Wat is het broeikaseffect?

Het broeikaseffect is een benaming voor het vermogen van de atmosfeer om de stralingswarmte uit het aardoppervlak vast te houden. Het isolerende effect ervan betekent dat de temperatuur van de aarde hoger is dan hij zonder dit vermogen zou zijn.

Het broeikaseffect ontstaat doordat zogeheten broeikasgassen infrarode straling vanaf de aarde opnemen in de atmosfeer en terugsturen naar de aarde.

Het broeikaseffect ontstaat als de stralen van de zon de aarde opwarmen. Rond 30 procent van het zonlicht wordt vanaf het aardoppervlak en de wolken teruggekaatst naar de ruimte. De rest van de energie wordt opgenomen door de aarde, die daardoor wordt opgewarmd.

De opgewarmde aarde straalt warmte-energie uit in de vorm van infrarode straling. Een gedeelte van deze straling wordt direct teruggekaatst naar de ruimte, maar de rest van de straling wordt door de broeikasgassen en wolken in de atmosfeer opgenomen. Hier wordt de straling weer naar het aardoppervlak teruggestuurd, waardoor de aarde en de atmosfeer nog warmer worden.

Het broeikaseffect werd al in 1824 ontdekt door de Franse wetenschapper Jean-Baptiste Joseph Fourier. Hij begreep dat de atmosfeer energie van de zon vasthoudt. De kortgolvige straling van het zonlicht gaat vrijwel ongehinderd door de luchtlagen heen naar de aarde.

In 1864 bewees de Ierse natuurkundige John Tyndall dat het broeikaseffect vooral veroorzaakt wordt door waterdamp en kooldioxide.

De volgende stap in de richting van de huidige klimaatwetenschappen volgde in 1896, toen de Zweedse scheikundige Svante Arrhenius onderzocht in hoeverre waterdamp en kooldioxide infrarode warmtestraling kunnen absorberen en afstaan.

Hij berekende ook hoezeer de temperatuur op aarde verandert bij verschillende gehaltes kooldioxide, en in 1904 was hij de eerste die door mensen veroorzaakte klimaatveranderingen zag aankomen.

Het natuurlijke broeikaseffect helpt om de temperatuur op aarde leefbaar te houden.

Het broeikaseffect zorgt wereldwijd voor een gemiddelde temperatuur van 14 °C op aarde en is noodzakelijk om deze bewoonbaar te maken. Zonder broeikaseffect zou het oppervlak van de aarde een temperatuur van -19 °C hebben. De stralen en warmte van de zon alleen zijn niet genoeg om de aarde bewoonbaar te maken.

De aarde heeft normaal gesproken min of meer een thermodynamisch evenwicht, dat wil zeggen dat de hoeveelheid energie die de aarde van de zon ontvangt ongeveer hetzelfde is als de hoeveelheid energie die de aarde uitzendt.

De menselijke invloed en de uitstoot van broeikasgassen brengen dit systeem uit balans.

Het door mensen veroorzaakte broeikaseffect wordt veroorzaakt door de menselijke uitstoot van broeikasgassen en creëert een onbalans in het natuurlijke broeikaseffect.

In 2021 publiceerde het VN-klimaatpanel, IPCC zijn zesde evaluatierapport over de toestand van het klimaat.

Dit klimaatrapport (A6) is een van de grootste en meest omvangrijke klimaatrapporten tot nog toe, waaraan meer dan 700 onderzoekers over de hele wereld hebben bijgedragen.

De conclusie van het rapport is helder: de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer is in 2 miljoen jaar niet zo groot geweest, de temperatuurstijging is door de mens veroorzaakt en dat krijgt verstrekkende gevolgen voor het klimaat.

Volgens het rapport is de gemiddelde temperatuur op aarde sinds 1850 1,09 °C gestegen, waarvan 1,07 is veroorzaakt door de uitstoot van CO₂ en methaan.

Broeikasgassen zijn gassen in de atmosfeer die bijdragen aan het broeikaseffect. Deze gassen absorberen warmte-energie in de vorm van infrarode straling die vanaf het aardoppervlak wordt uitgestraald, en sturen warmte terug naar de aarde.

Als de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer stijgt, kan er een verhoogd broeikaseffect ontstaan en kan de temperatuur op aarde stijgen.

Broeikasgassen komen van nature voor in de atmosfeer en zijn een voorwaarde voor het leven op aarde. Maar een groot deel van de broeikasgassen is afkomstig van menselijke uitstoot.

CO₂, koolstofdioxide, is een van de belangrijkste broeikasgassen. CO₂ wordt van nature gevormd in de atmosfeer, maar in stijgende mate ook door de verbranding van fossiele brandstoffen.

In 2020 was de concentratie CO₂ in de atmosfeer 48 procent hoger dan in 1750, voor het begin van de industriële revolutie.

De voornaamste broeikasgassen in de atmosfeer zijn:

• Waterdamp (H₂0) en koolstofdioxide (CO₂) – voornamelijk afkomstig van fossiele brandstoffen.
• Methaan (CH₄) – o.a. afkomstig van overstroomde rijstvelden en koeien.
• Lachgas (N₂O) – afkomstig van bacteriën die onder de grond leven.
• Ozon (O₃) – wordt gevormd door de straling van de zon.
• Cfk’s – die voorheen werden gebruikt als koelmiddel in koelkasten en als drijfgas voor spuitbussen. Het is inmiddels verboden om cfk’s te gebruiken, vanwege het schadelijke effect op de ozonlaag.

Of de stijgende CO₂-concentratie in de atmosfeer nu door mensen is veroorzaakt of niet, er is een onbalans ontstaan in het systeem.

De aarde krijgt 0,3 procent meer energie van de zon en het broeikaseffect dan hij uitstraalt. Dat is wat er wordt bedoeld met de opwarming van de aarde.

De CO₂-uitstoot wordt allereerst veroorzaakt door de verbranding van fossiele brandstoffen en bosbranden. Als de temperatuur in de atmosfeer stijgt, ontstaat er ook meer waterdamp in de atmosfeer, wat het broeikaseffect versterkt.

Zo krijgt een warmere atmosfeer een zichzelf versterkend effect op de temperatuurontwikkeling.

Door de toename van broeikasgassen in de atmosfeer stijgt de temperatuur en verandert het klimaat. Dat heeft gevolgen voor onze planeet.

Jarenlang proberen onderzoekers al te duiden hoe het klimaat van de toekomst eruit gaat zien door de klimaatverandering.

Maar volgens het laatste klimaatrapport van het VN-klimaatpanel is de klimaatverandering al begonnen.

Er zijn duidelijke bewijzen dat de extreme weersverschijnselen die we nu al ervaren, het gevolg zijn van klimaatverandering.

Dat geldt onder andere voor de hevige regen en de overstromingen in Duitsland, België en Zuid-Limburg in juli 2021. En de droogte en de extreme bosbranden die we de afgelopen jaren hebben gezien, worden veroorzaakt door de hogere temperatuur, waardoor het klimaat is veranderd.

De toename van broeikasgassen in de atmosfeer zal een verhoogd broeikaseffect veroorzaken, dat wereldwijd leidt tot hogere temperaturen en klimaatverandering.

Niet alle gebieden zullen even zwaar worden getroffen, maar Nederland krijgt te maken met hogere temperaturen, extremer weer en een stijgende zeespiegel.

Bronnen: IPCC Sixth Assessment Report, Europese Commissie, BioScience (Volume 71, Issue 9, September 2021), Lex.dk, CNN.