In de afgelopen eeuw zien we een toename van de temperatuur en de concentratie van CO2. De centrale vraag hierbij is wat oorzaak en wat gevolg is: stuurt de temperatuur de CO2-concentratie of andersom? De temperatuur en de CO2-concentratie reageren op elkaar. Als één van de twee door een externe oorzaak verandert, dan volgt de ander. De recente opwarming is echter het gevolg van de toegenomen CO2-concentratie, en niet andersom.

Bij de huidige opwarming neemt de CO2-concentratie toe door verbranding van fossiele brandstoffen (zie veelgestelde vraag: waarom stijgt de CO2 concentratie?). Hierdoor stijgt de wereldgemiddelde temperatuur.

Temperatuurstijging is niet de oorzaak van de huidige snelle toename in de concentratie van CO2. Het duurt namelijk achthonderd tot enkele duizenden jaren voordat temperatuurstijging leidt tot een CO2 toename. De huidige temperatuurstijging is ingezet na de industriële revolutie en de periode waarin deze zich afspeelt is te kort om de CO2 concentratie te laten stijgen. De recente temperatuurstijging kan daarom niet de oorzaak zijn van de huidige toename van CO2.

Bovendien is de recente temperatuurverandering te klein om de huidige stijging van het CO2-gehalte te verklaren. Als wij kijken naar de overgangsperioden van de ijstijden naar de interglacialen, kunnen we afleiden hoe veel de CO2-concentratie toeneemt als gevolg van een stijging van de temperatuur (zie figuur 1). Een temperatuurverandering van 0,05 graad per eeuw veroorzaakte een toename van de CO2-concentratie van 1 ppm (delen CO2 per miljoen delen lucht) per eeuw.

Bij de recente opwarming gaat het om een verandering van 0,7 graden in de afgelopen honderd jaar. Als we dit vergelijken met de overgang van ijstijden naar interglacialen, dan zou deze temperatuurverandering tot een stijging van de CO2-concentratie van 14 ppm moeten leiden. De afgelopen honderd jaar steeg de CO2-concentratie echter vele malen meer, namelijk met circa 80 ppm.

De stijging van het CO2-gehalte van circa 80 ppm in de afgelopen honderd jaar kan dus niet zijn veroorzaakt door de temperatuurstijging van 0,7 graad over deze periode.

Figuur 1: Lokale temperatuur op Antarctica (rood), CO2 concentratie (zwart) en CH4 concentratie (blauw) in de laatste 420 duizend jaar. Bron: IPCC (2001).

Toename CO2 oorzaak huidige opwarming
De stijging van de CO2-concentratie is wèl de oorzaak van de huidige opwarming. De meetreeks van het kooldioxidegehalte in de atmosfeer laat zien dat de concentratie van circa 387 ppm anno 2010 beduidend hoger is dan de pieken tijdens de interglacialen (minder dan 310 ppm). De CO2-concentratie in de atmosfeer is in geen 800.000 jaar zo hoog geweest als nu.

Uit onderzoek blijkt dat de toename van CO2, ongeveer 35% sinds het pre-industriële tijdperk, hoofdzakelijk het gevolg is van de verbranding van olie, gas en kolen en ontbossing. Dit heeft, voornamelijk sinds halverwege de vorige eeuw, geleid tot een toename van de wereldgemiddelde temperatuur.

Bij een verdubbeling van de CO2-concentratie stijgt de wereldgemiddelde temperatuur na tientallen jaren tussen de 2 en 4,5 graden Celsius. Dit blijkt zowel uit waarnemingen als uit klimaatmodellen. Een groot deel van deze temperatuurstijging wordt veroorzaakt door feedbacks. Dit zijn processen die de temperatuurstijging versterken of dempen. De belangrijkste feedbacks zijn een toename in de concentratie van waterdamp, aërosolen en veranderingen in de wolkenbedekking. Als we de feedbacks buiten beschouwing laten, zou bij een verdubbeling van de hoeveelheid CO2 de wereldgemiddelde temperatuur aan het aardoppervlak uiteindelijk met 1 graad Celsius stijgen.

De temperatuurstijging door het versterkte broeikaseffect van CO2 (en andere broeikasgassen) kan op de langere termijn de oorzaak zijn van een extra stijging van de CO2-concentratie. Dit veroorzaakt dan extra opwarming. Daarnaast zorgt de verzuring ten gevolge van de opname van CO2 in de oceanen ervoor dat deze oceanen in de toekomst waarschijnlijk steeds minder CO2-emissies opnemen. Er blijft dus meer van de uitstoot door menselijke activiteiten in de atmosfeer achter.

Laatste update: 3 augustus 2011

Geraadpleegde literatuur:
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Third Assessment Report, Working Group I (WG I): The Scientific Basis, Climate Change 2001.