Klimaatverandering en klimaatonderzoek

Leerdoelen

•Wat zijn de oorzaken van klimaatverandering?

•Wat zijn de gevolgen van klimaatverandering?

•Hoe kunnen gevolgen van klimaatverandering voorspeld worden?

•Wat zijn klimaatmodellen en waar zijn die op gebaseerd?

Oorzaken van klimaatverandering

Broeikasgassen spelen een cruciale rol bij het opwarmen van de aarde. Kooldioxide (CO₂), methaan (CH₄) en waterdamp (H₂O) zijn broeikasgassen die de warmte in de atmosfeer vasthouden. Volgens deskundigen blijft 90 tot 95 procent van de warmte hierdoor in de atmosfeer. Dit fenomeen, bekend als het natuurlijk broeikaseffect, maakt het leven op aarde mogelijk omdat het de planeet warm genoeg houdt om te bewonen.

In de afgelopen eeuwen heeft de mens echter bijgedragen aan het verhogen van de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer. Dit komt vooral door het verbranden van fossiele brandstoffen. Deze extra broeikasgassen en de bijbehorende warmte leiden tot een extra opwarming, bekend als het versterkt broeikaseffect. Het belangrijkste verschil tussen het natuurlijke en het versterkte broeikaseffect is dat het versterkte effect wordt veroorzaakt door menselijke activiteiten.

Veranderingen in gebruik van land

Naast de uitstoot van broeikasgassen heeft ook ontbossing bijgedragen aan klimaatverandering. De ontbossing vindt voornamelijk plaats voor landbouw en verstedelijking, wat leidt tot minder vegetatie. Minder vegetatie betekent minder verdamping, evapo-transpiratie, en dus minder neerslag in gebieden zoals de tropische klimaatzone.

Gevolgen van klimaatverandering

De opwarming van de atmosfeer heeft vele gevolgen. Het landijs smelt, wat resulteert in minder weerkaatsing van zonlicht (verlaagd albedo-effect). Dit zorgt voor meer warmteopname door de aarde en versnelt de opwarming. Ook smelt de permafrost in gebieden zoals Noord-Canada en Noord-Rusland. Permafrost bevat grote hoeveelheden bevroren methaan en als dit smelt, komt het methaan vrij in de atmosfeer, wat de opwarming verder versnelt (een positieve terugkoppeling).

Daarnaast zorgt de temperatuurstijging ervoor dat oceaanwater meer koolstofdioxide en warmte opneemt, wat een tijdelijke vertraging geeft aan de opwarming (een negatieve terugkoppeling). Echter, de vraag blijft of deze capaciteit van oceanen blijft bestaan.

Kantelpunten en terugkoppelingen

Kritiek in klimaatonderzoek richt zich vaak op kantelpunten: momenten waarop natuurlijke systemen zoals de oceaan en vegetatie ophouden met het opnemen van CO₂ en in plaats daarvan CO₂, beginnen uit te stoten. Wanneer dit gebeurt, kunnen positieve terugkoppelingen optreden, zoals het verlaagde albedo-effect en het smeltende permafrost, die de opwarming versnellen.

Klimaatmodellen en onzekerheden

Om de gevolgen van klimaatverandering te voorspellen, gebruiken wetenschappers klimaatmodellen. Deze modellen zijn wiskundige simulaties die gebaseerd zijn op historische gegevens (zoals paleoklimaten) en actuele klimaatdata. Ze bevatten echter onzekerheden door de vele terugkoppelingsmechanismen (positieve en negatieve terugkoppelingen) en de complexiteit van het klimaat.

Een model vergemakkelijkt de werkelijkheid om uitspraken te kunnen doen over toekomstige situaties. Voorbeelden van positieve terugkoppelingen zijn de eerder genoemde smeltende permafrost en het landijs dat smelt. Deze factoren versterken elkaar en maken de voorspellingen moeilijk en variabel.

Scenario’s en projecties

Wetenschappers gebruiken scenario’s om verschillende mogelijke toekomstbeelden te schetsen. Bijvoorbeeld: wat gebeurt er als we blijven zoals we nu zijn (hoog scenario) of als we emissies, uitstotingen, drastisch verminderen (laag scenario)? Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) gebruikt deze benadering in zijn rapporten. Zo kunnen voorspellingen over de stijging van de zeespiegel variëren van 50 centimeter tot 110 centimeter, afhankelijk van de onderliggende aannames.