“Het klimaat verandert altijd”
Soms hoor je zeggen: “Het klimaat verandert altijd. Want het klimaat is het gemiddelde weer. En het weer verandert altijd”. Maar dat is een ver gaande versimpeling. In feite wordt het weer door het klimaat bepaald, niet andersom. Het klimaat verandert met de tijd, maar niet zo snel als het weer.
Het klimaat verandert over eeuwen, millennia tot miljoenen jaren, het weer verandert dagelijks.
Het klimaat verandert met de hoeveelheid kooldioxide (CO2) in de atmosfeer. En die was de afgelopen tienduizend jaar, tot de 19de eeuw, vrij stabiel: tussen 250 en 275 ppm (0,0250 – 0,0275 %).
Daarna begon het CO2-gehalte te stijgen. De laatste 60 jaar is daar versneld nog 100 ppm bijgekomen. En we zitten nu al op 420 ppm.
Omdat CO2 niet ‘neerslaat’ zoals water, is CO2 gelijkmatig over de hele atmosfeer verdeeld en wisselt het gehalte alleen iets met de seizoenen.
Het weer verandert met de hoeveelheid en de plaats van het water in de atmosfeer (de ‘dampkring’). En die plaats verandert met het uur.
De totale hoeveelheid water in de gehele aardatmosfeer is vrij constant, ongeveer 13 biljoen ton (biljoen = 1000 miljard). Het verdampte (zee)water condenseert tot wolken en komt na korte tijd weer als neerslag naar het aardoppervlak terug. De vrijwel constante hoeveelheid water in wolken is ongelijk over de aardbol verdeeld. Die hoeveelheid is wereldwijd ongeveer 13 000 kubieke kilometer (1 km3 water weegt 1 miljard ton).
Omdat de totale hoeveelheid water in de atmosfeer constant is, geldt dit ook voor het globale broeikaseffect van water. De hoeveelheid water die in de atmosfeer verblijft is voornamelijk afhankelijk van de globaal gemiddelde oppervlaktetemperatuur.
Met water en zonder CO2 in de atmosfeer zou de Aarde een ijsbal zijn, zoals mogelijk een aantal keren in de aardgeschiedenis is voorgekomen. In feite regelt CO2 het klimaat, zoals de tegenwoordige kennis van de aardwetenschappen ons leert.
Slechts 0,0002 % (=200 ppm) CO2 in de atmosfeer (door langdurige vulkanische activiteit) was al genoeg om Sneeuwbal Aarde weer op een leefbare temperatuur te brengen. (Ook al zijn er mensen die zeggen dat 0,0002 % niet veel is.)
Water verdampt, condenseert tot wolken van waterdruppels en ijskristallen en regent binnen een paar dagen weer volledig uit. Kooldioxide is altijd gasvormig in onze atmosfeer en slechts een klein deel daarvan lost op in waterdruppels en komt met de regen naar beneden.
Zo komt een deel van de extra (door de mensheid) in de atmosfeer uitgestoten CO2 op korte termijn rechtstreeks of via rivieren in het zeewater terecht.
Daar zorgen blauwgroene algen (phytoplankton) er voor dat CO2 opgenomen wordt via fotosynthese, waardoor er op korte termijn netto een kwart van de door de mensheid uitgestoten kooldioxide in de oceaan verdwijnt.
Het duurt daarna erg lang voordat de overige driekwart van die extra hoeveelheid kooldioxide helemaal uit de dampkring is verdwenen. De natuurlijke processen die daarvoor zorgen zijn de netto opname van CO2 door groeiende bomen en andere langlevende planten en de nog tragere opname van CO2 door verwering van vulkanisch gesteente. De achterstand aan extra CO2, die nog moet worden verwerkt door deze natuurlijke processen, is de afgelopen twee eeuwen uitgegroeid tot zo’n 1000 miljard ton.
Er zit dus nog zeer veel CO2 ‘in de wacht’, die er voor zal zorgen dat het nog vele eeuwen duurt voordat het CO2-gehalte van de atmosfeer weer daalt (en daarmee de globale temperatuur), ook al zou de wereldbevolking morgen stoppen met het verstoken van fossiele brandstoffen, hout en biobrandstoffen.
En dat gebeurt niet, ieder jaar wordt (nog steeds) wereldwijd meer CO2 uitgestoten dan het jaar ervoor, na een kleine dip vanwege de COVID-pandemie.
Dat er niet meer CO2 wordt opgenomen door de oceaan komt omdat er al gauw een evenwicht ontstaat tussen de hoeveelheid CO2 direct boven het oceaanoppervlak en de hoeveelheid CO2 in de bovenste lagen van het oceaanwater. Wisselende hoeveelheden blauwalgen (en ander phytoplankton) bepalen de snelheid waarmee CO2 wordt opgenomen uit het zeewater en omgezet in biomassa. Voor het overige CO2 in zeewater duurt het heel lang voordat het water in die bovenste oceaanlagen mengt met het diepere oceaanwater. Honderden tot duizenden jaren. Ook de opname van CO2 door schelpdieren, die na afsterving naar de zeebodem verdwijnen is onvoldoende om de groei van de CO2-uitstoot bij te houden.
Op het landoppervlak is fotosynthese door groene planten een belangrijke manier waarop CO2 uit de atmosfeer wordt vastgelegd in koolhydraten (zoals houtstof, cellulose). Maar het hangt van de levensduur van die planten af hoelang die CO2 uit de “natuurlijke CO2-kringloop” wordt gehouden. In die kringloop komt de gebonden CO2 weer in de atmosfeer terecht als planten worden geconsumeerd door het dierenrijk en microben. Groene grassen dragen daardoor weinig bij aan de netto CO2-opname, maar groene bomen kunnen honderden jaren oud worden. Als de bomen daarna in een moeras verdwijnen, worden ze afgesloten van de lucht en langzaam omgezet tot turf, bruinkool en tenslotte steenkool. Dat is de natuurlijke manier waarop bomen bijdragen aan het verwijderen van koolstof uit de atmosfeer. Helaas zorgt de mensheid er voor dat er sneller bomen worden verstookt dan opnieuw worden aangeplant.
Op het landoppervlak zorgt het in regenwater opgeloste CO2 ook voor de verwering van (vulkanisch) gesteente, zoals basalt en graniet. Daarbij wordt CO2 gebonden in carbonaten van calcium en magnesium, die slecht oplosbaar zijn in water. Bij die gesteenteverwering komt ook ‘gewoon’ zout (natriumchloride) vrij, dat naar de oceanen spoelt of in zoutmeren uitkristalliseert. Ook de verwering van gesteenten is een zeer traag proces, dat veel trager verloopt dan de huidige CO2-uitstoot in de atmosfeer.
Al met al kunnen natuurlijke processen de extra uitstoot van CO2 door menselijke activiteiten niet bijhouden en stijgt het CO2-gehalte van de atmosfeer gestaag.