äctiecode label

Klimaat beschouwingen, inleiding.

Overgenomen, met toestemming, uit
"VOEKSNIEUWS",
het magazine voor gepensioneerden van SHELL.

ANTON BARENDREGT, energietransitie.nl

Er is heel wat te doen over ons klimaat en de daarmee samenhangende energietransitie. Ook ons blad draagt daaraan bij. Schrijvers met diverse relevante standpunten en voornemens worden aan het woord gelaten, zoals het een beschaafd medium betaamt. Want de discussie in onze maatschappij kan behoorlijk verhit zijn. Enerzijds zijn er de ‘ware gelovigen’, die fossiele brandstoffen als de bron van alle kwaad zien en ons zo snel mogelijk aan de zonnepanelen, windmolens en warmtepompen willen hebben. Anderzijds is er een veel kleinere groep van wetenschappelijk georiënteerde, die zich niet aangesproken voelen door de vaak emotionele argumentatie van die zeloten en een meer koele observatie van de feiten voorstaan. Want wat zijn die feiten? De aarde warmt op en de gletsjers en ijskappen smelten, zonder twijfel. Dat werd al sinds de 19e eeuw onderkend; in mijn aardrijkskundeboek stonden al plaatjes van de Rhônegletsjer, rond 1900 en 1950. En het kooldioxide-percentage

gletsjers

in de lucht (CO2) is aan het stijgen, van ca. 280 ppm (, dus 0,028%) in de 19e eeuw tot boven 400 ppm nu. Toen beide trends in de tweede helft van de vorige eeuw leken te versnellen werd door velen een verband gelegd: die CO2-toename kwam door gebruik van fossiele brandstoffen en omdat dat gas warmte-absorberende eigenschappen had (een ‘broeikasgas’) moest dat de oorzaak zijn van de opwarming van de aarde. Verder bewijs niet nodig. De oliemaatschappijen kregen mede de schuld, want als die er niet waren geweest was dit alles niet gebeurd.

Een van de drijvende krachten van deze gedachtegang werd het ‘Intergovernmental Panel on Climate Change’ (IPCC), onder auspiciën van de Verenigde Naties. In 1990 verscheen hun eerste van een serie meerjaarlijkse rapporten. Die rapporten zijn niet om door te komen, ook niet voor wetenschappelijk geïnteresseerden. Een deelrapport van de laatste uitgave (2013), met de beschrijving van de ‘Physical Science Basis’, beslaat alleen al zonnestraling 1600 pagina’s. Het bevat veel samenvattingen (voor ‘beleidsmakers’), die vooral boze toekomstscenario’s schetsen, waar we met z’n allen op af zouden stevenen. Die scenario's zijn het resultaat van een reeks van klimaatmodellen van ca. veertig universiteiten en researchinstituten, maar de details daarvan zal men in die rapporten niet vinden.

Die klimaatmodellen doen mij denken aan de reservoirsimulatormodellen waarmee we in onze tijd voor de oliereus werkten. Met die modellen moest je voorzichtig zijn. De bedoeling

stralingwas dat je de productiehistorie van het veld (olie-, water- en gasstromen) ermee kon reconstrueren (‘’) en daaruit de toekomst kon voorspellen. Maar als er nog weinig of geen productie was, kon het veel verschillende kanten opgaan, je had veel ‘knoppen’ om aan te draaien. Met de klimaatmodellen is het wellicht nog erger. Vele ervan lijken wereldomvattende, en uit hun krachten gegroeide weervoorspellers te zijn, waarmee bv. El Niño gesimuleerd kan worden of zelfs de wervelingen in de Golfstroom. Veel auteurs hebben naar het schijnt een meteorologische of zelfs een biologische achtergrond. Maar over de precieze natuurkundige werking van het broeikasgas wordt met geen woord gerept. Gelukkig kenden we in de olie-industrie ook eenvoudiger modellen, zoals de ‘materiaalbalans’ modellen, waarmee je inzicht kon opbouwen, vóór je de grote simulator erop losliet. Zo’n eenvoudig model is ook te bedenken voor het klimaatvraagstuk. Laten we het een energiebalansmodel noemen en het eens nader bekijken. We beginnen met de zon, onze primaire bron van energie. Die zon bestaat uit een enorme bal waterstofgas dat door zijn eigen gewicht zodanig wordt samengeperst dat binnenin kernfusie plaatsvindt. Waterstof wordt omgezet in helium, met als bijproduct energie, in de vorm van licht- en warmtestraling. De uitgezonden hoeveelheid energie is enorm, in Watts uitgedrukt een 4 met 26 nullen! Ter vergelijking: de gloeilampen van vroeger waren ongeveer 60 Watt. De oppervlaktetemperatuur van de zon is ook niet mis, ca. 5500 °C. Gerekend vanaf het absolute nulpunt (–273 °C), zoals natuurkundigen graag doen, is dat 5776 Kelvin (of simpelweg K). De aarde staat op 150 miljoen km afstand van de zon. Van die 4-met-26-nullen uitgezonden straling bereikt gelukkig maar een fractie onze aarde, maar nog altijd ongeveer 17-met-16-nullen Watt. Omdat de aardbol draait wordt die warmtestroom verspreid over haar oppervlakte, met als resultaat een gemiddelde instraling van 341 Watt per m2. Aan de evenaar is dat natuurlijk veel hoger en aan de polen bijna nul. Maar niet al die energie bereikt het oppervlak. Ongeveer 30% wordt teruggekaatst, de ruimte in, door wolken en zeespiegel. Dus een gemiddelde van 238 W/m2 resteert om de aarde op te warmen. stralingswet De opwarmende aarde in dat koude heelal zal zelf weer warmte uit gaan stralen, in langgolvig infrarood. We stellen ons even voor dat de aanwezige dampkring die uitgaande straling niet zal verstoren. De opwarming van de aarde gaat dan door totdat een evenwicht wordt bereikt, waarin de aarde zelf ook 238 W/m2 uitstraalt. De stralingswet van Stefan-Boltzmann (zie kadertje) zegt dat de hoeveelheid uitgezonden straling van een warme bol evenredig is met de vierde macht van de absolute temperatuur. Uitgaande van die uitgezonden 238 W/m2 betekent dat dat de aardtemperatuur zich zal stabiliseren op 255 K, ofwel een gemiddelde temperatuur van min 18°C. ! Gelukkig bestaat er in werkelijkheid een dampkring die de aarde als een isolerende deken een beetje warm houdt. In de volgende aflevering wil ik daar graag met u verder op ingaan. Dan zal blijken of die aannames van IPCC werkelijk hout snijden

VOEKSNIEUWS NR 06, JUNI 2019