HS3: global warming and climate change

Koolstofcyclus

De Aarde haar energiebudget

Het evenwicht tussen de energie die de aarde van de zon ontvangt en de energie die de aarde weer aan de ruimte verliest. Kleinere energiebronnen, zoals de interne warmte van de aarde, worden weliswaar meegenomen, maar leveren een minuscule bijdrage in vergelijking met zonne-energie.

Natuurlijk broeikasgaseffect

De extra opwarming van de aarde door de infraroodenergie die in alle richtingen wordt uitgestraald door broeikasgasmoleculen in de atmosfeer.

Stralingsforcering (of klimaatforcering)

De verandering in de energiestroom in de atmosfeer, veroorzaakt door natuurlijke of antropogene factoren van klimaatverandering, wordt gemeten in W/m². Het is een wetenschappelijk concept dat wordt gebruikt om de externe factoren die de energiebalans van de aarde beïnvloeden te kwantificeren en te vergelijken. Deze externe factoren zijn:

• Zonnestraling (inkomende energie van de zon)

• Aard albedo

• Atmosferische concentraties van stralingsactieve gassen (broeikasgassen) en aerosolen.

Opwarming van de aarde (global warming)

Dit verschijnsel treedt op wanneer de aarde meer energie ontvangt dan ze teruggeeft aan de ruimte. Wanneer de energiebalans verandert, is er een vertraging voordat de gemiddelde wereldwijde oppervlaktetemperatuur significant verandert. Dit komt door de thermische inertie van de oceanen, het land en de cryosfeer.

Broeikasgassen (Greenhouse Gases): definitie

Gasvormige bestanddelen van de atmosfeer, zowel natuurlijke als door de mens veroorzaakte, die straling absorberen en uitzenden op specifieke golflengten binnen het spectrum van aardse straling die wordt uitgezonden door het aardoppervlak, de atmosfeer zelf en door wolken.

Broeikasgassen: soorten

• CO₂: koolstofdioxide

• CH₄: methaan

• HCFs en HFCs: hydrochloorfluorkoolwaterstoffen en hydrofluorkoolwaterstoffen

• PFCs: perfluorkoolwaterstoffen

• N₂O: stikstofdioxide

• SF₆: zwavelhexafluoride

• CFCs: clorofluorokoolstoffen

Globale uitstoot van broeikasgassen

Menselijke bronnen van broeikasgassen

• Elektriciteit en warmteproductie

• AFOLU (Agriculture, FOrest and Land Use)

• Industrie

• Transport

• Gebouwen

• Andere energie

Global Warming Potential (GWP)

Meet hoeveel energie een gasmolecuul vasthoudt en beschrijft de impact van één eenheid van een bepaald broeikasgas op de stralingsforcering ten opzichte van één eenheid CO2. Het hangt af van zowel de efficiëntie van het molecuul als broeikasgas als de levensduur ervan in de atmosfeer. Het wordt gemeten ten opzichte van dezelfde massa CO2 en geëvalueerd voor een specifieke tijdschaal. Het is dimensieloos.

CO₂ equivalent (CO₂-eq)

De hoeveelheid koolstofdioxide (CO2)-uitstoot die over een bepaalde tijdsperiode dezelfde geïntegreerde stralingsforcering of temperatuurverandering zou veroorzaken als een uitgestoten hoeveelheid broeikasgas (BKG) of een mengsel van broeikasgassen. Het wordt gebruikt om de uitstoot van broeikasgassen te evalueren en vergelijken.

Versterkt broeikasgaseffect

Een toename van de concentratie broeikasgassen (BKG) als gevolg van antropogene emissies (emissies afkomstig van menselijke activiteiten) die bijdraagt aan een onmiddellijke stralingsforcering.

Klimaatverandering

Verandering op lange termijn van het klimaat, veroorzaakt door global warming.

Terugkoppelingsystemen (feedback loops)

Wanneer de uitputs van een systeem als inputs worden teruggekoppeld en zo onderdeel van een keten van oorzaak en gevolg die een circuit of lus vormen.

Positieve terugkoppeling (positive feedback)

Een toename aan inputs die resulteert in een toename aan outputs.

Negatieve terugkoppeling (negative feedback)

Een toename aan inputs die resulteert in een afname van outputs.

Terugkoppelingsystemen voor klimaatverandering (climate change feedbacks)

Tipping points: voorbeelden

• Smelten van de ijskappen in Groenland

• Smelten van het Arctisch ijs

• Smelten van het West Antarctisch ijs

• Smelten van de Boreale Permafrost

• Droogte, vuren en ontbossing in het Amazone regenwoud

• Verstoring en vermindering van Oceaancirculatie

• Afsterven van de koraalriffen

Gevolgen van klimaatverandering

• Menselijke systemen: sociale en economische bedreigingen

• Vernieling en verdwijnen van ecosystemen

• Regionale verschillen

Sociale bedreigingen door klimaatverandering

• Voedselzekerheid

• Gezondheid

  • Toename van sterfte en ziektegevallen door extreme hitte en koude

  • Toename van risico op accidenten en impact van extreme weersomstandigheden

  • Verandering van seizoenen

  • Toename en opnieuw opduiken van ziektes bij dieren

  • Risico’s in relatie tot verandering van de luchtkwaliteit

• Kwetsbare populaties

  • Vrouwen, werklozen en gemarginaliseerde mensen

  • Drijven van verplaatsing en migratie

• Tewerkstelling

  • Temperatuurstijgingen, veranderingen in neerslag patronen of de stijging van de zeespiegel zullen de productiviteit en levensvatbaarheid van alle economische sectoren beïnvloeden

• Psychosociale stress

Economische bedreigingen door klimaatverandering (Europa)

• Infrastructuur en gebouwen:
  Kwetsbaar voor klimaatverandering vanwege hun ontwerp of locatie.

• Energie:
  Intensievere en frequentere hittegolven zullen de vraag- en aanbodpatronen van energie verschuiven, vaak in tegengestelde richtingen.

• Toenemende vraag naar airconditioning

• Onzekerheid in weerpatronen in Europa:
  Op lange termijn een direct negatief effect op de productie van hernieuwbare energie.

• Landbouw en bosbouw:
  De gevolgen van klimaatverandering voor de bosbouw omvatten een verhoogd risico op droogte, stormen en branden (abiotisch) en plagen en ziekten (biotisch).

• Verzekeringen:
  Op de langere termijn, met name in de meest kwetsbare sectoren of gebieden, kan klimaatverandering indirect de sociale ongelijkheid vergroten doordat verzekeringspremies onbetaalbaar worden voor een deel van de bevolking.

• Toerisme:
  Verschuiving naar Centraal-Europa in de zomer en Zuid-Europa in de andere seizoenen. Vermindering van de sneeuwdekking zal de wintersportindustrie doen krimpen.

Impact op ecosystemen door klimaatverandering

• Biodiversiteit

  • Aanpassen van de verdeling en veelheid van plant- en diersoorten, die reeds onder druk staan door habitat verlies en vervuiling

  • Veranderingen in maatschappelijke samenstellingen, habitat structuren en ecosysteem processen

  • Invloed op fenologie (gedrag en levenscyclus) van planten en diersoorten kan leiden tot een toename aan pesten en invasieve soorten

  • Stijgen van watertemperatuur in rivieren en meren en de vermindering van ijsbedekking beïnvloeden de kwaliteit van water en zoetwater ecosystemen

• Beschikbaarheid van zoet water

  • Regenpatronen veranderen, verdamping neemt toe, gletsjers smelten en zeeniveaus stijgen wat kan leiden tot watertekorten in Europa

  • Meer frequente en intensievere droogtes en stijgende watertemperatuur zorgen voor een vermindering van waterkwaliteit. Deze omstandigheden bevorderen de groei van giftige algen en bacteriën, die het probleem van watertekorten wereldwijd zal versterken

  • Waterschaarste

• Grond

  • Erosie, afname van organisch materiaal, verzouting, bodem biodiversiteitsverlies, aardverschuivingen, verwoestijning en overstromingen

• Overstromingen

  • Meer frequente en meer intense overstromingen die zorgen voor verliezen van habitats, verlaagde waterkwaliteit, verlies aan biodiversiteit, verspreiding van invasieve soorten

• Droogte en bosbranden

  • Verlaging van waterniveaus in rivieren en grondwater, die de gewasgroei remt, de plaagdruk verhoogt en bosbranden aanwakkert

• Zeespiegelstijging

• Verandering van het marineklimaat