Pijplijnen in de zon
Dabarti@shutterstock

Er zit nog meer opwarming in de pijplijn

09 februari 2023

De opwarming van de aarde kun je vergelijken met het opwarmen van een huis. Dan wordt duidelijk waarom de opwarming van de aarde niet direct stopt als we van vandaag op morgen stoppen met de uitstoot van broeikasgassen Het duurt langer dan een mensenleven voordat de temperatuur een nieuw evenwicht heeft bereikt. De generaties na ons krijgen dus te maken met de gevolgen van onze uitstoot nu.

De aarde als een huis 

Neem een huis dat je verwarmt met 3 kuub gas per dag met vloerverwarming (figuur 1). Buiten is het 2 graden, het raam staat open, en de temperatuur binnen blijft steken op 14 graden. De warmte die de vloer afgeeft is in evenwicht met de warmte die het raam uitvliegt. Dit was de situatie voordat de mens begon met de grootschalige uitstoot van broeikasgassen. Het huis is de aarde, buiten is het heelal, de 3 kuub gas is de hoeveelheid energie die de aarde van de zon ontvangt, de warmte die via het raam verdwijnt is de warmte die de aarde naar het heelal uitstraalt. 

Het raam gaat dicht, binnen wordt het warmer 

Je besluit het raam minder ver open te zetten. Je blijft 3 kuub gas verstoken. Minder van die warmte verdwijnt nu naar buiten. Het gevolg is dat de temperatuur binnen gaat stijgen. Daardoor stroomt warmere lucht door het raam naar buiten en neemt het warmteverlies toe. Bij 16 graden is het warmteverlies weer gelijk aan de warmte die de vloer afgeeft en is er een nieuw evenwicht bereikt.  

De toename van CO2 in de atmosfeer is als het dichtdoen van het raam. Het zorgt ervoor dat een kleiner deel van de warmte die het aardoppervlak uitstraalt het heelal bereikt. Onderweg wordt een deel van de warmtestraling door de CO2 in de lucht opgenomen. De zon blijft even sterk schijnen. Het gevolg is dat de temperatuur op aarde gaat stijgen. Hierdoor gaat het aardoppervlak meer warmte uitstralen en neemt het warmteverlies richting heelal toe, net zolang tot bij een hogere temperatuur een nieuw evenwicht wordt bereikt.  

Inmiddels is de hoeveelheid CO2 gestegen van 280 ppm (parts per million, één CO2 molecuul per miljoen luchtmoleculen) tot 420 ppm en is de aarde 1,2 graden warmer geworden. Een nieuw evenwicht is nog niet in zicht. Hoelang duurt dat? 

 De oceaan is de vloerverwarming van de aarde 

Een nadeel van vloerverwarming is dat het lang duurt voordat het warm wordt, een voordeel is dat het ook lang warm blijft als het eenmaal warm is. Dat komt omdat je veel warmte moet toevoeren of onttrekken aan de dikke betonvloer voordat de temperatuur verandert. Anders gezegd, de vloer heeft een grote warmtecapaciteit. Zoals de gasketel de vloer verwarmt, zo verwarmt de zon het oppervlak van de aarde (het land en de oceanen). Het land en de oceanen verwarmen op hun beurt de atmosfeer.

Ongeveer 70 procent van de aarde is met oceanen bedekt die gemiddeld 4 kilometer diep zijn. Die vormen als het ware de vloerverwarming van de aarde met een gigantische warmtecapaciteit. Je moet heel veel warmte toevoeren om de temperatuur van het oceaanwater te laten stijgen. Het duurt daarom ook honderden jaren voordat de temperatuur op aarde een nieuw evenwicht bereikt en de opwarming stopt. Maar dat is niet het hele verhaal. 

Vergelijking tussen de verwarming van een huis en de aarde
Figuur 1. Vergelijking tussen de verwarming van een huis en de aarde. Links in evenwicht, evenveel warmte erin als eruit. Rechts uit evenwicht, extra CO2 in de lucht is als het dichtdoen van het raam.
Vergelijking tussen versterking van de opwarming door CO2 in de atmosfeer en de versterking van de opwarming van een magisch huis
Figuur 2. Vergelijking tussen versterking van de opwarming van de aarde en de versterking van de opwarming van een magisch huis.

De aarde is een magisch huis 

Als de aarde opwarmt, komt er meer waterdamp in de lucht. Waterdamp is ook een broeikasgas en houdt warmtestraling tegen. Alsof het raam vanzelf verder dichtgaat als het huis opwarmt. De temperatuur stijgt sneller en de nieuwe evenwichtstemperatuur wordt hoger (figuur 2).  

Als de aarde opwarmt, smelten sneeuw en ijs en veranderen wolken. Hierdoor wordt minder zonlicht weerkaatst en wordt meer warmte van de zon door de aarde opgenomen. Alsof de gasketel meer warmte uit de 3 kuub gas haalt als het warmer wordt. Ook daardoor stijgt de temperatuur sneller en wordt de nieuwe evenwichtstemperatuur hoger. Bovendien duurt het vele honderden jaren voordat de grote ijskappen op Groenland en Antarctica stoppen met smelten en een nieuw evenwicht hebben bereikt. 

Als de aarde opwarmt, verandert de natuurlijke opname en afgifte van CO2 door de oceanen en het land. Ook de natuurlijke uitstoot van het broeikasgas methaan verandert. Hoe dit precies de hoeveelheid broeikasgas (de stand van het raam) verandert is nog onduidelijk. Ook is onduidelijk hoelang het duurt voordat een nieuw evenwicht is bereikt.  

 

Hoe gaat het verder? 

Het is nog erg onzeker wat de evenwichtstemperatuur wordt als we direct stoppen met de uitstoot. Vast staat dat de opwarming nog honderden jaren kan doorgaan en de temperatuur nog een aantal graden kan doorstijgen. Als we de komende tientallen jaren de uitstoot van CO2 snel verminderen en CO2 op grote schaal uit de lucht gaan halen, kunnen we zoveel opwarming vermijden en de planeet weer koelen. Wel zal het tientallen jaren duren voordat de extra warmte die nu in de oceanen opgeslagen zit er weer uit is. Hoe het verder gaat, staat of valt met wat we gaan doen. Snelheid is geboden. Blijven we het raam verder sluiten of gaan we het raam weer openzetten? 

KNMI-kimaatbericht door Frank Selten 

Recente nieuws- en klimaatberichten

  1. Antarctisch warmterecord verbrijzeld door atmosferische rivier

    Op 18 maart 2022 gebeurde er in het Antarctische binnenland iets bijzonders. Normaal is het er ze...

    17 mei 2024 - Klimaatbericht
  2. Door satelliet EarthCARE meer begrip van klimaatverandering

    Eind mei wordt satelliet EarthCARE gelanceerd. EarthCARE is uitgerust met geavanceerde instrument...

    15 mei 2024 - Nieuwsbericht
  3. Meer zon in de lente

    Het KNMI houdt bij hoeveel zonnestraling het aardoppervlak bereikt, en ook hoe lang de zon schijn...

    14 mei 2024 - Klimaatbericht
  4. Noorderlicht komt zeldzaam zuidelijk boven Nederland door zonnestorm

    Vrijdag 10 mei bevond het noorderlicht zich boven Nederland. Dat het noorderlicht zo zuidelijk ko...

    13 mei 2024 - Nieuwsbericht
Toon alle nieuws- en klimaatberichten