Cumulus wolken fel beschenen door de zon
©Frank Selten

De ene wolk is de andere niet

06 maart 2024

Hoe reageren wolken op de opwarming van de aarde? Dat is belangrijk om te weten omdat wolken de opwarming zelf ook weer beïnvloeden. De ene wolk is de andere niet: hoge wolken hebben een opwarmend effect, lage wolken werken juist afkoelend. En ook de samenstelling van de wolk doet ertoe. Volgens de laatste inzichten versterken wolken waarschijnlijk de opwarming.

Wolken beïnvloeden de temperatuur op aarde 

De aarde krijgt energie van de zon en verliest energie door warmte uit te stralen naar het heelal in de vorm van infraroodstraling. Infraroodstraling is licht dat je niet met het blote oog kunt zien, maar wel kunt voelen in de vorm van warmte. Het wordt daarom ook vaak warmtestraling genoemd. Wolken bepalen mede de temperatuur op aarde omdat ze zowel de ontvangen zonnestraling als ook de uitgaande warmtestraling beïnvloeden. 

Wolken weerkaatsen zonlicht, terug de ruimte in. Zonder wolken zou er minder zonlicht weerkaatsen omdat ze witter zijn dan het aardoppervlak. Wolken hebben zo een afkoelend effect. Dat merk je direct als een wolk voor de zon schuift. 

Maar wolken houden ook warmtestraling tegen, net als broeikasgassen dat doen. Sterker nog, wolken absorberen nagenoeg alle warmte die door het aardoppervlak wordt uitgestraald. Dat zorgt voor een opwarmend effect, wat we vooral 's nachts merken, maar ook wel overdag onder hoge, dunne cirruswolken. Hoe meer absorptie van warmtestraling, hoe warmer. 

Afbeelding 1 Hoge wolken (midden) reflecteren weinig zonlicht (gele pijlen), houden veel warmtestraling tegen en straling zelf weinig warmte uit door hun lage temperatuur (rode pijlen). Ze hebben daardoor een sterk broeikaseffect. Bij lage wolken (rechts) is het andersom: die reflecteren veel zonlicht en hebben een minder sterk broeikaseffect door hun hoge temperatuur.

Lage en hoge wolken hebben een ander effect op de temperatuur 

Lage wolken, zoals cumulus en stratus, zijn doorgaans “dik”, dat wil zeggen, ze laten relatief weinig zonnestraling door, en dus wordt relatief veel zonlicht gereflecteerd. Deze wolken hebben dan ook een afkoelend effect. Hoge wolken, zoals cirrus, zijn daarentegen meestal “dun” en laten een groot deel van de zonnestraling door (zie de gele lijnen in afbeelding 1).  

Het effect op warmtestaling verschilt ook. Het klinkt misschien raar, maar hoe kouder – en dus hoe hoger - een wolk, hoe sterker het opwarmend effect ervan is. 

Dat zit zo. De wolk absorbeert niet alleen warmtestraling, maar zendt zelf ook weer straling uit. Daarbij geldt dat hoe hoger de temperatuur, hoe meer warmte wordt uitgestraald. Hoge wolken zijn kouder, dus stralen ze minder warmte uit. Daardoor verliest de aarde bij hoge bewolking minder energie en is het opwarmend effect sterker (zie de rode lijnen in afbeelding 1). 

Wolken veranderen door de opwarming van de aarde 

Wolken beïnvloeden de temperatuur, maar worden op hun beurt ook weer door de temperatuur beïnvloed. Hoe wolken reageren op de opwarming is daarmee een belangrijke vraag, want dat kan de opwarming dempen (negatieve terugkoppeling) of versterken (positieve terugkoppeling).  

Wolken versterken waarschijnlijk de opwarming 

Volgens de laatste inzichten neemt de bewolking over de subtropische oceaan af naarmate de aarde verder opwarmt. Dat zorgt vooral voor minder reflectie van zonnestraling en dus extra opwarming. De hogere wolken komen nog hoger te liggen, waar het nog kouder is en hun broeikaseffect daardoor sterker wordt. Ook dit zorgt voor extra opwarming.  

Op hogere breedtegraden verandert de samenstelling van de wolken in een warmer klimaat. Naar verwachting bevatten de wolken minder ijskristallen en meer waterdruppels, waardoor de wolk meer zonlicht reflecteert. Dit zorgt juist voor afkoeling.  

Het netto-effect van deze veranderingen is waarschijnlijk dat wolken de opwarming, die vooral door menselijke uitstoot van broeikasgassen wordt veroorzaakt, versterken. Een positieve (ofwel versterkende) terugkoppeling dus.  

KNMI-klimaatbericht door Bart Verheggen 

Recente nieuws- en klimaatberichten

  1. Toename broeikasgas methaan in hogere versnelling

    Wereldwijd warmt het klimaat op doordat de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer steeds verd...

    17 april 2024 - Klimaatbericht
  2. De hoofdmoot van de jaarneerslag

    Alle regen in een jaar opgeteld bedekt Nederland gemiddeld met een laag water van 85 centimeter. ...

    15 april 2024 - Klimaatbericht
  3. Onmisbare metingen op zee staan onder druk

    We gebruiken de Noordzee om te varen, te vissen en energie op te wekken. Maar wist je ook dat vee...

    10 april 2024 - Klimaatbericht
  4. Verdroging start steeds vroeger in het voorjaar

    Op 1 april start officieel het groeiseizoen. Vanaf die dag houdt het KNMI het neerslagtekort bij ...

    02 april 2024 - Klimaatbericht
Toon alle nieuws- en klimaatberichten