|
Klimaatdesk: Veelgestelde Vragen
Stralingsforcering
Toelichting: Er is meer waterdamp dan CO2 in de atmosfeer en waterdamp is bovendien
een veel sterkere absorber van infrarode straling.
In de atmosfeer bevindt zich ongeveer 6 Kg/m2 CO2. Dit is ongeveer
een kwart van de massa waterdamp in een atmosferische kolom met een
oppervlak van 1 m2. Waterdamp is inderdaad een sterkere IR-absorber
dan CO2. Hier staat tegenover dat waterdamp in de onderste lagen van
de atmosfeer geconcentreerd is, terwijl CO2 goed gemengd is. Het broeikaseffect
van IR-absorbers wordt sterker wanneer het zich in atmosferische lagen
bevindt die veel koeler zijn dan het aardoppervlak. De temperatuur in
de troposfeer (de onderste 13 km van de atmosfeer) neemt gemiddeld af
met de hoogte.
Met behulp van een klimaatmodel
is gekeken naar de broeikaswerking van diverse atmosferische
componenten: Het verwijderen
van alle waterdamp uit de atmosfeer geeft een wereldgemiddelde temperatuurdaling
van circa 20 graden, het verwijderen van CO2 een temperatuurdaling van
circa 7 graden. Bij dit laatste experiment is de hoeveelheid waterdamp
constant gehouden.
In de werkelijke atmosfeer wordt de hoeveelheid waterdamp
gestuurd door de temperatuur. Wanneer de CO2 uit de atmosfeer verwijderd
wordt, daalt dus de temperatuur en hiermee de hoeveelheid waterdamp.
Met deze waterdampterugkoppeling daalt de aardse temperatuur zelfs met
circa 12 graden. Met het oplopen van de CO2 concentratie - dit is momenteel
ruim 30% meer dan in het pre-industriele tijdperk, neemt de temperatuur toe en daarmee ook
het waterdampgehalte.
Toelichting:
Stel dat ergens een gebied is waar biomassa verbrand wordt (bv. een savannebrand).
Er bevindt zich een hoeveelheid biomassa van BBM (in kg/m2), met een verbrandingswarmte
(VW) van dit soort biomassa (in J/kg/s). Je zou de BBM kunnen vermenigvuldigen
met de VW en dan krijg je een energieoutput met de dimensie J/s/m2 oftewel
W/m2. Zou je dit getal dan kunnen vergelijken met bv. de stralingsforcering
t.g.v. het broeikaseffect ? (dus: stel dat VW maal BBM een waarde van
100 W/m2 oplevert, kan ik dan zeggen dat op dat moment de opwarming/forcering
t.g.v. de brand lokaal veel groter is dan die t.g.v. van het broeikaseffect
(namelijk orde 2-3 W/m2)). Of mag zo'n vergelijking niet (en in dat geval:
waarom niet?).
Het product van VW*BBM (in W/m2) kan niet direct worden vergeleken
met de stralingsforcering t.g.v. bijvoorbeeld broeikasgassen en aerosolen
om de volgende reden: Stralingsforcering is de netto stralingsfluxverandering
op tropopauzeniveau t.g.v. een instantane verandering van de samenstelling
van de atmosfeer (met een nieuw stralings evenwicht in de stratosfeer).
De tropopauze is gekozen omdat dit niveau de thermodynamische scheiding
is tussen de stratosfeer en de troposfeer, die snel reageert (enkele
maanden) op veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer en de
hierbij gepaard gaande stralingsveranderingen. De troposfeer reageert
veel trager, omdat deze laag gekoppeld is aan de oceaan met een grote
warmtecapaciteit. Van belang voor de vraag is nu de sterke koppeling
tussen troposfeer en aardoppervlak via snelle fysische processen: convectie
d.w.z. voelbare en latente warmtestromen met tijdschalen van minuten
tot uren en verticale bewegingen nabij fronten (tijdschaal van dagen).
Deze koppeling houdt in dat als zich een warmtebron in de troposfeer
bevindt dit primair effect heeft op deze voelbare en latente warmtestromen:
m.a.w. bij de verbranding van biomassa zal lokaal de lage troposfeer
opwarmen en convectie onderdrukken (zeker in de tropen). Hierdoor zal
de netto straling op tropopauzeniveau veel minder (wellicht een orde
kleiner of zelfs enkele orden kleiner zijn) dan het product VW*BBM.
|
