NATUURLEXICON

Broeikaseffect en klimaatverandering

Het broeikaseffect : algemeen

Het broeikaseffect is beknopt uit te leggen als volgt: zonnestralen gaan door de atmosfeer; het aardoppervlak neemt de zonne-energie op maar stuurt ook infraroodstralen terug de atmosfeer in. De zogenaamde broeikasgassen laten een deel van de infraroodstraling door, maar kaatsen ook een deel terug naar de aarde. Hoe meer broeikasgassen er zijn, hoe meer infraroodstraling en dus warmte er naar de aarde wordt teruggekaatst. Daardoor warmt de aarde bijkomend op.

Het grootste deel van deze bijkomende opwarming gedurende de laatste 50 jaar is louter te wijten aan de mens. Het is een bijkomende opwarming omdat er in normale omstandigheden een broeikaseffect moet bestaan, zo niet zou de gemiddelde temperatuur op aarde -18 °C bedragen in plaats van de huidige +15 °C. Deze versterking van het broeikaseffect zorgt voor een globale klimaatverandering. Het is dus een mondiaal probleem.

Deze opwarming wordt deels veroorzaakt door natuurlijke oorzaken, zoals verschuivingen van continenten en zeestromen, inslagen van kometen en meteorieten, vulkanen, variaties in de aardbaan en een veranderende zonne-activiteit.

De laatste eeuwen evenwel oefenen menselijke activiteiten een zeer duidelijke invloed uit op het klimaat. Bossen werden gekapt, olie en gassen verbrand en daarmee koolstofdioxide en andere broeikasgassen uitgestort in de atmosfeer en dit in een hoger tempo dan planten en zeeën ze kunnen opnemen.  De concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer ligt vandaag 61 % hoger dan bij het begin van de industriële revolutie (1750), en de uitstoot neemt nog altijd toe.

Het staat vast dat de toegenomen industrie, de ontbossing, het verkeer, het energiegebruik, de landbouw en de veeteelt sterk bijdragen aan het aantal broeikasgassen, voornamelijk koolstofdioxide, methaan, distikstofoxide (lachgas), chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK’s), zwavelhexafluoride en troposferische ozon.

Lachgas (N2O) vindt toepassingen in de kunstmeststoffenindustrie, het komt soms voor in spuitbussen en wordt als narcosegas aangewend in  ziekenhuizen. Door verbrandingsprocessen en biochemische reacties op gecultiveerde bodems komt het lachgas in de omgevingslucht terecht.  

Methaan is een belangrijk bestanddeel van moerasgas, mijngas en aardgas. De belangrijkste methaanproductie is te wijten aan een bacterieel proces, methanogenese genoemd, dat optreedt in afwezigheid van zuurstof. Zulke omstandigheden treden onder meer op in moerasgebieden, rijstvelden, op stortplaatsen, in dierlijk afval en in het spijsverteringsstelsel van herkauwers. Methaan kan ontstaan door onvolledige verbranding van fossiele brandstoffen of door lekverliezen bij de ontginning, het transport en de distributie van aardgas. In kolenmijnen is het een uiterst gevaarlijk gas, dat vooral vroeger heel wat slachtoffers heeft gemaakt. Methaan is samen met koolstofdioxide en stikstofoxiden de belangrijkste veroorzaker van het broeikaseffect. De methaanproductie in de veeteelt kan beteugeld worden door het aantal dieren te beperken of door hen een aangepast veevoeder te geven.

Alle koeien in de wereld en ander vee produceren meer broeikasgassen dan het autoverkeer.

Methaan afkomstig uit afval kan opgevangen worden op stortplaatsen voor verbranding en zo een hoeveelheid fossiele brandstof vervangen. De emissies van methaan door lekken in, en onderhoud van het aardgasnet, kunnen gereduceerd worden met aangepaste technieken.

Alle moerasgebieden wereldwijd dragen voor ongeveer 40 procent bij tot de jaarlijkse methaanuitstoot. Dit komt doordat planten in moerasgebieden (Lisdodde, Riet) aangepast zijn aan een zuurstofloze bodem. In hun stengels en wortels hebben ze luchtholtes waarmee ze lucht via de bladeren en stengels naar de wortels kunnen brengen. Het gas uit de bodem kan echter ook de omgekeerde weg volgen en via de wortels en de stengels in de lucht terechtkomen. Het wegvreten van de stengels van deze waterplanten door bijvoorbeeld watervogels draagt dus ook bij tot een versnelde methaanuitstoot.  

Methaan is in kleinere hoeveelheden dan koolstofdioxide in onze atmosfeer aanwezig, maar het warmtevasthoudende vermogen van methaan is veel hoger. Methaan draagt voor ongeveer 17 procent bij tot de klimaatverandering.

Chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK’s) zijn door hun aantastende werking op de ozonlaag vervangen door zachte chloorfluorkoolwaterstoffen (HCFK’s) en fluorkoolwaterstoffen (HFK’s en PFK’s), maar deze versterken dan wel weer het broeikaseffect.

Ozon is een belangrijk broeikasgas met snel stijgende achtergrondconcentraties. Landbemesting, verteringsprocessen bij herkauwers en mestverwerking zijn belangrijke bronnen van de broeikasgassen methaan en lachgas. Afvalverwerking leidt tot grote emissies van koolstofdioxide en methaan. Het aandeel van de luchtvaart in de uitstoot van broeikasgassen steeg tussen 1993 en 2003 met maar liefst 73 % in Europa. Door nieuwe technologieën kan de uitstoot per vliegtuig wel dalen, maar als het vluchten blijft stijgen is dat voor het milieu een maat voor niks.   

De concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer wordt niet alleen bepaald door de emissies maar ook door de hoeveelheid koolstof die vanuit de atmosfeer wordt opgenomen in ecosystemen en biomassa (oceanen, bossen, hout,…).  

Als de oceanen opwarmen, daalt de oplosbaarheid van koolstofdioxide en blijft er dus meer koolstofdioxide in de atmosfeer hangen.

Maatregelen om de uitstoot van koolstofdioxide te verminderen zorgen eveneens voor een daling van de emissie van bijvoorbeeld verzurende stoffen, fijn stof en dioxines op lokaal niveau.

Het land- en luchttransport is in Europa verantwoordelijk (anno 2007) voor de uitstoot van maar liefst 800 miljoen ton CO² per jaar.

De schepen op de Europese zeeën dragen voor 200 miljoen ton CO² per jaar bij.

Daarom zal het noodzakelijk zijn om de transportkosten drastisch te verhogen, ofwel het transport drastisch te verminderen. Nu is het nog te interessant om producten van “goedkope” landen naar hier te brengen. Engeland voerde in 1997 nog 126 miljoen liter melk in en 270 miljoen liter melk uit.  

Klimaatverandering als gevolg van het broeikaseffect

Een belangrijk gevolg van het broeikaseffect is de klimaatverandering.

De opwarming van de troposfeer (broeikaseffect) gaat gepaard met een afkoeling van de stratosfeer. Het noodzakelijke ozon in de stratosfeer breekt bij koude temperaturen sneller af, zodat het ene probleem het andere versterkt. Anderzijds beïnvloeden aërosolen afkomstig van industriële zwaveloxide-emissies de reflectie-eigenschappen van wolken en hebben deze meestal een afkoelend in plaats van opwarmend effect op het klimaat.

Het feit dat klimaatverandering plaatsvindt, wordt algemeen geaccepteerd. Deze klimaatverandering heeft een impact op flora, fauna en ecosystemen. De waargenomen noordwaartse verschuivingen van arealen zijn significant. Deze verschuiving treedt op doordat populaties in het zuiden van het areaal verdwijnen en zich nieuwe populaties aan de noordzijde vestigen. Deze verschuiving gebeurt momenteel tegen een snelheid van 11 m per dag. Lokale populaties fluctueren ook sterker in omvang doordat het vaker voorkomen van extreme weersomstandigheden, waardoor het risico op lokaal uitsterven (verdwijnen) toeneemt.

Zie ook ons dossier: Klimaatverandering en natuur