromingen (energietransport!) 250 Ma 135 Ma 320 Ma 45 Ma NU 100 Ma

33 Door "Milankovitch" en "Continental drift" zijn de grote/lange klimaatveranderingen beschreven. Oorzaken voor de vele kleine(re), snelle(re) veranderingen: (1) Variaties in de zon zelf: Lichtintensiteit Spectrale samenstelling Deeltjesflux / afscherming kosmische straling Bekendst: Zonnevlekken Periodiek verschijnsel: 11-jarige cyclus, met een 89-jarige cyclus "erbovenop" satelliet-waarnemingen tonen aan: Zonnevlek-variatie correleert met (zeer geringe !) Zonne-intensiteitvariatie

34 Zonnevlekken waarnemingen representatie met 11 jarige en 89 jarige cycli Veel aanwijzingen uit klimaat-archieven: Uiterst geringe variaties in de zonne-intensiteit beïnvloeden het klimaat toch ! Het mechanisme is tot op heden echter niet begrepen.

35 Vulkaan-uitbarstingen Verdere oorzaken van klimaat-veranderingen/-schommelingen: Grootschalige weersystemen (El Niño)

36 Variatie in de koolstofcyclus, en dus in de broeikasgasconcentraties natuurlijk door de mens veroorzaakt ijstijd Tussen-ijstijd

37 De wereldwijde "transportband" in de oceaan (de "thermo-haliene" circulatie) "Wankelmoedigheid" en "onvoorspelbaarheid" van het klimaat

38 Tot slot: Hoe zit het met de afgelopen eeuwen ??? Zien we hier het versterkte broeikaseffect ???

39 De basis van het aardse klimaat Zonder broeikasgassen: ≈ -20° C Met broeikasgassen: ≈ +15 °C Broeikasgassen zijn er van nature !!

40 Ons klimaat met meer broeikasgas Zonder broeikasgassen: ≈ -20° C Met broeikasgassen: ≈ +15 °C Met EXTRA broeikasgassen: ???? (CO 2 )

41 De menselijke productie van CO 2 in perspectief Een paar Nederlandse cijfers (CBS): huishoudelijk afval: 500 kg per persoon per jaar daarvan:100 kg GFT 60 kg oud papier CO 2 ?? kg per persoon per jaar !! (wereldwijd: 4000 kg p.p.p.j.)

42 CO 2 concentratie in de lucht

43 Hoeveel CO 2 is “natuurlijk” ?

44 “Natuurlijk” CO 2 nog verder terug in de tijd

45 De “natuurlijke” methaan-concentratie methaan nu

46 Kwantificeren van "bekende" klimaat-effecten de afgelopen eeuw vulkanen el Niño zon som

47 Vergelijk de som van "bekende" effecten met het echte temperatuursverloop som van bekende effecten gemeten temperatuur versterkte broeikaseffect ?

48 Is het verschil het versterkte broeikas-effect ?? gemeten temperatuur - "bekende" effecten CO 2 concentratie in de atmosfeer

49 Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC, derde rapport (2001) Temperatuurstijging in 2100 van 1,5 tot 6 °C, afhankelijk van broeikasgas-emissies

50 Samenvatting  De klimaatgeschiedenis van onze aarde raakt steeds beter bekend:  Klimaatarchieven worden steeds beter "gelezen"  Het aards klimaat blijkt zeer variabel en "wankel" te zijn  De belangrijke twee drijvende krachten zijn:  De aardbaan om de zon (Milankovitch)  De ligging van continenten ("continental drift")  Deze twee zaken verklaren 75% van de klimaatschommelingen, maar op een slechts semi-kwantitatieve wijze  De overige 25%: zonne-intensiteit, vulkanen, Klimaatarchieven geven vele aanwijzingen voor de buiten-proportionele invloed van minieme zonnefluctuaties op het klimaat. Het mechanisme is echter tot dusver totaal onbegrepen!

51  Het Broeikas-effect is het kwantitatief best begrepen klimaat-effect.  De mensheid is dit broeikaseffect significant aan het versterken.  Er is op dit moment nog geen hard bewijs voor klimaatgevolgen versterking broeikas-effect, maar er zijn zeker ook geen strijdigheden.  Er tekent zich een steeds bredere consensus af richting opwarming. Gezien de "wankelmoedigheid" van het klimaat: Verrassingen zijn nooit uit te sluiten. Voorzorgsprincipe: De concentratie broeikasgassen is -op z'n minst- een belangrijke klimaatparameter. Het ongebreideld verhogen van de concentraties is riskant! Vandaar het Kyoto-protocol.

52 Uitsmijter (1): het klimaat en de kans op Elfstedentochten temperatuur trend +zonnevlekken Extrapolatie Elfstedentochten gereden afnemende kans Elfstedentocht De volgende Elfstedentocht de volgende winter of misschien die erna (àls het al lukt !!!) en dat wordt dan de laatste...

53 Uitsmijter (2): lange-termijn voorspelling Dank voor uw aandacht


Download ppt "De klimaatgeschiedenis van de aarde Informatie uit ijskernen en andere "natuurlijke archieven" Stusium Generale Maastricht, dinsdag 15 februari 2005 Harro."

Verwante presentaties


Ads door Google