De wereld warmt op. Zowel land als oceanen zijn nu warmer dan ze waren toen de administratie begon, in 1880, en de temperaturen blijven stijgen. Deze stijging van de hitte is de opwarming van de aarde, in een notendop.
Hier zijn de kale cijfers, volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): Tussen 1880 en 1980 steeg de wereldwijde jaartemperatuur met een snelheid van 0,13 graden Fahrenheit (0,07 graden Celsius) gemiddeld per decennium. Sinds 1981 is het stijgingspercentage versneld tot 0,32 graden F (0,18 graden C) per decennium. Dit heeft geleid tot een algemene stijging van 3,6 graden F (2 graden C) in de wereldwijde gemiddelde temperatuur van vandaag in vergelijking met het pre-industriële tijdperk. In 2019 lag de gemiddelde wereldwijde temperatuur boven land en oceaan 1,75 graden F (0,95 graden C) boven het 20e-eeuwse gemiddelde. Dat maakte van 2019 het op één na heetste jaar ooit, met alleen een achterstand op 2016.
Deze stijging van de hitte wordt veroorzaakt door mensen. Door het verbranden van fossiele brandstoffen komen broeikasgassen vrij in de atmosfeer, die de warmte van de zon vasthouden en de oppervlakte- en luchttemperatuur verhogen.
Hoe het broeikaseffect een rol speelt
De belangrijkste motor van de opwarming van vandaag is de verbranding van fossiele brandstoffen. Deze koolwaterstoffen verwarmen de planeet via het broeikaseffect, dat wordt veroorzaakt door de interactie tussen de atmosfeer van de aarde en de invallende straling van de zon.
"De basisfysica van het broeikaseffect werd meer dan honderd jaar geleden bedacht door een slimme man die alleen potlood en papier gebruikte", vertelde Josef Werne, een professor in de geologie en milieuwetenschappen aan de Universiteit van Pittsburgh, aan WordsSideKick.com.
Die 'slimme kerel' was Svante Arrhenius, een Zweedse wetenschapper en uiteindelijke Nobelprijswinnaar. Simpel gezegd, zonnestraling raakt het aardoppervlak en kaatst dan als warmte terug naar de atmosfeer. Gassen in de atmosfeer vangen deze warmte op en voorkomen dat deze de ruimte in ontsnapt (goed nieuws voor het leven op aarde). In een paper uit 1895 kwam Arrhenius erachter dat broeikasgassen zoals koolstofdioxide warmte dicht bij het aardoppervlak kunnen vasthouden en dat kleine veranderingen in de hoeveelheid van die gassen een groot verschil kunnen maken in de hoeveelheid warmte die wordt vastgehouden.
Waar de broeikasgassen vandaan komen
Sinds het begin van de industriële revolutie heeft de mens de balans van gassen in de atmosfeer snel veranderd. Bij verbranding van fossiele brandstoffen zoals kolen en olie komen waterdamp, kooldioxide (CO2), methaan (CH4), ozon en lachgas (N2O) vrij, de primaire broeikasgassen. Kooldioxide is het meest voorkomende broeikasgas. Tussen ongeveer 800.000 jaar geleden en het begin van de industriële revolutie bedroeg de aanwezigheid van CO2 in de atmosfeer ongeveer 280 delen per miljoen (ppm, wat betekent dat er ongeveer 208 moleculen CO2 in de lucht waren per miljoen luchtmoleculen). Vanaf 2018 (het laatste jaar waarin volledige gegevens beschikbaar zijn) was de gemiddelde CO2 in de atmosfeer 407,4 ppm, volgens de nationale centra voor milieu-informatie.
Dat klinkt misschien niet zo veel, maar volgens het Scripps Institution of Oceanography zijn de CO2-niveaus sinds het Plioceen-tijdperk, dat tussen 3 miljoen en 5 miljoen jaar geleden plaatsvond, niet zo hoog geweest. In die tijd was het noordpoolgebied minstens een deel van het jaar ijsvrij en aanzienlijk warmer dan het nu is, volgens onderzoek uit 2013, gepubliceerd in het tijdschrift Science.
In 2016 was CO2 goed voor 81,6% van alle Amerikaanse broeikasgasemissies, volgens een analyse van de Environmental Protection Agency (EPA).
"We weten door middel van zeer nauwkeurige instrumentele metingen dat er een ongekende toename van CO2 in de atmosfeer is. We weten dat CO2 infraroodstraling absorbeert en de wereldgemiddelde temperatuur stijgt", Keith Peterman, hoogleraar chemie aan York College of Pennsylvania, en zijn onderzoekspartner, Gregory Foy, universitair hoofddocent scheikunde aan het York College of Pennsylvania, vertelden WordsSideKick.com in een gezamenlijk e-mailbericht.
CO2 komt via verschillende routes in de atmosfeer terecht. Bij het verbranden van fossiele brandstoffen komt CO2 vrij en is verreweg de grootste Amerikaanse bijdrage aan de uitstoot die de aarde opwarmen. Volgens het EPA-rapport van 2018 heeft de verbranding van fossiele brandstoffen in de VS, inclusief de opwekking van elektriciteit, in 2016 iets meer dan 5,8 miljard ton (5,3 miljard ton) CO2 in de atmosfeer geloosd. Andere processen - zoals niet-energiegebruik van brandstoffen, ijzer- en staalproductie , cementproductie en afvalverbranding - verhoog de totale jaarlijkse CO2-uitstoot in de VS tot 7 miljard ton (6,5 miljard ton).
Ontbossing draagt ook in grote mate bij aan een teveel aan CO2 in de atmosfeer. Ontbossing is zelfs de op één na grootste antropogene (door de mens gemaakte) bron van kooldioxide, blijkt uit onderzoek van Duke University. Nadat bomen zijn afgestorven, geven ze de koolstof vrij die ze tijdens de fotosynthese hebben opgeslagen. Volgens de Global Forest Resources Assessment van 2010 komt bij ontbossing jaarlijks bijna een miljard ton koolstof in de atmosfeer terecht.
Wereldwijd is methaan het op één na meest voorkomende broeikasgas, maar het is het meest efficiënt om warmte op te vangen. De EPA meldt dat methaan 25 keer efficiënter warmte vasthoudt dan kooldioxide. In 2016 was het gas volgens de EPA verantwoordelijk voor ongeveer 10% van alle Amerikaanse broeikasgasemissies.
Methaan kan uit veel natuurlijke bronnen komen, maar mensen veroorzaken een groot deel van de methaanemissies door mijnbouw, het gebruik van aardgas, de massale veeteelt en het gebruik van stortplaatsen. Runderen vormen volgens de EPA de grootste enkele methaanbron in de Verenigde Staten, waarbij de dieren bijna 26% van de totale methaanemissies produceren.
Er zijn enkele hoopgevende trends in de cijfers voor de uitstoot van broeikasgassen in de Verenigde Staten. Volgens het EPA-rapport van 2018 stegen deze emissies tussen 1990 en 2016 met 2,4%, maar tussen 2015 en 2016 met 1,9%.
Een deel van die daling was het gevolg van een warme winter in 2016, waarvoor minder verwarmingsbrandstof nodig was dan normaal. Maar een andere belangrijke reden voor deze recente daling is de vervanging van kolen door aardgas, aldus het Centrum voor Klimaat en Energieoplossingen. De VS gaan ook over van een op productie gebaseerde economie naar een minder koolstofintensieve service-economie. Brandstofzuinige voertuigen en energie-efficiëntienormen voor gebouwen hebben ook de emissies verbeterd, volgens de EPA.
Effecten van opwarming van de aarde
Opwarming van de aarde betekent niet alleen opwarming, daarom is "klimaatverandering" de favoriete term geworden onder onderzoekers en beleidsmakers. Terwijl de aarde gemiddeld steeds warmer wordt, kan deze temperatuurstijging paradoxale effecten hebben, zoals frequentere en heviger sneeuwstormen. Klimaatverandering kan en zal de wereld op verschillende grote manieren beïnvloeden: door ijs te smelten, door reeds dorre gebieden uit te drogen, door extreme weersomstandigheden te veroorzaken en door het delicate evenwicht van de oceanen te verstoren.
Smeltend ijs
Misschien wel het meest zichtbare effect van klimaatverandering tot nu toe is het smelten van gletsjers en zee-ijs. De ijskappen trekken zich terug sinds het einde van de laatste ijstijd, ongeveer 11.700 jaar geleden, maar de opwarming van de vorige eeuw heeft hun ondergang versneld. Een onderzoek uit 2016 wees uit dat er een kans van 99% is dat de opwarming van de aarde de recente terugtrekking van gletsjers heeft veroorzaakt; het onderzoek toonde zelfs aan dat deze ijsrivieren zich 10 tot 15 keer zo ver terugtrokken als het klimaat stabiel was gebleven. Glacier National Park in Montana had eind 19e eeuw 150 gletsjers. Tegenwoordig zijn er 26. Het verlies van gletsjers kan het verlies van mensenlevens veroorzaken, wanneer ijzige dammen die gletsjermeren tegenhouden destabiliseren en barsten of wanneer lawines veroorzaakt worden door instabiele ijsdorpen.
Op de Noordpool gaat de opwarming twee keer zo snel als op de middelste breedtegraden en het zee-ijs vertoont de spanning. Herfst- en winterijs op de Arctische laagterecords in zowel 2015 als 2016, wat betekent dat de ijsvlakte niet zoveel van de open zee bedekte als eerder werd waargenomen. Volgens NASA zijn de 13 kleinste waarden voor maximale winterse omvang van zee-ijs in het noordpoolgebied de afgelopen 13 jaar gemeten. Het ijs vormt zich ook later in het seizoen en smelt gemakkelijker in het voorjaar. Volgens het National Snow and Ice Data Center is het zee-ijs in januari de afgelopen 40 jaar met 3,15% afgenomen. Sommige wetenschappers denken dat de Noordelijke IJszee binnen 20 of 30 jaar ijsvrije zomers zal zien.
Op Antarctica was het beeld iets minder duidelijk. Het westelijke Antarctische schiereiland warmt sneller op dan waar dan ook, behalve sommige delen van het Noordpoolgebied, volgens de Antarctische en Zuidelijke Oceaan Coalitie. Het schiereiland is waar de Larsen C-ijsplaat net brak in juli 2017, waardoor een ijsberg ter grootte van Delaware ontstond. Nu zeggen wetenschappers dat een kwart van het ijs van West-Antarctica instort en dat de enorme gletsjers van Thwaites en Pine Island vijf keer sneller stromen dan in 1992.
Het zee-ijs voor Antarctica is echter extreem variabel en sommige gebieden hebben de afgelopen jaren zelfs recordhoogtes bereikt. Deze gegevens kunnen echter de vingerafdrukken van de klimaatverandering bevatten, omdat ze het gevolg kunnen zijn van ijs op het land dat naar zee trekt terwijl de gletsjers smelten of van opwarmingsgerelateerde veranderingen in de wind. In 2017 keerde dit patroon van recordhoog ijs echter abrupt om, met het optreden van een recorddieptepunt. Op 3 maart 2017 werd Antarctisch zee-ijs gemeten met een oppervlakte van 184.000 vierkante kilometer (184.000 vierkante kilometer) minder dan het vorige dieptepunt, vanaf 1997.
Opwarmen
De opwarming van de aarde zal ook de zaken tussen de polen veranderen. Veel reeds droge gebieden zullen naar verwachting nog droger worden naarmate de wereld warmer wordt. De zuidwestelijke en centrale vlakten van de Verenigde Staten zullen naar verwachting bijvoorbeeld decennia-lange "megadroughts" meemaken die harder zijn dan wat dan ook in het menselijk geheugen.
"De toekomst van droogte in het westen van Noord-Amerika is waarschijnlijk erger dan wie dan ook in de geschiedenis van de Verenigde Staten," aldus Benjamin Cook, klimaatwetenschapper bij NASA's Goddard Institute for Space Studies in New York City, die in 2015 onderzoek publiceerde deze droogtes, vertelde WordsSideKick.com. 'Dit zijn droogtes die onze huidige ervaring zo ver overstijgen dat het bijna onmogelijk is om er zelfs maar aan te denken.'
De studie voorspelde een kans van 85% op droogtes die in 2100 minstens 35 jaar aanhielden in de regio tegen 2100. De belangrijkste drijfveer, zo ontdekten de onderzoekers, is de toenemende verdamping van water uit steeds warmere grond. Veel van de neerslag die in deze droge gebieden valt, gaat verloren.
Ondertussen bleek uit onderzoek uit 2014 dat veel gebieden waarschijnlijk minder regen zullen zien als het klimaat warmer wordt. Subtropische regio's, waaronder de Middellandse Zee, de Amazone, Midden-Amerika en Indonesië, zullen waarschijnlijk het hardst worden getroffen, zo blijkt uit onderzoek, terwijl ook Zuid-Afrika, Mexico, West-Australië en Californië zullen opdrogen.
Extreem weer
Een andere impact van de opwarming van de aarde: extreem weer. Naar verwachting zullen orkanen en tyfoons intenser worden naarmate de planeet warmer wordt. Warmere oceanen verdampen meer vocht, wat de motor is die deze stormen aandrijft. Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) van de VN voorspelt dat tropische cyclonen, zelfs als de wereld haar energiebronnen en overgangen naar een minder fossiele brandstofintensieve economie (bekend als het A1B-scenario) diversifieert, waarschijnlijk tot 11% meer zullen bedragen intens gemiddeld. Dat betekent meer wind- en waterschade aan kwetsbare kusten.
Paradoxaal genoeg kan klimaatverandering ook vaker extreme sneeuwstormen veroorzaken. Volgens de National Centers for Environmental Information zijn extreme sneeuwstormen in het oosten van de Verenigde Staten twee keer zo gewoon geworden als in het begin van de twintigste eeuw. Ook hier komt deze verandering omdat opwarmende oceaantemperaturen leiden tot een verhoogde verdamping van vocht in de atmosfeer. Dit vocht drijft stormen aan die de continentale Verenigde Staten treffen.
Verstoring van de oceaan
Enkele van de meest directe gevolgen van de opwarming van de aarde zijn onder de golven. Oceanen fungeren als koolstofputten, wat betekent dat ze opgeloste kooldioxide absorberen. Dat is geen slechte zaak voor de atmosfeer, maar het is niet geweldig voor het mariene ecosysteem. Wanneer kooldioxide reageert met zeewater, daalt de pH van het water (dat wil zeggen, het wordt zuurder), een proces dat bekend staat als oceaanverzuring. Deze verhoogde zuurgraad vreet weg aan de calciumcarbonaatschalen en -skeletten waar veel oceaanorganismen van afhankelijk zijn om te overleven. Deze wezens omvatten volgens NOAA schelpdieren, pteropoden en koralen.
Met name koralen zijn de kanarie in een kolenmijn voor klimaatverandering in de oceanen. Mariene wetenschappers hebben alarmerende niveaus van koraalverbleking waargenomen, gebeurtenissen waarbij koraal de symbiotische algen verdrijft die het koraal voorzien van voedingsstoffen en hun levendige kleuren geven. Bleken treedt op wanneer koralen worden gestrest en stressoren kunnen hoge temperaturen omvatten. In 2016 en 2017 beleefde het Great Barrier Reef in Australië opeenvolgende bleekgebeurtenissen. Koraal kan bleken overleven, maar herhaalde bleekgebeurtenissen maken het overleven steeds minder waarschijnlijk.
Er was geen klimaathiaat
Ondanks een overweldigende wetenschappelijke consensus over de oorzaken en realiteit van de opwarming van de aarde, is de kwestie politiek controversieel. Ontkenners van klimaatverandering hebben bijvoorbeeld beweerd dat de opwarming tussen 1998 en 2012 is vertraagd, een fenomeen dat bekend staat als de "onderbreking van de klimaatverandering".
Helaas voor de planeet is de onderbreking nooit gebeurd. Twee studies, één gepubliceerd in het tijdschrift Science in 2015 en één gepubliceerd in 2017 in het tijdschrift Science Advances, heranalyseerden de oceaantemperatuurgegevens die de vertraging van de opwarming aantoonden en ontdekten dat het slechts een meetfout was. Tussen 1950 en 1990 werden de meeste metingen van de oceaantemperatuur gedaan aan boord van onderzoeksboten. Water zou door de machinekamer in leidingen worden gepompt, waardoor het water enigszins zou opwarmen. Na de jaren negentig begonnen wetenschappers op de oceaanboei gebaseerde systemen te gebruiken, die nauwkeuriger waren om de oceaantemperaturen te meten. Het probleem kwam omdat niemand corrigeerde voor de verandering in metingen tussen boten en boeien. Het aanbrengen van die correcties toonde aan dat de oceanen sinds 2000 gemiddeld per decennium 0,22 graden F (0,12 graden C) opwarmden, bijna tweemaal zo snel als eerdere schattingen van 0,12 graden F (0,07 graden C) per decennium.
Snelle feiten over de opwarming van de aarde
Volgens NASA:
