Klimaatverandering en de broeikasgassen waterdamp en ozon Roeland Van Malderen Wetenschapper, KMI Operationele directie “Waarnemingen” Conferenties 29/09/2013

Samenvatting Het broeikaseffect Waterdamp en ozon in de atmosfeer Conferenties 29/09/2013

Het broeikaseffect Broeikas = serre +15°C -18°C Infrarode straling doorgelaten door het glas Infrarode (warmte)straling uitgezonden door de grond geraakt niet door het glas Broeikas = serre Zonnestraling (visueel licht) -18°C +15°C Zonnestralen warmen de grond op Opgewarmde lucht stijgt en verwarmt de serre

Het broeikaseffect Een deel van de zonnestraling wordt teruggekaatst door wolken, stofdeeltjes en de atmosfeer Een deel van de infrarode straling wordt niet teruggekaatst en gaat de ruimte in Zonnestraling dringt door de atmosfeer en verwarmt het aardoppervlakte Broeikasgassen houden de warmte bij door een deel van de infrarode straling terug te kaatsen Een deel van de zonnestraling wordt geabsorbeerd door de atmosfeer Een deel van de zonnestraling wordt teruggekaatst door het oppervlakte Het opgewarmde aardoppervlakte straalt infrarode straling (warmtestraling) uit in de atmosfeer Straling niet gereflecteerd of geabsorbeerd door de atmosfeer warmt het aardoppervlakte op Conferenties 29/09/2013

Het broeikaseffect Straling doorgelaten door de atmosfeer Neerwaartse zonnestraling 70-75% doorgelaten Opwaartse warmtestraling 15-30% doorgelaten 5250 °C -65 °C - +35 °C Conferenties 29/09/2013

Waterdamp en ozon in de atmosfeer In de STRATOSFEER neemt de temperatuur weer toe met de hoogte! De temperatuur neemt af met de hoogte TROPOSFEER Conferenties 29/09/2013

Waterdamp en ozon in de atmosfeer De STRATOSFEER is heel droog! In de TROPOSFEER kunnen wolken gevormd worden. Conferenties 29/09/2013

Waterdamp en ozon in de atmosfeer Veel ozon in de STRATOSFEER. Weinig ozon in de TROPOSFEER. Conferenties 29/09/2013

Waterdamp Conferenties 29/09/2013

De link tussen waterdamp en temperatuur De wet van Clausius-Clapeyron Rudolf Clausius (1822-1888) Duits wiskundig natuurkundige Emile Clapeyron (1799-1864) Frans ingenieur “De capaciteit van de atmosfeer om water te bevatten neemt met 7% toe per 1°C temperatuursstijging” = warmere lucht kan meer vocht bevatten dan koudere lucht Conferenties 29/09/2013

Gemiddelde hoeveelheid waterdamp De link tussen waterdamp en temperatuur Gemiddelde hoeveelheid waterdamp = in warme sterken (tropen) is het vochtig, in koude streken (polen) is het droog Ook: overdag is het vochtiger dan ‘s nachts, in de zomer is er meer vochtigheid dan in de winter! Conferenties 29/09/2013

De link tussen waterdamp en temperatuur Verandering van hoeveelheid waterdamp zeer gelijkaardige patronen tussen de veranderingen in hoeveelheid waterdamp en oppervlaktetemperatuur van het zeewater in gebieden waar de zeetemperatuur toeneemt, neemt ook de vochtigheid toe, een temperatuursdaling leidt tot een afname in vochtigheid Verandering van zeewatertemperatuur 5 Conferenties 29/09/2013 °C/decade 5

Tendenzen over de oceanen tussen 30°N en 30°Z De link tussen waterdamp en temperatuur NINO Temp. H2O Neerslag Jaar Tendenzen over de oceanen tussen 30°N en 30°Z niet enkel ruimtelijk, maar ook link tussen temperatuurs- en waterdampvariaties in de tijd de neerslag volgt de temperatuurs- en waterdampvariaties! Conferenties 29/09/2013

Het waterdamp feedback mechanisme Stijging van de oppervlaktetemp. van het zeewater Stijging van de temperatuur 0.33 °C 0.22 °C 1.7 °C Meer vochtigheid Versterking van het broeikas-effect Vrijkomen van latente warmte Broeikaseffect door bijv. CO2 Waterdamp feedback Meer verdamping meer vocht verdampt vanop het oppervlakte en de totale hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer neemt toe deze toegenomen hoeveelheid vochtigheid houdt meer aardse warmtestraling tegen en jaagt zo de temperaturen verder de hoogte in dit effect versterkt het broeikaseffect door CO2 2 tot 3 maal! Conferenties 29/09/2013

Het wolken feedback mechanisme Waterdamp zorgt ook voor de vorming van wolken! wolken houden het zonnelicht tegen ( afkoeling) wolken houden de warmte uitgezonden door de aarde tegen ( opwarming) hoge wolken houden meer warmte tegen ? lage wolken kaatsen meer zonnestraling terug Conferenties 29/09/2013

Conclusies waterdamp is het voornaamste broeikasgas de variatie in waterdamp is gelinkt aan de temperatuursvariatie het waterdamp feedback mechanisme versterkt de opwarming, bijv. veroorzaakt door CO2, 2 tot 3 keer! uit waterdamp worden wolken gevormd; wolken zorgen voor de grootste onzekerheid in klimaatvoorspellingen Conferenties 29/09/2013

Ozon Conferenties 29/09/2013

De ozonlaag De ozonlaag houdt de schadelijke UV- straling van de zon tegen. CFCs (Chlorofluorocarbon-verbindingen, d.w.z. verbindingen met Cl, F, C) breken de ozon af  Nobelprijs Het protocol van Montreal (1987) bande de emissie van deze CFCs. Conferenties 29/09/2013

De ozonlaag ozonlaag ‘goede’ ozon ozon als broeikasgas Gemiddeld ozonprofiel boven Ukkel ozonlaag ‘goede’ ozon ozon als broeikasgas ‘smog’, ‘slechte’ ozon Conferenties 29/09/2013

Het gat in de ozonlaag Conferenties 29/09/2013

De dikte van de ozonlaag boven Ukkel afname tot midden jaren 90 absoluut minimum na uitbarsting van de vulkaan Pinatubo (stofdeeltjes  ozon ) de laatste 15 jaar lijkt de ozon weer toe te nemen. Conferenties 29/09/2013

De evolutie van de ozon boven Ukkel toename van de ozon in de troposfeer afname van de ozon in de stratosfeer Conferenties 29/09/2013

Conclusies Ozon in de stratosfeer (“ozonlaag”) beschermt ons tegen schadelijke UV-straling van de zon Ozon in de troposfeer is een broeikasgas en heeft schadelijke effecten op onze gezondheid (“smog”) De evolutie van de hoeveelheden ozon op deze 2 verschillende locaties in de atmosfeer ging/gaat in beide gevallen de verkeerde kant op! Neemt de ozon in de stratosfeer weer toe? Alleszins, de klimaatverandering helpt niet echt… Is een protocol van Montreal mogelijk voor broeikasgassen? Conferenties 29/09/2013

Dank u wel voor uw aandacht! Conferenties 29/09/2013

Waterdamp, zelfs de totale hoeveelheid, is moeilijk op te meten! GPS Cagliari (Italy) globale verschillen tussen technieken die over de oceanen meten en vanop het land verschillen tussen technieken vanop één en dezelfde plaats! Conferenties 29/09/2013