"Vannacht zal het nauwelijks afkoelen"

CO2 en methaan: het zijn maar enkele van de broeikasgassen die het klimaat beïnvloeden. En ook waterdamp speelt een grote rol. En heeft u al gehoord van aërosolen? Welk element heeft welk effect, en hoe werkt het? Maar eerst een kleine bedenking en een vergelijking met een tanker: want het is niet allemaal slecht nieuws.

Eerst het goede nieuws: al lijkt de klimaatverandering niet meteen te stoppen (de totale omslag naar een koolstofvrije economie lijkt niet voor morgen), toch kan de mens nog veel doen, vooral wat betreft de uitstoot van het belangrijkste broeikasgas CO2 (fossiele brandstoffen) als bijvoorbeeld methaan (o.a. veeteelt).

Het is een beetje als het sturen van een reusachtige tanker: makkelijk is dit niet, maar niet onmogelijk. En als we dan toch in de scheepvaart blijven: de vergelijking met de Titanic hoeft niet op te gaan, want die ijsberg kunnen wij nog vermijden. We moeten er gewoon voor zorgen dat er over een paar honderd jaar nog ijsbergen over zijn.

Hoe werkt het broeikaseffect? De zon stuurt de aarde warmte vanuit de ruimte, recht onze atmosfeer in. De aarde bereikt met die warmte een mooi evenwicht door een deel van die warmte te houden en deel weer af te stoten naar de ruimte. Maar door de aanwezigheid van steeds meer broeikasgassen in de dunne atmosfeer, wordt de warmte meer gevangen gehouden rond de aarde.

De infrarode straling die de aarde terugstuurt, vormt een heel delicaat evenwicht. Venus bijvoorbeeld heeft zoveel broeikasgassen dat de temperatuur daar veel te hoog is voor de mens - de planeet staat uiteraard dichter bij de zon, maar de temperatuur is er verhoudingsgewijs nog veel groter dan uit extrapolaties op basis van de aarde mag worden verwacht, ongeveer 480 graden, red.).

AP2009

Koolstof is natuurlijk en overal

CO2, het belangrijkste broeikasgas, is een heel natuurlijk gas. Het is geur- en kleurloos. CO2 is overal. In de lucht, maar ook in de grond en in onze planten en bomen, en in de oceanen. Ongeveer een triljoen ton koolstof is vastgelegd in alles wat leeft en de hoeveelheid onder de grond is nog veel groter.

Als er geen planten en algen bestonden, zouden we binnen de kortste keren omkomen in het CO2 en zonder zuurstof raken. U herinnert het zich ongetwijfeld nog van de biologielessen op school: door het proces van fotosynthese - waarbij planten zonlicht en water omzetten in energie om te groeien - nemen planten, algen en bomen de door de mens uitgestoten CO2 op voor hun eigen huishouding.

De afvalstroom die ze daarbij produceren is zuurstof. Een win-win-situatie, zowaar. Alleen: als die planten of bomen vergaan, en hun fossiele brandstoffen onder de grond (steenkool, gas, olie enz.) later weer worden verbruikt door de mens, komt er veel van die CO2 weer vrij.

Hetzelfde geldt uiteraard voor een kortere kringloop, meer bepaald voor bomen die omgehakt worden en hun hout dat verbrand wordt. Overigens: ook u en ik stoten CO2 uit, zelfs al laten we de auto thuis en verbruiken we geen energie. De mens doet min of meer het omgekeerde van de bomen: we ademen zuurstof (02) en ademen onder meer CO2 weer uit. De hoeveelheid CO2 die we met z'n allen uitademen, is evenwel verwaarloosbaar tegenover andere emissiebronnen zoals die voor energie- en warmteproductie (steenkoolcentrales, gas en olie), industrie en autoverkeer.

INDIGO MOLECULAR IMAGES/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Oceanen als koolstofputten

Veel bomen planten op grote schaal kan dus het CO2-probleem mee verlichten omdat jonge bossen die onstuimig groeien veel CO2 opnemen. Ze vormen daarmee goede zogenoemde "koolstofputten".

De belangrijkste koolstofputten op aarde zijn evenwel onze oceanen. De zeeën hebben tussen 1800 en 1994 naar schatting 48 procent van de door de mens uitgestoten CO2 in de atmosfeer opgenomen. Het gevolg daarvan is evenwel dat de oceanen langzaam maar zeker gaan verzuren. Koraalriffen zijn een van de eerste slachtoffers en sterven af, maar ook pakweg zeediertjes die een kalkschelp vormen zijn kwetsbaar, omdat dit proces moeilijker gaat of onmogelijk wordt.

Bovendien is het zo dat koud zeewater meer koolstof kan vasthouden dan warm zeewater. Hoe meer de zeeën opwarmen, hoe minder gas ze dus kunnen opnemen.

Methaan, nummer 2 na CO2

Methaan (CH4) is het belangrijkste broeikasgas na CO2. Zijn capaciteit om warmte vast te houden, is enkele tientallen keren groter dan bij CO2, maar methaan blijft gelukkig veel minder lang in de lucht hangen.

Methaan wordt geproduceerd door bacteriën die gedijen in zuurstofarme milieus, zoals stilstaand water en ingewanden. Het is rijkelijk aanwezig in moerassen, maar ook in winden en boeren. Toch kan de mens ook hier bijsturen, want zowat 60 procent van alle vrijkomend methaangas is volgens wetenschappers een gevolg van menselijke activiteit.

Boerende koeien

Ik herinner het me nog goed, vorige zomer. Een koe in de wei liet een gigantische scheet, zo vlakbij dat het goed hoorbaar was - het klonk een beetje als een gedempt kanonschot. Koeien stoten methaan vooral uit via boeren die ze laten - ze kunnen tot één keer per minuut boeren.

Het houden van koeien door de mens, voor de vlees- en melkproductie, heeft daardoor een impact op het klimaat, en er zijn al studies en experimenten gedaan om de methaanuitstoot bij koeien te verminderen (de koeien andere dingen dan gras laten eten, zou al veel helpen). Intussen blijft de veeteeltsector verantwoordelijk voor bijna een zesde van alle door de mens uitgestoten broeikasgassen, berekende de wereldlandbouworganisatie FAO. Ook schapen stoten veel methaan uit.

Het opwarmende klimaat kan de vrijgave van methaan versnellen in het hoge noorden, gebieden bij de polen in Canada, Rusland en Alaska bijvoorbeeld, wanneer de permanent bevroren ondergrond (permafrost) daar ontdooit. Permafrost slaat koolstof op in de vorm van turf, maar bevat ook methaan dat kan vrijkomen bij dooi.

"Het gaat flink afkoelen vannacht"

U heeft het de weerman zeker al eens horen zeggen: "We beleven een erg zachte nacht, omdat de bewolking blijft hangen". Of omgekeerd: "Het klaart vannacht helemaal uit, en daardoor gaat het flink afkoelen."

Wanneer een dik wolkenpak als een deken boven het land blijft hangen, merken we het snel aan de temperatuur. Toch is er nog veel onduidelijkheid over de rol van de wolken. Want ze kaatsen ook veel zonlicht terug. Dus hoewel waterdamp beschouwd zou kunnen worden als een broeikasgas, stelt het de wetenschappers voor een raadsel op het gebied van klimaatverandering.

Aërosolen

Geen broeikasgas, maar ook een "element" dat een grote invloed heeft op de temperatuur op aarde, zijn aërosolen. Het zijn minuscule deeltjes in de atmosfeer, zoals roet en zwaveldioxide die kunnen komen van vulkaanstof, de verbranding van fossiele bronnen, woestijnstof, bandrubber enz.

De invloed van aërosolen werd oorspronkelijk zwaar onderschat. Maar door hun aanwezigheid in de atmosfeer kunnen ze zonlicht tegenhouden of zelfs terugkaatsen. "Vervuiling met bijvoorbeeld zwaveldioxide zorgde zo voor een temperatuurdaling tussen pakweg 1940 en 1970, of hoe vervuiling door de mens niet altijd direct tot opwarming moet leiden," schrijft Tim Flannery in "The weather makers" (De Weermakers).

"Dit bracht klimaatwetenschappers lange tijd in de war, maar kon later toch worden verklaard. Bij de uitbarsting van de Pinatubo-vulkaan op de Filipijnen bijvoorbeeld werd een gigantische hoeveelheid zwaveldioxide-aërosolen uitgestoten. Wetenschappers voorspelden een wereldwijde afkoeling van 0,3 graden, en die vond ook plaats."

Stof voor discussie

Toch is de rol van aërosolen voor het klimaat nog stof voor discussie. Enerzijds kunnen ze voor afkoeling zorgen, maar ze kunnen evengoed zonnewarmte absorberen, waardoor de temperatuur toeneemt. Ze hebben ook een effect op de wolkvorming, omdat ze in de atmosfeer condensatiekernen vormen voor water. Dit beïnvloedt dan weer het aantal waterdruppeltjes en dus de hoeveelheid bewolking en dus, zoals hierboven beschreven, de temperatuur.