Oorzaken klimaatverandering

Ook vandaag de dag drukken natuurlijke invloeden een belangrijke stempel op het klimaat. Zo hebben we elke drie tot zeven jaar te maken met El Niño. Door het verzwakken van de passaatwinden kan het warme water vanuit het westelijk deel van de Pacific (Indonesië, Filipijnen) oostwaarts verplaatsen. Hierdoor stijgt de zeewatertemperatuur in een gebied ten westen van Peru. Dit verschijnsel zorgt vervolgens voor wereldwijde afwijkingen in bewolking, neerslag en temperatuur.

Klimaatveranderingen hebben dus veel verschillende oorzaken en de werking van ons klimaatsysteem is complex.

Invloed van de mens

Vanaf het begin van de Industriële Revolutie oefent de mens invloed uit op het klimaat. De gemiddelde wereldtemperatuur is sinds die tijd gestegen met ongeveer 0,8 graad Celsius. In Noordwest-Europa (waaronder Nederland) steeg de gemiddelde temperatuur met 1,5 graad. De zeespiegel is ongeveer twintig centimeter gestegen en de meeste gletsjers nemen sterk in omvang af.

Tot aan 1950 waren natuurlijke invloeden belangrijker dan de menselijke invloeden op het klimaat. Vanaf 1950 kan het verloop van de wereldgemiddelde temperatuur alleen goed worden verklaard door de menselijke invloed in rekening te brengen.

Desondanks was er halverwege de jaren ´40 tot halverwege de jaren ´70 sprake van een geringe dalende temperatuurtrend. Deze wordt in verband gebracht met een sterke toename van de hoeveelheid koelende aërosolen door de sterke industrialisering in de westerse wereld na de Tweede Wereldoorlog. Ook koelde het af doordat de zonneactiviteiten licht afnam en doordat er een aantal grote vulkaanuitbarstingen waren in de tweede helft van deze periode.

Volgens het meest recente rapport van het IPCC is het zeer waarschijnlijk (meer dan 90 procent kans) dat het grootste deel van de opwarming van de aarde in de afgelopen decennia is toe te schrijven aan de waargenomen toename van broeikasgassen.

CO2

Het meest bekende en belangrijkste broeikasgas achter hedendaagse klimaatverandering is CO2. Ook zonder invloed van de mens varieert de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer. De jaarlijkse koolstofcyclus zorgt ervoor dat er grote hoeveelheden CO2 worden uitgewisseld tussen de biosfeer en de oceanen enerzijds en de atmosfeer anderzijds.

CO2 komt in grote hoeveelheden vrij bij de verbranding van fossiele brandstoffen. Er zijn harde bewijzen dat de CO2-concentratie in de lucht in geen 800.000 jaar (en hoogstwaarschijnlijk zelfs 60 miljoen jaar) zo hoog is geweest als nu. De trend lijkt te zijn dat de mondiale uitstoot van CO2 blijft toenemen, hoewel de economische crisis ervoor zorgde dat er in 2009 geen stijging was in de mondiale CO2-uitstoot. Nederland staat, per hoofd van de bevolking, hoog op de ranglijst van grootste CO2-emitters ter wereld.

Naast CO2 zijn methaan (CH4), lachgas (N2O), fluorbevattende gassen , ozon (O3) en waterdamp belangrijke broeikasgassen. Waterdamp heeft een bijzondere rol. Het versterkt de opwarming die wordt veroorzaakt door de uitstoot van andere broeikasgassen. Dit komt doordat een warmere atmosfeer meer water vasthoudt. De hoeveelheid waterdamp kan niet onafhankelijk door de mens worden verkleind of vergroot.

Aërosolen

Minder bekend dan de broeikasgassen, zijn de aërosolen. Dit zijn stofdeeltjes in de atmosfeer die, naast CO2, in grote hoeveelheden vrijkomen bij verbranding van fossiele brandstoffen en hout. Een deel van de aërosolen heeft een koelende invloed op het klimaat, een ander deel heeft een opwarmend effect. Alle aërosolen bij elkaar zorgen voor een netto afkoelend effect. Hoe groot dit effect is, is zeer onzeker. Dit komt doordat we nog steeds niet goed begrijpen hoe de aërosolen de eigenschappen van wolken en de hoeveelheid wolken beïnvloeden.

Natuurlijke invloeden, broeikasgassen en aërosolen zorgen voor een onbalans in de in- en uitgaande straling in de atmosfeer. Dit noemen we stralingsforcering. Bij opwarming van de aarde komt er meer kortgolvige straling afkomstig van de zon binnen dan dat er langgolvige warmtestraling de atmosfeer verlaat. De temperatuurverandering op aarde stopt pas als de stralingsbalans is hersteld. Vanwege de grote capaciteit van oceanen om warmte op te nemen duurt het enige tijd voordat zo’n nieuw evenwicht bereikt is.

Onzekerheid

De onzekerheid over de omvang van de toekomstige mondiale opwarming is groot. Dit komt enerzijds doordat we nog niet weten hoe sterk de toekomstige uitstoot van broeikasgassen zal toenemen (wat afhangt van de toekomstige economische groei). Anderzijds is het onzeker hoe het klimaatsysteem daar precies op zal reageren (de zogenaamde klimaatgevoeligheid).