Opwarming van de Aarde

Klimaatverandering heeft zich in de loop van de geschiedenis van de aarde voortdurend voorgedaan, inclusief het komen en gaan van ijstijden. Maar de huidige klimaatverandering is anders omdat de mens sneller dan vroeger kooldioxide in de atmosfeer brengt.

Sinds de jaren 1800 registreren mensen de dagelijkse temperatuur. Rond 1850 waren er genoeg plaatsen waar de temperatuur werd gemeten, zodat wetenschappers de wereldwijde gemiddelde temperatuur konden kennen. Vergeleken met voordat de mensen veel kolen gingen verbranden voor de industrie, is de temperatuur met ongeveer 1 °C gestegen. In 1979 begonnen satellieten de temperatuur van de aarde te meten.

Vóór 1850 waren er niet genoeg temperatuurmetingen om te weten hoe warm of koud het was. Klimatologen meten andere dingen om te proberen de temperaturen uit het verleden te achterhalen voordat er thermometers waren. Dit betekent dat zij dingen meten die veranderen als het kouder of warmer wordt. Eén manier is om in een boom te snijden en te meten hoe ver de groeiringen uit elkaar liggen. Bomen die lang leven, kunnen ons een idee geven van hoe de temperatuur en de regen veranderden toen ze nog leefden.

Gedurende het grootste deel van de afgelopen 2000 jaar is de gemiddelde temperatuur op aarde niet veel veranderd. Er waren enkele perioden waarin de temperaturen op sommige plaatsen iets warmer of koeler waren. Een van de bekendste warme periodes was de Middeleeuwse Warme Periode en een van de bekendste koele periodes was de Kleine IJstijd (niet echt een ijstijd). Met behulp van jaarringen kunnen wetenschappers de temperatuur tot ongeveer 10.000 jaar geleden bepalen. Ijskernen worden gebruikt om de temperatuur tot bijna een miljoen jaar geleden te bepalen.

Broeikasgassen

Er zijn verschillende broeikasgassen die ervoor zorgen dat de aarde opwarmt. De belangrijkste is kooldioxide (CO₂ ). CO₂ is afkomstig van elektriciteitscentrales die kolen en aardgas verbranden om elektriciteit te maken. Ook auto's stoten CO₂ uit wanneer zij benzine verbranden. Elk jaar komt ongeveer 35 miljard ton koolstofdioxide vrij in de atmosfeer van de aarde. De hoeveelheid CO₂ in de lucht is ongeveer 50% meer dan rond 1750. Ongeveer driekwart van de CO₂ die mensen de afgelopen 20 jaar in de lucht hebben gebracht, is te wijten aan de verbranding van fossiele brandstoffen zoals kolen of olie. De rest is voornamelijk afkomstig van veranderingen in het gebruik van land, zoals het kappen van bomen.

Het op één na belangrijkste broeikasgas is methaan. Een ton methaan is veel opwarmender dan een ton CO₂ maar methaan blijft slechts ongeveer tien jaar in de atmosfeer. Ongeveer 40% komt uit de natuur, zoals wetlands; en de rest komt door de mens, zoals koeien, stortplaatsen en lekkages bij de productie van olie en gas.

Stof

Stof in de lucht kan afkomstig zijn van natuurlijke bronnen zoals vulkanen, erosie en meteoorstof. Een deel van dit stof valt binnen enkele uren uit. Een deel is aerosol, zo klein dat het jaren in de lucht kan blijven hangen. De aerosoldeeltjes in de atmosfeer maken de aarde kouder. Het effect van stof doet dus een deel van de effecten van broeikasgassen teniet. Hoewel de mens ook aërosolen in de lucht brengt wanneer hij kolen of olie verbrandt, doet dit het broeikaseffect van de brandstofverbranding slechts voor minder dan 20 jaar teniet: de kooldioxide blijft echter veel langer in de atmosfeer en blijft de aarde opwarmen.

Als mensen dingen verbranden zijn de aërosolen, bijvoorbeeld rook, slecht omdat mensen er ziek van worden als ze die inademen. Maar sommige mensen zeggen dat de aarde in geval van klimaatverandering koel kan worden gehouden door wat zonlicht terug te kaatsen in de ruimte, bijvoorbeeld door aërosolen heel hoog in de lucht te brengen of wolken witter te maken. Zij zeggen dat dit meer tijd zou geven om een goede oplossing te vinden. Dit is zo gemakkelijk en goedkoop dat zelfs een middelgroot land het zou kunnen doen. Maar er zijn veel problemen: het kan bijvoorbeeld goed zijn voor dat land, maar slecht voor sommige andere landen.

De opwarming van de aarde kan gevaarlijke hittegolven veroorzaken.

Sommige mensen verbranden minder fossiele brandstoffen. Landen proberen minder broeikasgassen uit te stoten. In 1997 werd het Kyoto-protocol ondertekend. Het was bedoeld om de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer te verminderen tot onder het niveau van 1990. Het kooldioxidegehalte is echter blijven stijgen.

Energiebesparing wordt gebruikt om minder fossiele brandstoffen te verbranden. Mensen kunnen ook energiebronnen gebruiken die geen fossiele brandstof verbranden, zoals zonnepanelen of elektriciteit uit kernenergie of windenergie. Of ze kunnen voorkomen dat de kooldioxide in de atmosfeer terechtkomt, wat koolstofafvang en -opslag (CCS) wordt genoemd.

Mensen kunnen hun manier van leven veranderen als gevolg van de klimaatverandering. Ze kunnen bijvoorbeeld naar plaatsen gaan waar het weer beter is, of muren rond steden bouwen om overstromingswater buiten te houden. Dit kost geld, en rijke mensen en rijke landen zullen gemakkelijker kunnen veranderen dan de armen.

Al in de jaren 1820 discussieerden sommige wetenschappers over klimaatverandering: zonlicht verwarmt het aardoppervlak, en Joseph Fourier suggereerde dat een deel van de warmte die vanaf het oppervlak wordt uitgestraald, wordt opgevangen door de atmosfeer voordat deze in de ruimte kan ontsnappen. Dit wordt het broeikaseffect genoemd.

In 1856 deed Eunice Newton Foote proeven waaruit bleek dat het opwarmende effect van de zon groter is voor lucht met waterdamp dan voor droge lucht, en dat het effect nog groter is bij kooldioxide. Daarom zei zij: "Een atmosfeer van dat gas zou onze aarde een hoge temperatuur geven...".

Vanaf 1859 toonde John Tyndall aan dat stikstof en zuurstof - samen goed voor 99% van de droge lucht - transparant zijn voor uitgestraalde warmte. Waterdamp en gassen als methaan en kooldioxide absorberen echter stralingswarmte en stralen die warmte weer uit in de atmosfeer. Tyndall suggereerde dat veranderingen in de concentratie van deze gassen in het verleden klimaatveranderingen kunnen hebben veroorzaakt, waaronder ijstijden. In 1896 probeerde Svante Arrhenius te bewijzen dat het duizenden jaren zou duren voordat de industriële productie van CO₂ de temperatuur op aarde met 5-6°C zou doen stijgen.

In het midden van de 20e eeuw kwamen wetenschappers erachter dat er een toename van 10% kooldioxide in de atmosfeer was ten opzichte van de 19e eeuw, waardoor het iets warmer werd. In die tijd geloofde men dat de uitstoot van CO₂ in de toekomst exponentieel zou toenemen en dat de oceanen het overschot aan broeikasgassen zouden absorberen. In 1956 besloot Gilbert N. Plass dat de uitstoot van broeikasgassen een effect zou hebben op de temperatuur van de aarde. Hij stelde dat het een vergissing zou zijn om niet na te denken over de uitstoot van broeikasgassen. Kort daarna begonnen wetenschappers die alle verschillende soorten wetenschap bestudeerden, samen te werken om het mysterie van de uitstoot van broeikasgassen en hun effecten te achterhalen. Naarmate de technologie vorderde, werd in de jaren 1980 het bewijs geleverd van een stijging van de CO₂ niveaus. Een ijskern, opgevangen door middel van boringen, leverde het duidelijke bewijs dat het kooldioxideniveau is gestegen.

De zeespiegel stijgt omdat water van meer dan 4 °C uitzet als het warmer wordt. Belangrijker is waarschijnlijk het smelten van de ijskappen. De ijskappen van Antarctica en Groenland smelten. Het zeeniveau zal tussen een halve en een meter stijgen tegen 2100, en tussen 2 en 7 meter tegen 2300.

Laaggelegen gebieden zoals Bangladesh, Florida, Nederland en andere gebieden worden geconfronteerd met massale overstromingen.

Steden getroffen door de huidige zeespiegelstijging

Veel steden zijn zeehavens en dreigen te overstromen als de huidige zeespiegel stijgt.

Deze en andere steden zijn volgens betrouwbare bronnen begonnen met het aanpakken van de stijgende zeespiegel en de daarmee samenhangende stormvloed, of zijn hierover in gesprek.

• Rotterdam heeft altijd onder de zeespiegel gelegen.
• Londen
• New York
• Norfolk, Virginia, in het Hampton Roads-gebied van de Verenigde Staten.
• Southampton
• Crisfield, Maryland, Verenigde Staten
• Charleston, Zuid-Carolina
• Miami, Florida, is aangewezen als "de meest kwetsbare stad ter wereld" wat betreft potentiële schade aan eigendommen door stormgerelateerde overstromingen en stijging van de zeespiegel.
• Sint-Petersburg
• Sydney, Australië
• Jakarta
• Thatta en Badin, in Sindh, Pakistan
• Malé, Maldiven
• Mumbai, Buenos Aires, Los Angeles, Rio de Janeiro

Alle andere kuststeden lopen enig gevaar.

• Klimaatverandering
• Dijk/Levee
• Stern Review
• Vervuiling
• Intergouvernementele Werkgroep inzake klimaatverandering
• Broeikaseffect