Mastercourse Google Earth en de zichtbare effecten van klimaatverandering Het Broeikaseffect

1. MastercourseGoogle Earth en de zichtbare effecten van klimaatveranderingHet Broeikaseffect Inleiding Geschiedenis Broeikaseffect 20ste eeuw Toekomst Google Earth J.H. van Boxel Universiteit van Amsterdam 13 januari 2010

2. Het broeikaseffect • Evenwichtstemperatuur van de aarde • Het broeikaseffect • De broeikasgassen • Mogelijk gevolgen • Terugkoppelingen (Positief en negatief) • Dilemma Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

3. Uitstraling 4 * p R2 * s T4 1367 W/m2 Evenwichtstemperatuur aarde Instraling p R2 * 1367 Reflectie 0.3 * p R2 * 1367 Evenwichtstemperatuur Te = [0.7*1367/4s]0.25 = 255 K = -18 oC

4. Het Broeikaseffect Evenwichtstemperatuur v/d aarde –18º C Gemiddelde oppervlaktetemperatuur +15º C Het broeikaseffect: +33º C Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma Versterken we het broeikaseffect met 10% Dan wordt de wereld gemiddeld 3º C warmer Tropen  1 º C Gematigde breedten  3 º C Poolstreken  9 º C

5. Broeikaseffect: Hoe werkt het • Zonnestraling verwarmt de aarde • Ongeveer 30% daarvan wordt gereflecteerd (o.a. wolken) • Door het aardoppervlak uitgezonden langgolvige straling wordt grotendeels geabsorbeerd door wolken en broeikasgassen • Het oppervlak ontvangt ook atmosferische tegenstraling van wolken en broeikasgassen • Die extra straling maakt oppervlaktetemperatuur ongeveer 33 oC hoger dan evenwichtstemperatuur • “Stralend oppervlak”  halverwege de atmosfeer Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

6. Belangrijkste broeikasgassen (Radiative forcing relative to CO2 in 1998) • Waterdamp( 4 ) • Kooldioxide CO2 (1.05) Hoogste concentratie in 10 Myr Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma • Methaan CH4 (0.33) Concentratie is al verdubbeld sinds pre-industriële tijden Concentratie neemt nog langzaam toe • Lachgas N2O (0.10) Concentratie is zeer variabel Geleidelijke toename gedurende de 20th eeuw • Chloorfluorkoolwaterstoffen CFK’s (0.23) Concentraties stabiliseren zich nu

7. Wordt het broeikaseffect versterkt? • Nu al een broeikas-effect van circa 33oC • Concentraties van broeikasgassen stijgen • De stralingsbalans zal veranderen. Welke gevolgen kan dit hebben? Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

8. Mogelijke gevolgen van een versterkt broeikaseffect • Hogere temperaturen (tropen < 1ºC, poolstreken > 5ºC) • Afsmelten van gletsjers en ijskappen • Stijging van het zeeniveau (smelt & uitzetten) • Meer verdamping • Meer neerslag (maar niet overal) • Hogere neerslagintensiteiten • Afzwakken van de thermohaline circulatie • Intensivering van de tropische circulatie ? • Nog minder regen in aride, semi-aride gebieden ? • Meer of sterkere orkanen !? • Zwaardere stormen op de gematigde breedten ? • Effecten op de El Niño – La Niña cyclus ? Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

9. Negatieve terugkoppelingen Voorbeelden: • Een deel van de extra CO2 lost op in de oceanen • Planten groeien sneller bij hoge CO2 concentraties • Meer verdamping  meer wolken  hoger albedo • Meer neerslag in de poolgebieden kan zeespiegelstijging tegengaan • …. • …. Stabiliseren het klimaat systeem Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

10. Positieve terugkoppelingen Destabiliseren het klimaat systeem Voorbeelden: • Hogere zeewatertemperaturen  minder CO2 lost op in de oceanen  meer CO2 in de lucht  warmer • Hogere temperaturen  meer waterdamp in de lucht (waterdamp is ook broeikasgas)  warmer • Vrijkomen van methaan uit de toendra's • Sneeuw albedo terugkoppeling • Oppervlak poolijs • …. • …. Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

11. Een dilemma? • De aarde wordt warmer (slaat energie op) • Zij zendt dus minder straling uit dan ze ontvangt • Dat wordt niet veroorzaakt door de instraling (bijv. variaties in de zonneconstante) • Dus de aarde zendt minder langgolvige straling uit Is dat logisch als de atmosferische CO2 concentratie toeneemt ?? Immers de broeikasgassen zijn juist een belangrijke bron voor de uitstraling van de aarde Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma

12. 2 x CO2 T= - 40 oC T= - 30 oC Verklaring 1 x CO2 Evenwichtstemp. Broeikaseffect Broeikasgassen Gevolgen? Terugkoppelingen Dilemma wolken Aardoppervlak

13. Volgende presentatie Inleiding Geschiedenis Broeikaseffect 20ste eeuw Toekomst Google Earth John van Boxel Klimaatveranderingen Gedurende de 20ste eeuw