Hoofdstuk 1 Extern systeem en klimaatzones Paragraaf 11 t/m 14

Het klimaat door de tijd (par. 11) inhoud Het klimaat door de tijd (par. 11) Het klimaat nu (par. 12) Het klimaat in de toekomst (par. 13) Klimaatbeleid (par. 14)

Geologische tijdschaal

Oorzaken voor klimaatverandering verschuiving continenten Milankovic-variabelen variëren zonkracht (zonnevlekken) vulkaanuitbarstingen meteorietinslagen CO2-huishouding (biologische pomp) werking van de diepzeepomp menselijke activiteiten

1 De verschuiving van continenten Hoe zijn de afwisselende omstandigheden gedurende het Kwartair te verklaren?

Ligging van West-Europa gedurende de afgelopen 500 miljoen jaar

Een algehele afkoeling van de aarde Is mogelijk als er een ijsbedekking op de polen aanwezig is. ALBEDO De ijsbedekking van de polen zorgt voor een grote reflectie van invallende zonnestraling. Hierdoor wordt het aardoppervlak minder sterk opgewarmd en vindt er algehele afkoeling plaats.

Ontstaan ijskappen op de polen Is mogelijk bij de huidige ligging (Kwartair) van de continenten. Op het noordelijk halfrond liggen grote delen van continenten op hoge breedte. Op het zuidelijk halfrond ligt Antarctica op hoge breedte.

Verschuivende continenten Ligging tijdens het Krijt Thermische isolatie

Huidige ligging van de continenten

Ontstaan ijskappen op de polen Is mogelijk als gebieden op hoge breedte geïsoleerd (thermische isolatie)zijn van de warme zeestromen. De continenten op het noordelijk halfrond omringen de Noordelijke IJszee en sluiten deze daarmee af voor de warme zeestromen. Antarctica ligt geïsoleerd voor de warme zeestromen.

"GRIP" deep drilling operation mid-Greenland

Poolijs als klimaatarchief

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

Zeebodemsediment als klimaatarchief

Wat maakt een algehele afkoeling van de aarde mogelijk? Tektoniek, verschuiving van de continenten. hierdoor beperkte invloed van warme zeestromen. hierdoor vorming van ijskappen.

Oorzaken klimaatverandering -instraling -uitstraling -verdeling

= instraling - uitstraling Stralingsbalans = instraling - uitstraling albedo effect (terugkaatsing van aarde) -terugkaatsing door stofdeeltjes (aërosolen) -terugkaatsing door wolken -absorptie in atmosfeer -absorptie door aardoppervlak

Regelmaat in klimaatschommelingen; ijstijden Variaties in verdeling zonnestraling 2 (Milankovitch-variabelen): Excentriciteit aardbaan 96.600 jaar Precessie aardbaan: ‘tollen’ van de aardas 26.000 jaar Obliquiteit: scheefstand van de aardas 41.000 jaar Sturende factoren Variaties in verdeling zonnestraling (Milankovitch-variabelen): • excentriciteit aardbaan • precessie • nutatie

Milankovic variabelen: excentriciteit aardbaan: van rond naar ellips Instraling, lange duur, voorspelbaar (100.000j)

Afstandvariatie aarde/zon Iedere 22000 jaar wordt een volledige eliptische omloop voltooid. Door de precessie van de aardas verplaatsen het lentepunt op 23 maart en het herfstpunt op 22 september en de zonnestilstanden (21 juni en 22 december) zich geleidelijk langs de ellipsvormige aardbaan. Elfduizend jaar geleden lag het wintersolstitium(22 dec) in het verst van de zon verwijderde punt. Thans ligt het daar recht tegenover. Door dit verschijnsel verandert de afstand tussen zon en aarde, gemeten op 21 december voortdurend. Dit heeft sterke invloed op de zonnestraalintensiteit, c.q. de ijstijden Uit “DE IJSTIJD”, John en Katherine Imbrie

Milankovic variabelen: Scheefstand van de aardas Variatie: 22.1 - 24.5 graden 41,000-jr cycli Instraling, voorspelbaar.

Effect scheefstelling aardas op de verdeling van het zonlicht Indien de scheefstelling geringer is dan de huidige 23.50 , dan ontvangen de poolgebieden minder zonlicht dan thans Idem bij schevere stand meer (Obliquity) Uit “DE IJSTIJD”, John en Katherine Imbrie

Milankovic variabelen: precessie aardbaan: ‘tollen’ van de aardas Rondje in 25.700 jaar, voorspelbaar

Uit “DE IJSTIJD”, John en Katherine Imbrie

Uit “DE IJSTIJD”, John en Katherine Imbrie In Science 297 verwacht Berger pas, wegens opwarming, de volgende ijstijd over 50.000 jr (JI)

De Chinezen varen om Groen en Noord Siberië naar China TEMPERATUUR NA 1800 Honderden Vikingse veeteeldbedrijven op Groenland Kleine ijstijd De Chinezen varen om Groen en Noord Siberië naar China (www.1421.tv)

3 Het variëren van de zonkracht (zonnevlekken) Zonnevlekken zijn plekken op de zon die zo’n 1600 ºC koeler zijn dan de rest van het zonoppervlak en daarom donker lijken. Rondom de zonnevlekken is echter meer straling dan normaal aan de zon. Zonnevlekken: Veel : : meer zoninstraling op aarde Weinig : minder zoninstraling op aarde(kleine ijstijd)

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 er bovenop" satelliet-waarnemingen tonen aan: Zonnevlek-variatie correleert met (zeer geringe !) Zonne-intensiteitvariatie

De buitenste lagen van de zon Recente foto van de zon sterrenkunde en ode

zonsbeeld in röntgen- straling sterrenkunde en ode

Grote groep zonnevlekken

reuzen protuberans= een langwerpige of sliertige gaswolk van ~ 50 reuzen protuberans= een langwerpige of sliertige gaswolk van ~ 50.000 km. sterrenkunde en ode

De elfjarige zonnevlekkencyclus Voorspelling van het maximum van de huidige cyclus

Zonnevlekkencyclus vanaf 1980

Zonnevlekken Veel aanwijzingen uit klimaat-archieven: representatie met 11 jarige en 89 jarige cycli waarnemingen 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.

Verdere oorzaken van klimaat-veranderingen/-schommelingen: • Vulkaan-uitbarstingen • Grootschalige weersystemen (El Niño) Meteorietinslagen hebben dezelfde gevolgen als vulkaanuitbarstingen

CO2 huishouding: biologische pomp Bestaat uit twee routes of “pompen: fysische pomp en fotosynthese Fysische pomp: In de lucht zit meer CO2 dan in het zeewater ► CO2 komt in oppervlaktewater ► Bij afkoeling water zakt CO2 naar diepzeebodem: fossiele brandstof CO2 wordt naar diepzee gepompt. Fotosynthese: Algen in oppervlakte water nemen CO2 op uit de lucht ► omzetting naar organisch materiaal ► zakt naar de diepzee ► wordt met bacteriën omgezet naar CO2 opgeslagen in de diepzee

Tijdens koude periode(ijstijd): Fysische-biologische pomp werkt harder ► meer CO2 uit atmosfeer in diepzee ► vermindering broeikas effect. Tijdens warme periode minder effectief ► toename broeikaseffect NB: De rol van algen is nog onvoldoende begrepen

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

De thermohaliene circulatie of diepzeepomp zorgt voor stroming op grote diepte van de oceaan. De stroming ontstaat door een samenspel van temperatuur en zoutgehalte.

§ 12 Het klimaat nu

Het huidige klimaat concentratie CO2 in atmosfeer van 0,028% naar 0,035% antropogene invloed versterkt broeikaseffect

CO2 in atmosfeer

‘Hockeystick’-grafiek

Gevolgen van toename broeikaseffect gemiddelde temperatuur stijgt gevolgen, o.a.: - extreem weer - verschuiving klimaatzones - stijging gemiddelde zeespiegel - verandering thermohaliene circulatie (= klimaatverrassing)

We weten nog niet alles Remmen wolken het versterkte broeikaseffect af of stimuleren ze het juist? Remmen aërosolen het versterkte broeikaseffect af of stimuleren ze het juist? Discussie rondom de ‘hockeystick’-grafiek

Metingen en voorspellingen Voorspellingen: modellen Veel onzekerheden Ontwikkeling wereldbevolking?

Klimaatadepten versus klimaatcritici Uitgangspunten klimaatbeleid? ‘hockeystick’-grafiek mens is oorzaak Maatregelen? uitstoot broeikasgassen aanpassen Klimaatcritici?

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) VN rapporten Rapport 1990: er is een klimaatverandering gaande Rapport 1995: mens is oorzaak van klimaatverandering Rapport 2001: wetenschappelijke onderbouwing Rapport 2007: mogelijkheden van het voorkomen en verminderen van de uitstoot van broeikasgassen Klimaatsceptici: (in beginjaren) wetenschappelijk niveau?

Kyotoverdrag en Kyotoprotocol 1992: Kyotoverdrag VN 1997: Kyotoprotocol VN Ontwikkelingslanden: (nog) geen reductieverplichtingen

Emissiehandel (ET) Overheid geeft bedrijven emissierechten Teveel uitstoot: emissierechten bijkopen Minder uitstoot: emissierechten verkopen ‘beurs’: vanaf 1 januari 2005 in Europa Markt is snel ingestort Verdere ontwikkeling?