Samenvatting · Aardrijkskunde · vwo 6 Klimaatverandering: terugkoppelingen, scenario's en klimaatbeleid

Klimaatverandering is tegelijk een natuurkundig, een economisch en een politiek vraagstuk. Na deze samenvatting kun je de oorzaken verklaren vanuit de stralings- en koolstofbalans, terugkoppelingen en kantelpunten uitleggen, scenario's en het koolstofbudget interpreteren en het klimaatbeleid met zijn instrumenten en dilemma's beoordelen.

Straling en broeikaseffect

De aarde is in evenwicht als de energie die ze van de zon opneemt gelijk is aan de energie die ze uitstraalt.

• Ongeveer 30 procent van de binnenkomende zonnestraling wordt direct teruggekaatst (de albedo) door wolken, ijs en het oppervlak. IJs en sneeuw hebben een hoge albedo, donker zeewater en bos een lage.
• De rest warmt de atmosfeer en het oppervlak op. De aarde straalt dat uit als langgolvige warmtestraling.
• Broeikasgassen absorberen een deel van die uitgaande straling en stralen een deel naar beneden terug. Zonder deze gassen zou het gemiddeld ongeveer -18 °C zijn, nu is het ongeveer 15 °C: het natuurlijke broeikaseffect.
• Neemt het gehalte broeikasgassen toe, dan ontstaat tijdelijk een stralingsonbalans (er komt meer energie binnen dan uitgaat) en warmt de aarde op tot er een nieuw evenwicht is. Dit is het versterkte broeikaseffect.

Koolstofkringloop en uitstoot

Koolstof zit in de atmosfeer (als CO2), in de oceanen, in planten en bodem, en in fossiele brandstoffen. Natuurlijk gaan er grote stromen heen en weer. Het verbranden van fossiele brandstoffen en ontbossing voegen daar extra CO2 aan toe uit voorraden die miljoenen jaren vastlagen.

• Wereldwijd gaat het om ongeveer 40 miljard ton CO2 per jaar.
• Ongeveer de helft daarvan blijft in de atmosfeer. De rest wordt opgenomen door koolstofputten: oceanen (met als bijeffect verzuring van het zeewater) en vegetatie en bodem.
• CO2 blijft eeuwen in het systeem; de opwarming is daardoor grotendeels onomkeerbaar op menselijke tijdschaal.

Dat komt overeen met wat wordt gemeten. Het CO2-gehalte is gestegen van ongeveer 280 ppm vóór de industriële revolutie tot ruim boven 420 ppm. IJskernen laten zien dat het gedurende minstens 800.000 jaar tussen ongeveer 180 en 300 ppm schommelde.

Andere broeikasgassen en CO2-equivalenten

Broeikasgassen verschillen in sterkte en in levensduur. De GWP (global warming potential) drukt uit hoeveel een gas over een bepaalde periode (meestal 100 jaar) opwarmt, vergeleken met dezelfde massa CO2.

Wie stoot er uit?

• Sectoren: ongeveer driekwart van de uitstoot van broeikasgassen komt van energie (elektriciteit, warmte, industrie, vervoer en gebouwen). De rest komt vooral uit landbouw en landgebruik en uit industriële processen.
• Absoluut stoot China het meest CO2 uit, daarna de Verenigde Staten en India.
• Per inwoner staan rijke landen en olielanden bovenaan. Een Amerikaan stoot meer dan vijf keer zoveel CO2 uit als een Indiër.
• Historisch (cumulatief) hebben de Verenigde Staten en Europa samen een groot deel van de extra CO2 in de atmosfeer veroorzaakt, omdat zij het eerst industrialiseerden.

Welk gezichtspunt je kiest bepaalt wie je aanspreekt. Dit is de kern van het klimaatrechtvaardigheidsdebat.

Terugkoppelingen en kantelpunten

Een positieve terugkoppeling versterkt een verandering, een negatieve remt haar af.

• IJs-albedo: smeltend ijs onthult donkerder oppervlak, dat meer straling opneemt.
• Waterdamp: warmere lucht houdt meer waterdamp vast; waterdamp is zelf een broeikasgas.
• Permafrost: ontdooiende bodem in het noorden geeft CO2 en methaan vrij.
• Negatief: een warmere aarde straalt meer warmte uit, en planten en oceanen nemen een deel van de CO2 op, al is dat beperkt.

Kantelpunten zijn drempels waarna een deel van het systeem zichzelf versterkt en niet meer terug te draaien is. Genoemd worden onder andere het instorten van de ijskappen van Groenland en West-Antarctica, het verdwijnen van delen van het Amazoneregenwoud en het veranderen van oceaanstromingen. Waar precies de drempels liggen, is onzeker.

Scenario's en het koolstofbudget

Het IPCC (opgericht in 1988) vat het onderzoek samen en rekent met scenario's: mogelijke ontwikkelingen van uitstoot, bevolking en economie. Bij sterk dalende uitstoot blijft de opwarming rond 1,5 °C, bij ongeremde uitstoot kan die aan het eind van deze eeuw boven de 4 °C uitkomen, vergeleken met de tijd voor de industriële revolutie.

De opwarming hangt vooral af van de cumulatieve CO2-uitstoot. Daarom bestaat er een koolstofbudget: de hoeveelheid CO2 die we nog kunnen uitstoten om onder een bepaalde temperatuurgrens te blijven. Als de uitstoot niet naar nul gaat, raakt het budget op. Om de opwarming te stoppen moet de CO2-uitstoot naar netto nul: wat we uitstoten wordt gecompenseerd door wat we weer aan de lucht onttrekken.

Gevolgen

• Hogere temperaturen en meer hittegolven. Het poolgebied warmt sneller op dan het mondiaal gemiddelde.
• Zeespiegelstijging door uitzetting van warmer water en smeltend landijs (niet door smeltend drijvend zee-ijs). Sinds 1900 is dat ongeveer 20 centimeter wereldwijd; de stijging versnelt.
• Verschuiving van neerslagpatronen en klimaatzones, meer extremen als droogte, hevige buien en bosbranden.
• Gevolgen voor voedselproductie, water, gezondheid en biodiversiteit.
• De gevolgen zijn ongelijk verdeeld: kleine eilandstaten, delta's als Bangladesh en de Sahel lopen de meeste risico's, terwijl hun aandeel in de uitstoot klein is.

Klimaatbeleid

Internationaal

• Kyoto (1997): alleen rijke landen kregen bindende doelen.
• Parijs (2015): bijna alle landen doen mee. De opwarming moet ruim onder 2 °C blijven en liefst onder 1,5 °C. Elk land stelt zelf een doel (NDC), dat elke vijf jaar strenger moet worden. De doelen zijn niet afdwingbaar: het is een akkoord dat werkt op afspraken en druk.
• Rijke landen beloofden in 2009 vanaf 2020 jaarlijks 100 miljard dollar klimaatfinanciering voor arme landen. Over de omvang daarvan en over wie ervoor betaalt is veel discussie.
• De EU wil in 2050 klimaatneutraal zijn.

Instrumenten

In Nederland legt de Klimaatwet (2019) doelen voor 2030 en 2050 vast. In het Urgenda-vonnis (Hoge Raad, 2019) oordeelde de rechter dat de Staat de uitstoot in 2020 met ten minste 25 procent had moeten verminderen ten opzichte van 1990. Het was een van de eerste uitspraken ter wereld waarin een rechter een overheid dwong de uitstoot te verlagen.

Mitigatie en adaptatie

Mitigatie pakt de oorzaak aan (minder uitstoot, meer opname). Adaptatie past zich aan de gevolgen aan: dijken, Ruimte voor de Rivier, groen in steden tegen hitte, droogtebestendige gewassen. Voor een laaggelegen land als Nederland zijn beide nodig; voor arme landen is adaptatie vaak een kwestie van geld.

Dilemma's: groeilanden willen groeien en wijzen op de historische uitstoot van rijke landen; rijke landen vragen om inzet van alle grote uitstoters. De snelle energietransitie vraagt metalen en ruimte, en kan op zichzelf nieuwe conflicten veroorzaken.

Veelgemaakte fouten

• Je haalt weer en klimaat door elkaar. Eén koude winter weerlegt niets, ook al is er een trend.
• Je zegt dat de opwarming alleen natuurlijk is: de cycli van Milankovitch, vulkanen en zonneactiviteit verklaren de snelheid van nu niet.
• Je legt smeltend landijs en smeltend drijvend zee-ijs op één hoop: alleen landijs verhoogt de zeespiegel.
• Je kijkt maar naar één uitstootmaat. Absoluut, per inwoner en historisch geeft drie verschillende uitkomsten.
• Je noemt CO2 en methaan gelijkwaardig. Per kilogram is methaan krachtiger, maar CO2 blijft veel langer.

In het kort

• Broeikasgassen houden uitgaande warmtestraling vast. Het versterkte broeikaseffect komt door extra CO2, methaan en lachgas.
• Ongeveer de helft van de uitgestoten CO2 blijft in de atmosfeer; de rest wordt door oceanen en vegetatie opgenomen.
• Met GWP reken je broeikasgassen om naar CO2-equivalenten.
• Terugkoppelingen (ijs-albedo, waterdamp, permafrost) versterken de opwarming; kantelpunten zijn onzeker maar riskant.
• De opwarming volgt de cumulatieve CO2-uitstoot, en daarom moet de uitstoot naar netto nul.
• Beleid bestaat uit mitigatie en adaptatie, met het akkoord van Parijs, CO2-prijzen, subsidies en normen als instrumenten, en rechtvaardigheid als blijvend dilemma.