Voorbereiding les 1: Basis klimaatverandering
Begrippen:
- IPCC (intergovernmental panel on climate change)
1988 opgericht door de Verenigde Naties
= brengen objectieve klimaatrapporten uit geschreven door onafh wetenschappers (ge-peer
reviewd) en door alle landen goedgekeurd waarop de beleidsmakers zich baseren
- Het natuurlijk broeikaseffect
zonder atmosfeer zou het te koud zijn op aarde
-> atmosfeer bevat bkg die de warmte vasthouden
proces: inkomende zonnestralen(kortgolvig)-helft weerkaatst/ w gebasorbeerd thv atmosfeer
-andere helft bereikt aardoppv-via reflectie deel terug geweerkaatst naar de ruimte (=albedo
effect)-ander deel vd zonnestralen zal w geabsorbeerd dh aardoppv en w uitgestraald in
warmte (langgolvig infrarood)-deel ontsnapt uit de atmosfeer naar de ruimte-ander deel w
door bkg tegengehouden en naar alle richtingen gestuurd-continue uitwisseling langgolvige
infraroodstraling tussen aardoppv en atmosfeer- zorgt voor opwarming (zorgt natuurlijk voor
temp 15°C, zonder zou 33°C lager zijn)
- Het versterkt broeikaseffect
menselijke activiteiten verbranden fossiele brandstoffen- vb aardgas, steenkool, aardolie- w
gevormd uit planten en dierlijke resten die lang geleden door slib werden bedolven- als deze
snel w bedolven bestaat de kans dat deze nog niet helemaal zijn kunnen rotten- de gassen die bij
de rotting vrijkomen kunnen dan niet meer ontsnappen en w gevangen- deze resten werden
later samengeperst tot fossiele brandstoffen- mens haalt deze boven om ze te verbranden-
hierbij komen grote hoeveelheden CO2 vrij- de natuur kan deze opnieuw opslaan in oceanen en
planten- maar omdat dit in zon grote hoeveelheden gebeurt, raakt de cyclus verstoord-
hoeveelheid CO2 blijft toenemen in comb met andere bkg uitgestoten door de mens- deze bkg
houden steeds meer warmte vast- temp stijgt
- Klimaatmitigatie vs klimaatadaptatie
Klimaatmitigatie
= maatregelen die w genomen om de uitstoot van bkg te verminderen of te beheersen met als
doel de oorzaken van klimaatverandering aan te pakken
-> zowel Co2 uitstoot verminderen als uit de lucht
halen vb omschakeling naar hernieuwbare E
Klimaatadaptatie
= het aanpassen van de reeds optredende effecten van klimaatverandering, met de focus op het
verminderen van kwetsbaarheid en vergoten van veerkracht
-> ontwikkelen strategieën om zich aan te passen aan stijging zeespiegel, hittegolven, overstr,..
vb wadi om regenwater op te vangen en te reguleren om de kans op overstromingen te beperken
en water langer beschikbaar te houden in tijden van droogte
Wat bepaalt ons klimaat?
het klimaat w bepaalt door de stralingsbalans
= de verhouding tussen inkomende zonnestraling en uitgaande warmtestraling
-> afh van 3 factoren
1) Hoeveelheid zonnestraling die op aarde terechtkomt (instraling): afh van (2)
o verandering zonne activiteit
o verandering baan aarde rond de zon
2) De mate waarin deze zonnestraling w gereflecteerd of w geabsorbeerd en omgezet in warmte
o reflectie
= door ijs, wolken, stof, aerosolen in de lucht (vb tgv vulkaanuitbarsting)
-> deze straling wordt dus niet omgezet in warmte
o absoptie
= overblijvende straling w geabsorbeerd dh land en de oceanen
-> wordt omgezet in infrarode/warmtestraling
= w dus omgezet in warmte
Lessen Pagina 1
, 3) De mate waarin deze warmte wordt vastgehouden
o deel w in de atmosfeer geabsorbeerd door de broeikasgassen
vb waterdamp, CO2, CH4, N2O
o gassen gaan hierdoor sneller bewegen en energie id vorm van infrarode straling afgeven
-> deels naar de ruimte, maar ook deels terug naar aardoppv
= manier waarop aarde w warmgehouden
= natuurlijk bkgeffect/bij toename bkg id atmosfeer door menselijke toedoen versterkt bkgeffect
Broeikasgassen
*conc bkg is niet constant, doorheen gesch grote schommelingen
170-420 ppm (parts per million= maat vd conc van bv CO2)
*huidige CO2 conc: >420ppm
Conc CO2 rechtsreeks verband met temp op aarde
Vroeger: opwarming getriggerd door verandering baan aarde rond de zon
→ tempverand zorgen voor stijging activiteit microben bodem
→ zorgen voor toename bkg id atmosfeer
→ versterkt de toename vd temp
Nu: niet getriggerd door veranderingen in de zonneactiviteit/ baan aarde
-> maar opwarming getriggerd door uitstoot bkg door de mens!!
meeste invloed soorten bkg
= Co2, methaan (Ch4), lachgas (N2o)
-> alle 3 sterke stijging na indus rev 1750
-> methaan en lachgas zijn per mol eig sterkere moleculen dan co2, maar komen in veel lagere conc voor dan
co2, daarom co2 toch meeste bijdrage aan huidige opwarming (74% vd bkg)
De opwarming van de aarde
*globaal gezien temp nu 1,6° gestegen (in 2024)
*opwarming het sterkt in het noorden (terugkomst op id les)
De rol van de mens!
-> kunnen dus stellen dat de geobserveerde opwarming van de laatste
decennia volledig door de mens is (aangezien de hogere impact vd bkg deels w
tegengewerkt door luchtvervuiling= natuurlijke processen in evenw)
Les 1: Klimaatverandering algemeen
Klimaatverandering algemeen:
*Menselijke bronnen bkg (3):
○ CO2
= verbranding fossiele bs, veranderingen in landgebruik (vb ontbossing)
○ CH4 (methaan)
= landbouw (veeteelt, rijstproductie (wanneer bodems onder water staan, geen zuurstof in zit kan meth w
geproduceerd), prod en transport fossiele bs, afval en stortplaatsen
○ N2O (lachgas)
= landbouw ((over)bemesting, biomassaverbranding), verbranding fossiele bs
-> opvallend vaak in relatie met fossiele bs
= zijn verantw voor 75% vd uitstoot van bkg
*Wat zou de gemm T op aarde zijn zonder bkg id atmosfeer
= -18°C
*Hoeveel graden is de aarde opgewarmd gemm 2010-2019 tov 1850-1900
= 1,1°C >< in 2024: 1,6°C
Lessen Pagina 2
,Grafiek: aardoppv temperatuur
voorbije 10 000 jaar T fluctuerend (ijstijden-tussenijstijden)
-> maar laatste decennia gaan we uit deze range qua opwarming
(=komen op onbekend terrein vd mens)
*De huidige opwarming is nagenoeg volledig te wijten aan de mens?
Citaat IPCC (examenvragen): "it is indisputable that human activities are
causing climate change, making extreme climate events, inclusing heat
waves, hevay rainfall, and droughts, more frequent and severe"
-> Juist
Gevolgen: (4)
! vanuit menselijk oogpunt lijkt de opwarming vh aardoppv de belangrijkste indicator opwarming vd aarde
-> maar dit is maar 2% vd jaarlijke hoeveelheid energie, 90% vd extra energie die de aarde bijhoudt w
opgeslagen in de oceanen
○ Afsmelten gletsjers en ijskappen
- lokaal wateroverlast
- watertekorten drinkwater
- versterkt opwarming vd aarde!
-> water/bodem ipv ijs zal straling niet reflecteren maar omzetten in warmte
- stijging zeeniveau !
○ Landijs (grootste ijskappen groenland en antarctica)
-> als ijskap Groenland smelt= stijging 7m zeespiegel! (kan al bij stijging 2°)
-> als ijskap Antarctica smelt= stijging 50m zeespiegel!!
* smelt gelukkig wel heel traag, zelfs bij sterke stijging temp zal dit honderden jaren duren
○ Zeeijs (Noordpool)
-> heeft weinig effect op zeeniveau
-> oceaan zal wel meer straling absorberen dan voorhene ijskappen
○ Verzuring oceanen
= co2 dat oplost ih water heeft verzurend effect (lagere ph)
- bedreiging zeeleven
-> vooral gevoelig org met kalkskelet (zoals koraal, kreeft,..)
-> kalkskelet bestaat uit calccarbonaat, verzuring bemoeilijkt opbouw skelet
-> is vaak voedsel voor andere, zorgt dus ook voor uitsterven andere soorten
○ Hittegolven/opwarming oceanen
- nefast voor koralen (verliezen hun algen en sterven af)
- koraalriffen zijn kraamkamer voor 30%
-> sterke impact leven id oceaan
o Stijging weersextremen (observatie iPCC)
- extreme hitte en droogte*(meer frequent en intens)
- hevige regen (meer frequent en intens)
- natuurbranden (meer frequent)
- cyclonen, orkanen (meer intens, door stijging oceaantemp en waterdamp)
*extreme hitte en droogte
vapor pressure deficit= maat voor de atmos droogte
- planten ervaren droogte stress (bladeren vallen eerder)
- leidt tot bosbranden
○ heel grote uitstoot C door bosbranden (vb bosbranden Canada: 3x meer uitstoot >< andere jaren)
- leidt tot hittegolven
○ effect op ecosystemen
= minder opname co2/meer uitstoot co2
-> reductie van de opname van co2 die zomer (vergelijkbaar met 2x jaarlijkse
uitstoot in Belgie)
- afname opslag co2 door land (30%)
-> risico op lange termijn dat land ecos een bron van co2 gaan worden ipv een buffer
Lessen Pagina 3
,? Waarom neemt extreem weer toe
-> oorzaken (3)
1) Gemmidelde temperatuur stijgt
= meer kans extreme temperaturen
2) Intensivering watercyclus
= warme lucht kan meer vocht vasthouden, hieruit kan meer neerslag vallen
-> klimaatopw zorgt ervoor dat de atmosfeer gemm meer water bevat: bij 1 graad opwarming, kan
de lucht 7% meer neerslag bevatten
3) Straalstroom verzwakt!
*polaire straalstroom= scheidt koude lucht N van warmere lucht Z
= wordt aangedreven door het drukverschil (tgv tempverschil) tussen de noordpool en de evenaar
-> noordpoolgebied warmt sterker op dan tropen, waardoor tverschil en dus drukverschil afneemt
= straalstroom wordt zwakker, gaat meer en meer meanderen
-> kans dat hij geblokkeerd wordt door hogedrukgebied wordt groter
= langere periodes zelfde weer op bepaalde plaats (zorgt voor extremere omstandigheden)
vb door lang hetzelfde weer hittegolven, extreme neerslagperiodes, overstromingen
* combinatie natuurlijke variatie (zoals straalstroom) en klimaatverandering werkt extremen in de hand
-> klimaatverandering kan w beschouwd als 'risico-vermenigvuldiger/threat multiplier'
Kantelpunten en kantelelementen
○ Kantelpunten
= kritisch punt waarbij kleine verstoring/ natuurlijke variatie
ervoor zorgt dat de toekomstige staat van een systeem sterk veranderd
-> kleine verandering zorgt voor grote/vaak zelfversterkende gevolgen
(moeilijk op voorhand te weten wanneer we tipping point passeren)
○ Kantelementen
= delen vh aardse systeem die een kantelpunt vertonen
(= typisch aan kantelelementen zijn de zelfversterkende processen die ingang gaan na het overschrijden
van het kantelpunt, waardoor de veranderingen verder blijven evolueren, zonder verdere opwarming)
Citaat IPCC: "the Climate we experience in the future depends on our decisions now"
-> aangezien eens we in de zelfversterkende mechanismes komen we niet (zomaar) terug kunnen
Kantelelementen kunnen w opgedeeld in 3 groepen:
1. smeltende ijsmassa's
vb arctisch zee-ijs, groenlandse ijskap
2. veranderende circulatiesystemen
3. bedreigde grootschalige ecosystemen
vb Tropische bossen (Amazonewoud), Boreale bossen
Voorbeelden:
1) Groenlandse ijskap
- door stijging temp, smelt ijs, komt oceaanwater/onderliggend oppv vrij
-> afsmelten zorgt ervoor dat ijsoppv lager komt te liggen in warmere luchtlagen
-> smeltwater vormt voedingsbodem voor donker gepigmenteerde micro-organismen
-> absorbeert zonlicht ipv reflecteren -
= zal allen opwarming versterken/ ijs sneller doen smelten
= zelfversterkend effect
Lessen Pagina 4
,2) Tropische bossen
- toename bosbranden afgelopen decennia
= eigenlijk niet normaal voor regenwouden
- rol menselijke activiteiten
-> gaan hier ontbossen, aan lb doen = gaat brand stimuleren
○ interne regencyclus
in tropisch regenwoud is het warm en vochtig door de bossen
komt water via verdamping (van de bomen zelf) id lucht terug naar beneden via regen
-> neerslag die verdampt komt lokaal snel terug
maar door ontbossing wordt deze cyclus doorbroken
= minder verdamping, minder neerslag, droogte stijgt, bosbranden
-> bossen dalen, gaan over tot savanne-ecosysteem
= nemen geen CO2 op, dus buffer Co2 valt weg
○ klimaatverandering
temp rond evenaar stijgt-> hitte en droogte stijgt
= zal opwarming versterken, bosbranden vergroten
= zelfversterkend effect
3) Boreale bossen
- bosbranden komen van nature frequenter voor
- rol klimaatverandering
-> warmer en droger
○ bosbranden nemen toe
○ warmere omgeving, dood hout
-> stijging plagen zoals schorskevers
= gaan schade aanrichten aan de bomen
-> maken de bomen kwetsbaarder
= bomen minder resistent tegen brand, gevoeliger voor insecten
= zelfversterkend effect
○ ontbinding organisch materiaal id bodem neemt toe
= koolstof opgeslagen in de bodem (veenbodems) gaat sneller vrijkomen door opwarming
○ permafrost
= permanent bevroren bodem met heel veel C opgeslagen
-> gaat smelten, organisch materiaal dat hierin zit gaat ontbinden en vrijkomen als Co2 en methaan
ontbinding genereert warmte
-> permafrost gaat nog sneller smelten
= zelfversterkend effect
*Lokaal zelfversterkend >< Globale runaway (Sneeuwbal/domino-effect)
○ kantelpunten die zelfversterkende feedbacks hebben voor het lokale kantelpunt
○ alle zelfversterkende processen gaan elkaar beïnvloeden en zonder dat de mens hier nog controle over
heeft gaat de co2 uitstoot vergroten
Lokaal= smeltend zee-ijs, boreale bossen en permafrost
Globale Runaway= groenlandse ijskap, tropische bossen
Lessen Pagina 5
, Les 2: Emissies en toekomstprojecties
Toekomstscenario's
2 bepalende factoren (2):
1. Klimaatsysteem
= emissiescenario's: RCP's
2. Politieke en sociaal-economische situatie
= invloed van versch beleidsopties en maatsch ontw nagaan
= socio-economische scenario's: SSP's
1) Klimaatsysteem
w bepaald door de bkg conc id atmosfeer bepaald door onze emissies
-> toekomstscenario's opgesteld obv de uitstoot van emissies (=emissiescenario's)
= RCP'S: (Representative concentration Pathways)
4 scenario's:
linkse fig: scenario's hoeveelheid emissies C02
(cijfers staan vd E (W/m²) die op aarde blijft, 2,6 zorgt voor < opw dan bv 8,5)
middelste fig: scenario's conc c02 id atmosfeer
rechtse fig: scenario's tempverandering (vb 2,6 tempstijging blijft onder 2°)
Grafiek: schatting opwarming toekomstscenario's tov historische context
-> temp weergegeven voor afgelopen 60 miljoen jaar-toekomst
Af te lezen:
- periodes ijstijden-tussenijstijden
- 20 000 jaar geleden einde laatste ijstijd en komen we in het holoceum
- einde grafiek toekomstscenario's afgebeeld
Temp RCP 2,6 scenario (opw<2°) +-= aan temp laatste interglaciaal (waren toen ook al mensen)
= deel van de reden voor het doel van max 2° opwarming
Temp andere scenario's komt ver boven de periodes waarin de mens ooit geleefd heeft
*geografisch
Temp- en neerslag veranderingen tgv opwarming gebeuren niet overal hetz
*weersextremen
Bij meer opwarming neemt exponentieel de kans op weersextremen toe
= daardoor groot verschil gevolgen tussen 1,5° opwarming of 2° opwarming
(zie prent)
Lessen Pagina 6
