Achter de strijd om de opwarming van de aarde en klimaatverandering aan te pakken, ligt de toename van broeikasgassen in onze atmosfeer. Een broeikasgas is elke gasvormige verbinding in de atmosfeer die infraroodstraling kan absorberen, waardoor warmte in de atmosfeer wordt vastgehouden en vastgehouden. Door de warmte in de atmosfeer te verhogen, zijn broeikasgassen verantwoordelijk voor het broeikaseffect, wat uiteindelijk leidt tot opwarming van de aarde.
Zonnestraling en het "broeikaseffect"
Opwarming van de aarde is geen nieuw concept in de wetenschap. De basis van het fenomeen werd ruim een eeuw geleden door Svante Arrhenius in 1896 uitgewerkt. Zijn paper, gepubliceerd in het Philosophical Magazine en Journal of Science, was de eerste die de bijdrage van kooldioxide aan wat wetenschappers nu de "broeikas noemen, kwantificeert. effect."
Het broeikaseffect treedt op omdat de zon de aarde bombardeert met enorme hoeveelheden straling, die de atmosfeer van de aarde raken in de vorm van zichtbaar licht, plus ultraviolet (UV), infrarood (IR) en andere soorten straling die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog. Ongeveer 30 procent van de straling die de aarde treft, wordt weer terug de ruimte in gereflecteerd door wolken, ijs en andere reflecterende oppervlakken. De resterende 70 procent wordt volgens de NASA opgenomen door de oceanen, het land en de atmosfeer.
Terwijl ze straling absorberen en opwarmen, geven de oceanen, het land en de atmosfeer warmte af in de vorm van IR-warmtestraling, die uit de atmosfeer de ruimte in gaat. Het evenwicht tussen inkomende en uitgaande straling houdt de algehele gemiddelde temperatuur van de aarde op ongeveer 59 graden Fahrenheit (15 graden Celsius), volgens NASA.
Deze uitwisseling van inkomende en uitgaande straling die de aarde verwarmt, wordt het broeikaseffect genoemd omdat een kas op vrijwel dezelfde manier werkt. Inkomende UV-straling gaat gemakkelijk door de glazen wanden van een kas en wordt geabsorbeerd door de planten en harde oppervlakken binnenin. Zwakkere IR-straling kan echter moeilijk door de glazen wanden naar buiten komen en zit erin vast, waardoor de kas wordt verwarmd.
Hoe broeikasgassen de opwarming van de aarde beïnvloeden
De gassen in de atmosfeer die straling absorberen staan bekend als "broeikasgassen" (soms afgekort als broeikasgassen) omdat ze grotendeels verantwoordelijk zijn voor het broeikaseffect. Het broeikaseffect is op zijn beurt een van de belangrijkste oorzaken van de opwarming van de aarde. De belangrijkste broeikasgassen zijn volgens de Environmental Protection Agency (EPA) waterdamp (H2O), kooldioxide (CO2), methaan (CH4) en lachgas (N2O). "Hoewel zuurstof (O2) het op één na meest voorkomende gas in onze atmosfeer is, absorbeert O2 geen thermische infraroodstraling", zegt Michael Daley, universitair hoofddocent milieukunde aan het Lasell College in Massachusetts.
Sommigen beweren dat de opwarming van de aarde een natuurlijk proces is en dat er altijd broeikasgassen zijn geweest, maar de hoeveelheid gassen in de atmosfeer is in de recente geschiedenis omhooggeschoten. Vóór de industriële revolutie schommelde de atmosferische CO2 tussen ongeveer 180 delen per miljoen (ppm) tijdens ijstijden en 280 ppm tijdens interglaciale warme periodes. Sinds de industriële revolutie is de hoeveelheid CO2 echter 100 keer sneller gestegen dan de toename toen de laatste ijstijd eindigde, volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
Gefluoreerde gassen - dat wil zeggen gassen waaraan het element fluor is toegevoegd - waaronder fluorkoolwaterstoffen, perfluorkoolwaterstoffen en zwavelhexafluoride, ontstaan tijdens industriële processen en worden ook beschouwd als broeikasgassen. Hoewel ze in zeer kleine concentraties aanwezig zijn, houden ze de warmte zeer effectief vast, waardoor ze een hoog "aardopwarmingsvermogen" (GWP) -gassen hebben.
Chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's), ooit gebruikt als koelmiddelen en aerosol-drijfgassen totdat ze bij internationale overeenkomst werden uitgefaseerd, zijn ook broeikasgassen.
Er zijn drie factoren die van invloed zijn op de mate waarin broeikasgassen de opwarming van de aarde beïnvloeden, namelijk:
- De overvloed aan sfeer.
- Hoe lang blijft het in de atmosfeer.
- Het potentieel voor opwarming van de aarde.
Kooldioxide heeft een grote invloed op de opwarming van de aarde, mede vanwege de overvloed aan lucht. Volgens de EPA bedroegen de Amerikaanse broeikasgasemissies in 2016 in totaal 6.511 miljoen ton (7.177 miljoen ton) kooldioxide-equivalenten, wat overeenkomt met 81 procent van alle door de mens veroorzaakte broeikasgassen - een daling van 2,5 procent ten opzichte van het jaar daarvoor. Bovendien blijft CO2 duizenden jaren in de atmosfeer.
Methaan is echter ongeveer 21 keer efficiënter in het absorberen van straling dan CO2, waardoor het een hogere GWP-beoordeling krijgt, hoewel het volgens de EPA slechts ongeveer 10 jaar in de atmosfeer blijft.
Bronnen van broeikasgassen
Sommige broeikasgassen, zoals methaan, worden geproduceerd door landbouwpraktijken, waaronder dierlijke mest. Anderen, zoals CO2, zijn grotendeels het gevolg van natuurlijke processen zoals ademhaling en de verbranding van fossiele brandstoffen zoals kolen, olie en gas.
De tweede oorzaak van CO2-uitstoot is ontbossing, blijkt uit onderzoek van Duke University. Wanneer bomen worden gedood om goederen of warmte te produceren, laten ze de koolstof vrij die normaal wordt opgeslagen voor fotosynthese. Bij dit proces komt jaarlijks bijna een miljard ton koolstof vrij in de atmosfeer, volgens de Global Forest Resources Assessment 2010.
Bosbouw en andere praktijken voor landgebruik kunnen een deel van deze broeikasgasemissies compenseren, volgens de EPA.
"Herplanten helpt de opbouw van koolstofdioxide in de atmosfeer te verminderen, omdat groeiende bomen koolstofdioxide vastleggen door fotosynthese," vertelde Daley aan WordsSideKick.com. "Bossen kunnen echter niet alle koolstofdioxide die we in de atmosfeer uitstoten, vastleggen door de verbranding van fossiele brandstoffen, en een vermindering van de uitstoot van fossiele brandstoffen is nog steeds nodig om opeenhoping in de atmosfeer te voorkomen."
Wereldwijd is de productie van broeikasgassen een bron van grote zorg. Vanaf het moment dat de industriële revolutie begon tot het jaar 2009, zijn de atmosferische CO2-niveaus met bijna 38 procent gestegen en het methaangehalte met maar liefst 148 procent, volgens NASA, en het grootste deel van die stijging is in de afgelopen 50 jaar geweest. Vanwege de opwarming van de aarde was 2016 het warmste jaar ooit, en met 2018 op weg naar de vierde warmste, zijn 20 van de warmste jaren ooit na 1998 gekomen, volgens de Wereld Meteorologische Organisatie.
"De opwarming die we waarnemen beïnvloedt de atmosferische circulatie, die de regenvalpatronen wereldwijd beïnvloedt", zegt Josef Werne, universitair hoofddocent bij de afdeling Geologie en Planetary Science van de Universiteit van Pittsburgh. "Dit zal leiden tot grote veranderingen in het milieu en uitdagingen voor mensen over de hele wereld."
De toekomst van onze planeet
Als de huidige trends doorzetten, vrezen wetenschappers, overheidsfunctionarissen en een groeiend aantal burgers dat de ergste gevolgen van de opwarming van de aarde - extreem weer, stijgende zeespiegel, uitsterven van planten en dieren, verzuring van de oceaan, grote klimaatverschuivingen en ongekende sociale onrust - zullen zijn onvermijdelijk.
Als antwoord op de problemen veroorzaakt door de opwarming van de aarde door broeikasgassen, heeft de Amerikaanse regering in 2013 een klimaatactieplan opgesteld. En in april 2016 ondertekenden vertegenwoordigers van 73 landen de Overeenkomst van Parijs, een internationaal pact ter bestrijding van klimaatverandering door te investeren in een duurzame , koolstofarme toekomst, volgens het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering (UNFCCC). De Verenigde Staten behoorden tot de landen die in 2016 met het akkoord instemden, maar in juni 2017 een procedure begonnen om zich terug te trekken uit de Overeenkomst van Parijs.
Volgens de EPA was de uitstoot van broeikasgassen in 2016 12 procent lager dan in 2005, mede door de sterke afname van de verbranding van fossiele brandstoffen als gevolg van de overstap naar aardgas uit steenkool. De warmere winteromstandigheden in die jaren verminderden ook de noodzaak voor veel huizen en bedrijven om de verwarming hoger te zetten.
Onderzoekers over de hele wereld blijven werken aan het vinden van manieren om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en hun effecten te verzachten. Een mogelijke oplossing die wetenschappers onderzoeken, is om de kooldioxide uit de atmosfeer te zuigen en het voor onbepaalde tijd ondergronds te begraven, zei Dina Leech, universitair hoofddocent biologische en milieuwetenschappen aan de Longwood University in Virginia.
'Wat we kunnen doen, is het minimaliseren van de hoeveelheid koolstof die we daar opslaan, en als gevolg daarvan de temperatuurverandering minimaliseren', zei Leech. 'Het actievenster sluit echter snel.'
Extra middelen:
- EPA - Climate Change: Basic Information
- NASA: Global Climate Change
- National Geographic - Klimaatmijlpaal: CO2-niveau van de aarde passeert 400 ppm
Dit artikel is bijgewerkt op 3 januari 2019 door Rachel Ross, medewerker van WordsSideKick.com.
