Mastercourse klimaatverandering en verwoestijning 27 januari 2009 Het Broeikaseffect Inleiding Geschiedenis Broeikaseffect Zuid-Europa Verwoestijning 20ste eeuw Toekomst John van Boxel Universiteit van Amsterdam 27 januari 2009 3. Het Broeikaseffect - John van Boxel

Het broeikaseffect Evenwichtstemperatuur van de aarde De broeikasgassen Mogelijk gevolgen Terugkoppelingen (Positief en negatief) Dilemma Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

Evenwichtstemperatuur aarde Instraling p R2 * 1367 Reflectie 0.3 * p R2 * 1367 Uitstraling 4 * p R2 * s T4 Evenwichtstemperatuur Te = [0.7*1367/4s]0.25 = 255 K = -18 oC 1367 W/m2

Het Broeikaseffect Versterken we het broeikaseffect met 10% Evenwichtstemperatuur v/d aarde –18º C Gemiddelde oppervlaktetemperatuur +15º C Het broeikaseffect: +33º C Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma Versterken we het broeikaseffect met 10% Dan wordt de wereld gemiddeld 3º C warmer Tropen  1 º C Gematigde breedten  3 º C Poolstreken  9 º C

Broeikaseffect: Hoe werkt het Zonnestraling verwarmt de aarde Ongeveer 30% daarvan wordt gereflecteerd (o.a. wolken) Door het aardoppervlak uitgezonden langgolvige straling wordt grotendeels geabsorbeerd door wolken en broeikasgassen Het oppervlak ontvangt ook atmosferische tegenstraling van wolken en broeikasgassen Die extra straling maakt oppervlaktetemperatuur ongeveer 33 oC hoger dan evenwichtstemperatuur “Stralend oppervlak”  halverwege de atmosfeer Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

Belangrijkste broeikasgassen (Radiative forcing relative to CO2 in 1998) Waterdamp ( 4 ) Kooldioxide CO2 (1.05) Hoogste concentratie in 10 Myr Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma Methaan CH4 (0.33) Concentratie is al verdubbeld sinds pre-industriële tijden Concentratie neemt nog langzaam toe Lachgas N2O (0.10) Concentratie is zeer variabel Geleidelijke toename gedurende de 20th eeuw Chloorfluorkoolwaterstoffen CFK’s (0.23) Concentraties stabiliseren zich nu

Wordt het broeikaseffect versterkt? Nu al een broeikas-effect van circa 33oC Concentraties van broeikasgassen stijgen De stralingsbalans zal veranderen. Welke gevolgen kan dit hebben? Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

Mogelijke gevolgen van een versterkt broeikaseffect Hogere temperaturen (tropen < 1ºC, poolstreken > 5ºC) Afsmelten van gletsjers en ijskappen Stijging van het zeeniveau (smelt & uitzetten) Meer verdamping Meer neerslag (maar niet overal) Hogere neerslagintensiteiten Afzwakken van de thermohaline circulatie Intensivering van de tropische circulatie ? Nog minder regen in aride, semi-aride gebieden ? Meer of sterkere orkanen !? Zwaardere stormen op de gematigde breedten ? Effecten op de El Niño – La Niña cyclus ? Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

Negatieve terugkoppelingen Stabiliseren het klimaat systeem Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma Voorbeelden: Een deel van de extra CO2 lost op in de oceanen Planten groeien sneller bij hoge CO2 concentraties Meer verdamping  meer wolken  hoger albedo Meer neerslag in de poolgebieden kan zeespiegelstijging tegengaan ….

Positieve terugkoppelingen Destabiliseren het klimaat systeem Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma Voorbeelden: Hogere zeewatertemperaturen  minder CO2 lost op in de oceanen  meer CO2 in de lucht  warmer Hogere temperaturen  meer waterdamp in de lucht (waterdamp is ook broeikasgas)  warmer Vrijkomen van methaan uit de toendra's Sneeuw albedo terugkoppeling Oppervlak poolijs ….

Is dat logisch als de atmosferische CO2 concentratie toeneemt ?? Een dilemma? De aarde wordt warmer (slaat energie op) Zij zendt dus minder straling uit dan ze ontvangt Dat wordt niet veroorzaakt door de instraling (bijv. variaties in de zonneconstante) Dus de aarde zendt minder langgolvige straling uit Is dat logisch als de atmosferische CO2 concentratie toeneemt ?? Immers de broeikasgassen zijn juist een belangrijke bron voor de uitstraling van de aarde Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

Verklaring 1 x CO2 2 x CO2 T= - 40 oC T= - 30 oC Aardoppervlak wolken Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma T= - 30 oC T= - 40 oC wolken Aardoppervlak

Volgende presentatie Henry Hooghiemstra Klimaatveranderingen in Zuid-Europa Op de Geologische tijdschaal Inleiding Geschiedenis Broeikaseffect Zuid-Europa Verwoestijning 20ste eeuw Toekomst