Cursus climate change, challenges and solutions, week1

De ‘klimaatcursus’ van de Universiteit van Exeter kreeg al veel namen. Het is geen ‘klimaatcursus’, maar een cursus over de ongewenste en onnatuurlijke veranderingen in het klimaatsysteem op aarde. Week 1 gaat uiteraard over definities: welke termen gebruiken we?

Warmtestraling
Zonnestraling drijft het klimaatsysteem aan. De zon straalt warmte uit, een deel daarvan vangt de aarde op en straalt daarop ook warmte uit, gassen in de atmosfeer absorberen een deel van die warmtestraling. Deze gassen stralen op hun beurt warmte uit en een deel ervan komt terug naar het aardoppervlak. dit is het natuurlijke broeikaseffect. Welke belangrijke gassen zijn dat? Waterdamp speelt de belangrijkste rol in het warmhouden van onze planeet, verder: koolstofdioxide, methaan, ozon en lachgas. ‘Een warme deken om de aarde‘ is een betere metafoor dan het begrip ‘broeikaseffect‘. Als een deken, het weerkaatsen en vasthouden van warmte, is hoe de atmosfeer werkelijk werkt en niet zoals in een kas, door het vermijden van convectie. Toch komt de term broeikaseffect (eigenlijk dus onnatuurlijk verhoogd broeikaseffect) het meest voor. De echte werking moeten cursisten kennen en daarnaast moeten ze accepteren dat die andere, minder nuancerende term overal opduikt.

Wat is klimaat, wat is weer?
Het klimaatsysteem is een complex, interactief systeem dat bestaat uit de atmosfeer, landoppervlak, sneeuw en ijs, oceanen en andere waterlichamen en levende dingen. De atmosferische component van het klimaatsysteem kenmerkt het klimaat het duidelijkst; klimaat wordt vaak gedefinieerd als gemiddeld weer.

Feedbackloops/vaststaande reacties, lees: natuurwetten
Hoe werkt het klimaatsysteem en wat zijn daarbinnen de belangrijkste wetten? Het klimaatsysteem bestaat uit een grote verzameling kleine cycli die met elkaar samenhangen en op elkaar reageren. Verstoort de mens er een dan volgt een kettingreactie met een definitieve verandering tot slot. Er zijn drie belangrijke ‘feedbacks’ die een bepalende rol spelen bij de staat van het klimaatsysteem:
1. Waterdampfeedback
Water transformeert als het verdampt van vloeistof- naar gas en wordt opgeslagen in de atmosfeer. De waterdampmoleculen in de atmosfeer absorberen warmtestraling afkomstig van de aarde eronder, daarna stralen ze weer warmte uit waarvan een deel terugkomt naar het aardoppervlak. Verdere opwarming ontstaat. Hierdoor neemt de hoeveelheid verdamping toe in een versterkend proces, dat noemen we een positieve (vermeerderende) feedback.
2. Albedofeedback,
Een door ijs bedekt oceaangebied, bijvoorbeeld de Arctic, zal een groot deel van de zonnestraling die het aardoppervlak bereikt terugstralen in de atmosfeer, vanwege het hoge albedo (ijs reflecteert). Het onbevroren oceaanoppervlak zal veel meer zonnestraling absorberen dan weerspiegelen. Hoe meer open water hoe hoger de absorptie van het inkomende zonlicht, dat als warmte de oceaan ingaat. Deze opwarming van de oceaan zal meer zee-ijs smelten en ga zo maar door.
3. Stralingsfeedback.
Alle voorwerpen geven straling af, maar hoe warmer een lichaam is hoe meer straling het afgeeft.

De hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer groeide met ongeveer 35 % sinds het industriële tijdperk. Dit deed de mens: vooral de verbranding van fossiele brandstoffen en het kappen van bossen. De mensheid veranderde drastisch de chemische samenstelling van de atmosfeer met aanzienlijke gevolgen voor het klimaat.