Artikel 4. De beperkingen van het antropogeen versterkt broeikaseffect

Artikel 4. Beperkingen van het versterkt broeikaseffect

In dit artikel worden een aantal punten uitgewerkt die in eerdere artikeltjes wel zijn aangestipt maar niet nader zijn uitgewerkt. Het gaat om ten eerste om het netto effect van het versterkt broeikaseffect maar ook om het nader bepalen van de omvang van het broeikaseffect. Daarbij wordt tevens gekeken naar de rol die waterdamp speelt in het versterkt broeikaseffect. Men neemt aan dat waterdamp de rol speelt van een positieve terugkoppeling. Positief wil zeggen dat een bepaald proces wordt versterkt. Negatief wil zeggen dat een bepaald proces wordt verzwakt. Via een simulatie zullen proberen te achterhalen of dit het geval is. Tevens willen we de energiebalans van het pre-industriële tijdperk, de tevens de interglaciale energiebalans is, nader uitwerken. We sluiten het geheel af met de conclusies die uit het onderzoek volgen.

Punt 1. Het netto versterkt broeikaseffect

De gassen die verantwoordelijk zijn voor 99,99% van absorptie in het LWR-gebied zijn eveneens verantwoordelijk voor 99,99% van de absorptie in het SWR-gebied. Zoals blijkt uit de tabel uit artikel 2.

Gas        ppm      LWR(%)    SWR(%)

N2      780840       13,99            9,74

O2      209460       39,05           9,01

H2O     25000      42,84         79,21

CO2         400       4,03              1,11

Ar          9340      0,08              0,91

CH4            2        0,02             0,01

N2O        0,33      0,00            0,00

Rest        0,01      0,01             0,01

Tabel 4.1 Relatieve bijdrage gassen aan LWR en SWR absorptie

Als de verandering van de samenstelling van de atmosfeer er voor zorgt dat er meer absorptie is in het LWR-gebied, zal er ook meer absorptie in het SWR-gebied plaats vinden. Als meer absorptie in het LWR-gebied er voor zorgt dat het oppervlakte van de Aarde warmer wordt zal meer absorptie in het SWR-gebied er voor zorgen dat het kouder wordt. Het gaat er met andere woorden om het netto effect te bepalen. Voor zowel het LWR-gebied als wel voor het SWR-gebied neemt waterdamp het leeuwendeel van de absorptie voor haar rekening. Probleem is dat we niet weten in welke mate het gehalte aan waterdamp is toegenomen. Er rest ons niet anders dan een simulatie te doen voor de toename van waterdamp. Voordeel van deze methode is dat we meteen kunnen zien of waterdamp een positieve of een negatieve terugkoppeling heeft op het netto effect van een verandering van de atmosfeer. Dit levert de volgende tabel op:

%-H2O     ABS.LWR  –  ABS.SWR  =   Netto.BKE

-2                2,63                -0,74                    3,36

-1                 4,05                -0,21                    4,26

0                  5,48                   0,32                    5,16

1                   6,90                  0,85                    6,05

2                  8,33                    1,38                    6,95

3                  9,76                   1,92                    7,84

4                 11,15                   2,45                    8,70

Tabel 4.2 Simulatie netto effect verandering samenstelling atmosfeer (BKE=BR=317W/m2 )

Het netto effect is nog steeds groot genoeg om de opwarming van het oppervlakte van de Aarde te kunnen verklaren. De terugkoppeling van waterdamp is positief, dat wil zeggen het versterkt de opwarming van de Aarde. Deze test heeft de theorie van het versterkt broeikaseffect glansrijk doorstaan. De volgende test is een stuk zwaarder.

Punt 2. Backradiation is niet gelijk aan het broeikaseffect

Ieder voorwerp dat warmer is dan het absolute nulpunt straalt energie uit. De hoeveelheid wordt uitsluitend bepaald door de temperatuur van het voorwerp. Hoe hoger de temperatuur des te meer energie wordt er uitgestraald. De atmosfeer is een voorwerp en het is warmer dan 0 K. Deze hoeveelheid is onafhankelijk van de samenstelling van de atmosfeer. Dit in tegenstelling tot het broeikaseffect dat wel afhankelijk is van samenstelling. Vanuit deze theorie geredeneerd is het natuurlijk broeikaseffect slechts een aanvulling op de backradiation die je hebt op grond van het bestaan van een atmosfeer en er niet aan gelijk te stellen.

De volgende vragen dienen nu te worden beantwoord. Wat versta ik onder de atmosfeer? Wat is de gemiddelde temperatuur van de atmosfeer en hoeveel is de atmosfeer warmer geworden? En wat is de omvang van het natuurlijk broeikaseffect en hoeveel is het toegenomen? En is het versterkt broeikaseffect sterk genoeg om de opwarming van de aarde te verklaren? We zullen proberen op deze vragen antwoorden te vinden. Met behulp van deze antwoorden zullen we proberen om de energiebalans van de pre-industriële tijd vast te stellen en aan te geven wat er veranderd is sinds het begin van de industriële revolutie. Dit wordt dan punt 3.

Onder de atmosfeer verstaan we de troposfeer. Dit heeft twee redenen. Ten eerste gaat dit artikel over klimaat. En klimaat is het gemiddelde weer over een langere periode. Weer speelt zich af in de troposfeer. Ten tweede heb ik data van de troposfeer en zonder die data kun je het verhaal niet vertellen. Bovendien is de troposfeer de laag die in direct contact staat met het oppervlakte.

Voor de gemiddelde temperatuur van de troposfeer wil ik verwijzen naar het volgende plaatje:

large_hero_9eb3f398-961f-4b4a-94e8-415b09adcd31

Plaatje 4.1 De troposfeer en de gemiddelde temperatuur

De troposfeer wordt begrenst door het oppervlakte van de Aarde en door de tropopauze. De gegevens van het oppervlak zijn bekend, de gegevens over de tropopauze kun je uit Wikipedia halen. Het berekenen van de gemiddelde temperatuur is dan niet moeilijk meer. Uit deze gemiddelde temperatuur van de troposfeer kun je met behulp van het Stefan Boltzmann model achterhalen dat de troposfeer een hoeveelheid van 232 W/m2 uitstraalt. Omdat de backradiation is vastgesteld op 317 W/m2 blijft er voor het natuurlijk broeikaseffect een hoeveelheid over van 85 W/m2. Dit is aanzienlijk minder.

Voor het beantwoorden van de vraag hoeveel de troposfeer warmer is geworden hebben we vrij veel data voorhanden. Deze data heeft betrekking op de grenslagen van de troposfeer en de lagen waarin de troposfeer wordt opgedeeld. Voor het oppervlak, de onderste grenslaag weten we dat het sinds de industriële revolutie ca. 1ºC warmer is geworden en dat de trend over het satelliettijdperk uit gemiddeld over de drie voornaamste tijdreeksen gelijk is aan 0,162ºC/decennium is. Voor de Lower Tropical Layer(LTL) is de trend uit gemiddeld op 0,121ºC/decennium. Voor de MTL hebben we uit het artikel van John Christy 3 reeksen radiosondes en 3 reeksen satellietgegevens. De gemiddelde trend die hier uit volgt is 0,101ºC/decennium. Voor de HTL zijn geen gegevens bekend. Die slaan we dan maar over. En voor de tropopauze is er de reeks van Roy Spencer’s UAH die zegt dat die laag niet warmer is geworden. Uit al deze reeksen kunnen we de gemiddelde trend bepalen voor de troposfeer. Deze komt uit op 0,096ºC/decennium. Uit de verhouding ten opzichte van het oppervlak van 0,162ºC/decennium en de opwarming sinds het begin van de industriële revolutie van 1ºC kun je afleiden dat de troposfeer met 0,59ºC gestegen zal zijn. Dit geeft een toename van de backradiation die door opwarming van de troposfeer is veroorzaakt van 2 W/m2 .

Voor het vaststellen van het versterkt broeikaseffect als gevolg van de veranderde samenstelling van de troposfeer als gevolg van het verbruik van fossiel brandstof zullen we opnieuw een simulatie dienen te draaien. De toename van waterdamp is mij namelijk niet bekend. Navraag bij het KNMI leert dat een toename van de temperatuur van 1ºC leidt tot een toename van 7% in het gehalte aan waterdamp. De troposfeer is 0,59ºC warmer geworden. Dat zou dan een toename van ca. 4 % opleveren.

%-H2O     ABS.LWR – ABS.SWR  =  Netto.BKE

-2                     0,71             -0,74                1,45

-1                      1,10             -0,21                1,30

0                       1,48               0,32                1,16

1                       1,87               0,85                 1,01

2                      2,25                1,38                 0,87

3                       2,64               1,92                0,72

4                      3,02                2,45                0,58

Tabel 4.3 Simulatie netto effect verandering samenstelling atmosfeer (BKE=85W/m2 )

De toename van absorptie in het LWR-gebied is bij een toename van waterdamp met 4% gelijk te stellen aan 3 W/m2. De toename van absorptie in het SWR-gebied komt afgerond uit op 2 W/m2 . Het netto effect van het versterkt broeikaseffect komt afgerond niet verder dan 1 W/m2 .

Het versterkt broeikaseffect is niet langer meer sterk genoeg om de opwarming van de Aarde sinds het begin van de industriële revolutie met ca. 1ºC te verklaren. Ook is de terugkoppeling van waterdamp niet langer positief. Voor het netto effect is de terugkoppeling negatief. Deze zware test heeft de theorie van het versterkt broeikaseffect niet zo goed doorstaan. Toch is dit de taak van de wetenschappelijke methode. Test een theorie net zo lang tot niet alleen de mogelijkheden van een theorie bekent zijn maar ook de beperkingen aan het licht komen. We weten nu dat het versterkt broeikaseffect bestaat maar ook dat er meer nodig is om de opwarming van de Aarde te verklaren. We weten nu ook dat je de backradiation niet gelijk kunt stellen aan het natuurlijk broeikaseffect. Een aanzienlijk deel van de backradiation bestaat uit de gratie dat de Aarde een atmosfeer heeft en dat die atmosfeer warmer is dan het absolute nulpunt. Nu we dit hebben uitgewerkt kunnen we over gaan tot een poging om de pre-industriële energiebalans op te stellen. Dat gebeurt in de volgende paragraaf.

Punt 3. De pre-industriële energiebalans

We zullen de afzonderlijke energiestromen langsgaan en zien of we er iets zinnigs over kunnen zeggen. We gaan uit van de energiebalans zoals die door Kiehl en Trenberth is opgeteld. Zie onderstaand plaatje:

plaatje-4-kiehl-trenberth-1997-color

Plaatje 4.2 Energiebalans volgens Kiehl en Trenberth

Vanuit deze energiebalans gaan we proberen terug te redeneren wat het in de pre-industriële tijd zal zijn geweest. We beginnen met de linker helft van de energiebalans:

  • De instraling van zonne-energie; Ook als we er van uit gaan dat er een Maunder Minimum heeft bestaan, verandert dit niet veel aan de hoeveelheid energie. Er is hoogstens 1 W/m2 bij gekomen. Dit levert voor zonne-energie een waarde op van 341 W/m2 .
  • De reflectie van de atmosfeer zal iets zijn toegenomen. Er zal door extra verdamping ook meer wolkenvorming zijn. Verder zal er een toename zijn van aerosolen zoals zwaveldioxide. De toename is, tamelijk arbitrair, vast gesteld op 1 W/m2 . De reflectie van de atmosfeer komt hiermee op 76 W/m2 uit.
  • De reflectie van het oppervlakte zal iets minder zijn. Door het smelten van ijs en sneeuw neemt de reflectie af. Verder kan ook herbebossing bijdragen aan een verminderde reflectie. Reflectie van bossen is lager dan van alternatieve gebruik van het oppervlak. Ook hier is arbitrair een afname van 1 W/m2 vastgesteld. Dat brengt de reflectie van het oppervlak op 31 W/m2 .
  • Absorptie van SWR door de atmosfeer zal toenemen. Dit komt vooral voor rekening van de toename van waterdamp, die weer veroorzaakt is door meer verdamping die weer een gevolg is van de opwarming van het oppervlak. Navraag bij het KNMI leert dat bij een toename van 1ºC een toename van waterdamp geeft van 7%. Aangezien de atmosfeer opgewarmd is met ca. 0,6ºC zal de toename van waterdamp ca. 4% bedragen. De absorptie neemt dan met ca. 2 W/m2 toe. De pre-industriële absorptie van invallende zonne-energie bedraagt dan 65 W/m2 .
  • De absorptie van invallende zonne-energie door het oppervlak na reflectie van de atmosfeer en oppervlak en absorptie van de atmosfeer komt dan uit op een afname van 1 W/m2 . Daarmee is de absorptie door het oppervlakte vastgesteld op 169 W/m2 .
  • De thermiek zal iets zijn toegenomen maar vanwege mijn voorkeur om met hele getallen te werken is hier geen verandering aan gebracht.
  • De verdamping zal zijn toegenomen. Als het oppervlak warmer wordt en er water aanwezig is zal de verdamping toenemen. Aan gezien circa twee derde van het oppervlak van de Aarde uit oceanen bestaat zal er aan water geen gebrek zijn. Alleen in woestijnen(te droog) een poolgebieden(te koud) zal er geen extra verdamping zijn. De toename van verdamping is op 1W/m2 vastgesteld. De verdamping komt hiermee uit op 77 W/m2 .
  • Daarmee resteert aan invallende zonne-energie nog slechts 68 W/m2 . Dat is een afname van 2 W/m2 . Hiermee is de linker helft van de energiebalans af. De opwarming van het oppervlak van de Aarde van ca. 1ºC sinds het begin van de industriële revolutie kan hier niet mee verklaard worden. Een toename van de gemiddelde temperatuur van 14ºC naar 15ºC betekent een toename van energie uitstraling van 5 W/m2 . De verandering in de linker helft geeft een afname van 2 W/m2 De benodigde energie zal ergens vandaan moeten komen. Misschien dat de rechter helft van de energiebalans ons verder helpt.
  • Het eerste wat we vinden in de rechter helft is de uitstraling van het oppervlak. Deze is zoals gezegd met 5 W/m2 toegenomen. De uitstraling in de pre-industriële energie balans bedraagt daarmee 385 W/m2 .
  • Een deel van de extra benodigde energie komt wel degelijk voor rekening van het versterkt broeikaseffect. De extra energie uit deze antropogene bron is geschat op 3 W/m2 . Het natuurlijke broeikaseffect is toe genomen van 85 W/m2 naar 88 W/m2 in het heden.
  • Een andere antropogene bron voor extra energie is afval warmte. Niet alle energie kan worden omgezet in nuttige arbeid. De rest wordt omgezet in overtollige warmte, die vrij komt en zo bijdraagt aan de opwarming van de Aarde. In de pre-industriële wereld werd niet of nauwelijks gebruik gemaakt van fossiele brandstof. Men gebruikte alleen natuurlijk brandstof zoals hout. Er wordt nog steeds veel gebruik gemaakt van natuurlijke brandstof. Wat veranderde is de enorme toename van het gebruik van fossiele brandstof. In artikel 3 hebben we berekend dat voor het jaar waar we gegevens hadden 34% van de trendmatige opwarming verklaard kan worden uit deze afvalwarmte. Als men dit doortrekt naar de hele periode sinds het begin van de industriële revolutie, kan men stellen dat ca. 2 W/m2 voor rekening komt van afval warmte. Men dient natuurlijk rekening te houden dat machines steeds efficiënter omgaan met energie en er dus minder afval warmte overblijft. Ook zal het gebruik van wind en zonne-energie leiden tot een relatieve afname van afval warmte. De bijdrage van afval warmte in de pre-industriële wereld stellen we op 0 W/m2 .
  • Als laatste post die extra energie oplevert blijft over een positieve terugkoppeling. Als het oppervlakte warmer wordt zal het meer energie uitstralen. Deze extra energie zal deels door de atmosfeer worden geabsorbeerd. De atmosfeer zal hierdoor warmer worden en zal meer energie uitstralen naar het oppervlakte. Het oppervlakte zal de extra energie weer deels absorberen en daardoor opwarmen. Met andere woorden opwarming leidt tot opwarming. Hiermee is ook de rechter helft van de pre-industriële energiebalans af. Het is duidelijk dat de benodigde energie om de opwarming van het aardoppervlak mogelijk te maken uit deze helft afkomstig is. De extra energie is antropogeen. Daar kan weinig twijfel meer over bestaan.

Hiermee zijn alle energiestromen voor de pre-industriële energiebalans in kaart gebracht en kunnen we over gaan tot het maken van een grafiek. In de grafiek zullen we alle energie4stromen en de veranderingen die sinds het begin van de industriële revolutie hebben plaats gevonden overzichtelijk weer geven. De pre-industriële energie balans kan men tevens opvatten als de energiebalans van een interglaciaal. Dat is de warmere tussenperiode waarin we nu leven in afwachting of er nog een nieuwe glaciaal mogelijk is. Zo niet dan is er een einde gekomen aan het IJstijdperk en leven we echt in het Antropogeen. De grafiek voor de pre-industriële energiebalans ziet er als volgt uit. Waarden zijn in Watt per vierkante mater en de getallen tussen haakjes zijn de veranderingen sinds het begin van de industriële revolutie:

eb-pre-ind

Plaatje 4.3 Energiebalans pre-industriële wereld tevens de interglaciaal

We zullen eerst voor alle zekerheid kijken of de energiebalans getalmatig klopt. We beginnen met het grensvlak tussen de atmosfeer en het heelal. De instroom is invallende zonne-energie en de uitstroom is totale reflectie + uitstraling LWR. Dat is 341 W/m2 = 107 W/m2 + 234 W/m2 . Dit klopt. Ook de veranderingen kloppen. Vervolgens kijken we naar het andere grensvlak van de atmosfeer, het oppervlak. De instroom is absorptie oppervlakte en de beide vormen van backradiation en de uitstroom is thermiek, verdamping en uitstraling oppervlakte. Dat is 169 W/m2 + 232 W/m2 + 85 W/m2 = 486 W/m2 aan instroom en 24 W/m2 + 77 W/m2 + 385 W/m2 = 486 W/m2 . Dit klopt ook. De veranderingen -1 + 2+ 3 + 2 = +1 + 5 en dit klopt ook. Als laatste kijken we naar de atmosfeer. De instroom is absorptie SWR + thermiek + verdamping + uitstraling oppervlak. De uitstraling is de beide vormen backradiation + uitstraling LWR. Dit geeft voor de instroom 65 W/m2 + 24 W/m2 + 77 W/m2   + 385 W/m2 = 551 W/m2 . Voor de uitstroom hebben we 232 W/m2 + 85 /m2 + 234 W/m2 = 551 W/m2 . Dit klopt ook. De veranderingen zijn 2 + 1 + 5 = 2 + 3 + 1 +2 en dit klopt ook. Ook kan men vanuit de pre-industriële energiebalans en de veranderingen uitkomen op de energiebalans van Kiehl en Trenberth die we als uitgangspunt hebben genomen.

Hiermee is ook het laatste punt afgehandeld en kunnen we over gaan tot de afronding van het artikel en de reeks artikelen over het broeikaseffect.

Conclusies

Waar we in artikel 3 vooral de mogelijkheden hebben verkend of het versterkt broeikaseffect de opwarming van het oppervlak van de Aarde kan verklaren, hebben we in dit artikel vooral gekeken naar de beperkingen van de theorie. Deze beperkingen zijn aanzienlijk.

Om te beginnen is er niet alleen absorptie in het LWR-gebied zoals het oppervlak die uitstraalt maar is er ook absorptie in het SWR-gebied zoals de zon die instraalt. We dienen dus te kijken naar het netto effect dat uiteraard een stuk lager uitvalt. Zolang de het broeikaseffect gelijk stelt aan de backradiation is er nog niet zo heel veel aan de hand. Deze test overleeft de theorie wel. Het wordt echter een stuk lastiger als je vaststelt dat een aanzienlijk deel van de backradiation voor rekening komt van het feit dat de atmosfeer een voorwerp is dat warmer is dan nul Kelvin. Als zodanig zal het energie uitstralen die uitsluitend afhangt van de temperatuur van de atmosfeer. Als we als atmosfeer de troposfeer nemen en de temperatuur vaststellen op -20ºC krijg je volgens het Stefan-Boltzmann Model een uitstraling van 232 W/m2 . Dan blijft er voor het broeikaseffect slechts 85 W/m2 over als aanvulling. Het netto broeikaseffect is dan 85 W/m2 – 65 W/m2 = 20 W/m2 . En dit is veel minder dan we nog in artikel 1 hebben aangenomen. Zonder dit netto effect zou het nog steeds kouder zijn op oppervlak van de Aarde. Er zou dan 365 W/m2 overblijven voor de uitstraling en dat geeft een gemiddelde temperatuur voor het oppervlak van de Aarde van 10ºC. Dat is dus 4ºC kouder als we uitgaan van de pre-industriële energiebalans. De bijdrage van het broeikaseffect is wel degelijk voorhanden maar minder omvangrijk als oorspronkelijk aangenomen.

De opwarming kan niet langer verklaard worden vanuit het versterkt broeikaseffect. We hebben echter gezien dat er nog andere bronnen van extra energie voorhanden zijn. Wij hebben 5 W/m2 aan extra energie nodig. Uit de pre-industriële energiebalans is duidelijk geworden dat de opwarming niet vanuit de linker helft verklaard kan worden. Daar heeft juist een vermindering plaats gevonden. De extra energie komt uit de rechter helft. Een deel komt wel degelijk voor rekening van het versterkt broeikaseffect. In het LWR-gebied is er een toename van 3 W/m2 . Maar het netto effect is slechts 1 W/m2 . Een andere bron voor extra energie is afvalwarmte. Dit geeft 2 W/m2 aan extra energie. De resterende 2 W/m2 komen voor rekening van een positieve terugkoppeling tussen atmosfeer en oppervlak. Als de een warmer wordt leidt dat tot opwarming van de ander en omgekeerd. Hier mee lijkt de opwarming van de Aarde, zowel oppervlak als wel atmosfeer verklaard.

De terugkoppeling van waterdamp is wel is waar positief als we alleen naar het LWR-gebied kijken. Maar als we naar het netto effect kijken valt de terugkoppeling negatief uit.

De conclusies die men voor deze reeks van de vier artikeltjes kan stellen zijn;

  • Inkomende energie is gelijk aan uitgaande energie. Dit volgt niet alleen uit de energiebalans maar ook uit het Stefan-Boltzmann model. Dit blijft zo ook voor een grey body met albedo en emissiviteit.
  • Het broeikaseffect is in eerste instantie gelijk gesteld aan de backradiation. Daarbij dient men wel te bedenken dat de backradiation een feit is en het gelijkstellen ervan met het broeikaseffect een interpretatie is en dus als zodanig geen feit.
  • Zonder het broeikaseffect zou de temperatuur van de Aarde een stuk lager liggen. Dit geldt voor het geheel maar ook voor de deelsystemen als oppervlakte, atmosfeer, oceaan enz.
  • Het natuurlijk broeikaseffect komt vooral voor rekening voor waterdamp, zuurstof en stikstof. De bijdrage van zogenoemde broeikasgassen zoals kooldioxide, methaan en lachgas is heel gering.
  • Men dient niet alleen te kijken naar de rol die broeikasgassen zoals waterdamp spelen in het LWR-gebied maar ook te kijken naar het SWR-gebied. Het gaat dus om de netto bijdrage van met name waterdamp.
  • Backradiation komt niet alleen voor door het bestaan van het broeikaseffect. Het komt vooral tot stand doordat de atmosfeer een voorwerp is dat warmer is dan nul Kelvin. Daardoor straalt het energie uit. Het broeikaseffect is slechts aanvullend en netto niet al te groot. Maar het bestaat wel en draagt bij aan de opwarming van de Aarde.
  • ER zijn drie processen die bijdragen aan de opwarming van de Aarde; Het versterkt broeikaseffect maar deze bijdrage is netto niet al te groot. Verder gaat het om restafval. Dit is beslist niet verwaarloosbaar. Hier heeft het IPCC steken laten vallen. Verder komt opwarming tot stand door een positieve terugkoppeling tussen het oppervlak en de atmosfeer. Als de een warmer wordt straalt het meer energie uit. Deze extra energie wordt geabsorbeerd door de ander. Deze warmt hierdoor op en straalt ook meer energie uit. Deze extra energie wordt dan weer geabsorbeerd door het een. Enz. Opwarming van het een leidt tot opwarming van het ander.
  • De rol van water in het systeem is niet helemaal duidelijk. Als damp is het een sterk broeikasgas maar het is ook sterk absorberend in het SWR gebied Het heeft als zodanig alleen een positieve terugkoppeling als je slechts naar het LWR-gebied kijkt. Neem je het SWR-gebied er ook bij dan is dit niet langer het geval. De terugkoppeling lijkt dan negatief te zijn.. Door wolkenvorming speelt water een grote rol in de weerkaatsing van zonne-energie. En in de rol van sneeuw en ijs speelt het ook een sterke rol in de weerkaatsing van zonne-energie door het oppervlakte. Verder verdwijnt een deel van de opwarming van de Aarde in de diepzee en speelt hiermee geen rol in de opwarming van het oppervlakte. Het eindoordeel zou wel eens kunnen zijn dat water geen positieve terugkoppeling heeft op de opwarming maar juist een negatieve. Voor de stabiliteit van de temperatuur op Aarde is dringend behoefte aan een negatieve terugkoppeling en niet zozeer aan een positieve.
  • Er zijn nog veel vragen overgebleven, meer dan in eerste instantie verwacht. Vooral de rol van afvalwarmte is veel groter dan verwacht. Ook is er in de energiebalans geen aandacht voor zaken als arbeid die door het systeem Aarde wordt verricht. Er is evenmin aandacht geweest voor de interne energie van het systeem Aarde. Als het warmer wordt zal de hoeveelheid interne energie toegenomen zijn. In termen van thermodynamica laat het onderzoek veel te wensen over. En dit begrip staat centraal als het om energie gaat.

Hiermee is ons onderzoek naar het broeikaseffect ten einde gekomen. Het heeft ons in een heel andere richting gevoerd dan gedacht. Meenden we eerst om het broeikaseffect gelijk te kunnen stellen aan de backradiation, we weten nu dat het slechts aanvullend is. Ook blijft er netto veel minder over van het broeikaseffect dan gedacht. Toch bestaat het en zorgt het ervoor dat het warmer is op Aarde dan anders het geval zou zijn geweest. Ook draagt het versterkt broeikaseffect toe aan de opwarming. Niet zo veel als gedacht maar toch. Het bestaat.

Geplaatst in Geen categorie | Een reactie plaatsen

Opmerking

Er komt nog een vierde en laatste artikel over het broeikaseffect. Hierin worden punten uitgewerkt die wel zijn aangestipt maar waar geen tijd of ruimte voor was om dit in de bestaande artikelen te doen. De kladversie schiet al goed op. Er hoeven geen grafieken gemaakt e worden. Dat scheelt veel werk en tijd. Ik hoop binnen niet al te lange tijd het artikel te kunnen plaatsen. Het is veel rekenwerk. Maar als dit af denk ik een energiebalans van de pre-industriële wereld te kunne leveren, inclusief de veranderingen die sinds het begin van de industriële revolutie hebben plaatsgevonden, die in elk geval rekenkundig klopt.

Geplaatst in opmerking | Tags: , , , | Een reactie plaatsen

Artikel 3. De mogelijkheden van het antropogeen versterkt broeikaseffect

Het antropogeen versterkt broeikaseffect

Inleiding

Dit artikel gaat over het antropogeen versterkt broeikaseffect. Onder het antropogeen versterkt broeikaseffect verstaan we het verschijnsel dat door onder andere de emissie van koolstofdioxide(CO2), ontstaan door het verbruik van fossiele brandstoffen als kolen, olie en gas, het warmer wordt op Aarde. Het natuurlijk broeikaseffect waar ook CO2 een rol in speelt wordt versterkt. Dit roept de volgende vragen op. Wordt het warmer op Aarde en zo ja hoeveel? Is de opwarming dusdanig dat wij dit opmerkelijk mogen noemen? Kan deze opwarming vanuit een natuurlijke oorzaak worden verklaard? Indien niet, wat is dan het mechanisme waardoor het warmer wordt op Aarde? Is het versterkt broeikaseffect sterk genoeg om de opwarming te verklaren en hoeveel extra energie is daar voor nodig? Kan de opwarming op een andere manier worden verklaard?Dit zijn veel vragen. Hebben we ook antwoorden? En kunnen we verklaringen vanuit de theorie onderbouwen vanuit de empirie? Lees verder

Geplaatst in artikel | Tags: , , , | Een reactie plaatsen

Opmerking

Mijn derde artikel in de reeks broeikaseffect heeft wat vertraging opgelopen. Ik dacht bijna klaar te zijn tot ik besloot om me ook bezig te houden met iets heel anders namelijk heate waste. In goed Nederlands afvalwarmte. Afvalwarmte van bijvoorbeeld een kolencentrale kun je gebruiken voor bijvoorbeeld stadsverwarming. Je begrijp dat je als onderzoeker deze afvalwarmte met de beste wil ter wereld niet buiten beschouwing kunt laten. Thermodynamica is heel simpel; je kunt energie niet uit het niets te voorschijn toveren, je kunt het ook niet in het niets laten verdwijnen. Je kunt het alleen maar omzetten van de ene vorm in de andere. Van daar de vertraging. Mijn excuses hier voor.

Geplaatst in opmerking | Tags: , , , | Een reactie plaatsen

Artikel 2. Het natuurlijk broeikaseffect

Het natuurlijk broeikaseffect

Inleiding

Dit artikel gaat over het natuurlijk broeikaseffect. Mijn eerste artikel ging over de vraag wat het broeikaseffect is en hoe groot het is. Dit artikel gaat over de vraag hoe het broeikaseffect tot stand komt. Welke bestanddelen van de atmosfeer veroorzaken het en wat is er bekend over de eigenschappen van deze zo genoemde broeikasgassen. Dit zijn de gassen in de atmosfeer die geacht worden om de dragers van het broeikaseffect te zijn. De bekendste broeikasgassen zijn kooldioxide, methaan en stikstofoxide. Dit artikel gaat niet over het (antropogeen) versterkt broeikaseffect. Dit komt pas in mijn derde artikel aan de orde. Dit om eventueel misverstanden te voorkomen. Het artikel begint met allerlei beweringen op te noemen die over broeikasgassen de ronde doen, het bevat een aantal aannames voor mijn onderzoek, vertelt iets over de onderzoeksopzet, het bevat een verslag over wat er waar is aan de beweringen en besluit met de conclusies van mijn onderzoek.

Lees verder

Geplaatst in artikel | Tags: , , , | Een reactie plaatsen

Artikel 1. Wat is het broeikaseffect en hoe groot is het?

Wat is het broeikaseffect en hoe groot is het?

Inleiding

Het broeikaseffect is volgens de klimaatwetenschap een eigenschap van de atmosfeer die het mogelijk maakt dat het oppervlak van de Aarde een hogere temperatuur heeft dan op grond van invallend zonlicht te verwachten valt. Dit broeikaseffect wordt ook wel het natuurlijk broeikaseffect. Dit ter onderscheiding tot het antropogeen, dat is door de mens, versterkt broeikaseffect. Dit laatste komt in mijn volgende artikelen aan de orde.

Lees verder

Geplaatst in artikel | Tags: , , , , | Een reactie plaatsen

Het broeikaseffect

Mijn volgende bijdrage aan het debat over het klimaat betreft een aantal artikelen over het broeikaseffect. Het broeikaseffect is een eigenschap van onze atmosfeer die het mogelijk maakt om de gemiddelde temperatuur op Aarde op een aangename 15ºC te brengen. Zonder het broeikaseffect zou het veel kouder zijn op Aarde. Mijn serie artikelen houdt zich bezig met het beantwoorden van de volgende vragen:

  1. Wat is het broeikaseffect en hoe omvangrijk is het?
  2. Hoe komt het broeikaseffect tot stand?
  3. Wat is het antropogeen versterkt broeikaseffect en is het sterk genoeg om de opwarming van de Aarde te verklaren?

De artikelen komen voort uit een omvangrijke verzameling van losse notities die de auteur de afgelopen jaren gemaakt heeft in zijn studie naar het klimaat en de klimaatverandering. Het doel is om dit complexe vraagstuk op een begrijpelijke en samenhangende wijze weer te geven.

Geplaatst in artikel | Tags: , , , , | Een reactie plaatsen