CO2: top of flop?

Zonder CO2 en andere broeikasgassen lag de temperatuur op aarde veel lager. Ze zijn om die reden van groot belang voor het leven. Echter, zoals met veel zaken, te veel van het goede is niet gewenst. Stijgende concentraties van CO2 en andere broeikasgassen doen de temperatuur verder stijgen dan wenselijk, met allerlei consequenties voor het weer, mensen en ecosystemen.

Top: het natuurlijk broeikaseffect

De temperatuur op aarde wordt hoofdzakelijk bepaald door inkomende straling van de zon en de samenstelling van de atmosfeer. Zonnestraling (kortgolvige straling) warmt het aardoppervlak op. Het aardoppervlak straalt een deel van die warmte weer uit (langgolvige straling). Broeikasgassen houden de langgolvige warmtestraling voor een deel vast, waardoor de temperatuur in de atmosfeer en aan het aardoppervlak hoger ligt. Zonder dit natuurlijk broeikaseffect zou de wereldgemiddelde temperatuur ongeveer 30˚C lager liggen dan nu (figuur 1).

Ecosystemen over de hele wereld zijn over zeer langere tijdschalen gevormd en hebben zich zo aangepast aan de lokale omstandigheden. Zonder het natuurlijk broeikaseffect zou de wereld er totaal anders uitzien.

Flop: het versterkt broeikaseffect

Het natuurlijk broeikaseffect wordt sinds de industriële revolutie versterkt door hogere concentraties broeikasgassen in de atmosfeer. Verbranding van fossiele brandstoffen leidt tot uitstoot van bijvoorbeeld CO2 en methaan, twee belangrijke broeikasgassen. Voor de industriële revolutie was de concentratie CO2 ongeveer 280 ppm. In 2015 werd de grens van 400 ppm overschreden en de stijging zet nog altijd onverminderd door en gaat zelfs alsmaar sneller (figuur 2). Het effect van broeikasgassen op de temperatuur is daardoor groter: het natuurlijk broeikaseffect plus het versterkt broeikaseffect (figuur 1). 

Hogere temperaturen leiden tot veranderende weerpatronen. Het is niet alleen gemiddeld warmer, maar er zijn ook veranderingen in bijvoorbeeld neerslagpatronen, verdamping en het voorkomen van weersextremen. De langzaam gevormde natuurlijke ecosystemen zullen zich moeten aanpassen aan de nieuwe omstandigheden. Door de snelheid van de huidige verandering, ongeëvenaard in het recente verleden van de aarde, leidt dit tot een verlies van biodiversiteit.

Consequenties voor de landbouw

Ook voor de mens hebben deze veranderingen consequenties. De verschuivingen van klimaatzones leidt bijvoorbeeld tot een verandering van cultivars of gewassen in de landbouw. Daarnaast heeft CO2 een direct effect op fotosynthese: hogere CO2 concentraties leiden tot snellere fotosynthese. Afhankelijk van de temperatuur en de beschikbaarheid van water en nutriënten kan dit leiden tot verbeterde groei van planten. Het totale effect (positief dan wel negatief) van hogere CO2 concentraties en de veranderingen in het weer op plantengroei of de landbouw kan niet eenvoudig bepaald worden en verschilt sterk van locatie tot locatie.

KNMI-klimaatbericht door Karin van der Wiel