KAREL KNIP 
Eerder verschenen
columns

DE DRAAD
JL HELDRING
HJA HOFLAND
YOUP VAN 'T HEK
ELSBETH ETTY
ROEL JANSSEN

KAREL KNIP

19 september 1998

Stralingsforcering

HET IS STIL rond het broeikaseffect. Het IPCC zit net halverwege de vorige rapportage, die van eind 1995, en de nieuwe die wel niet voor 2001 gereed zal zijn. Na de ontdekking dat zich in het geologisch verleden regelmatig zeer snelle klimaatveranderingen voordeden en dat het systeem van oceaanstromen veel minder stabiel is dan werd aangenomen is het even rustig aan het klimaatfront. Kalm wordt gewerkt aan de verzwaring van de fundamenten onder de broeikastheorie.

Een goede gelegenheid om eens stil te staan bij een probleem rond brandstofverbranding en aardopwarming waar, voor zover valt na te gaan, andere onderzoekers nooit bij stil stonden. Hoe groot is eigenlijk de kans dat de gemiddelde temperatuur op aarde stijgt doordat er bij het verbranden van kolen, olie en gas warmte vrijkomt, dus dat het gewoon warmer wordt omdat er warmte wordt vrijgemaakt? Die vraag werd schriftelijk aangeleverd door lezer K.K. in A. die bekend maakt zelf op een stedelijk warmte-eiland te wonen en uit dien hoofde een goed gevoel te bezitten voor urbanisatie-effecten. Het zal niet voor 't eerst zijn als het meest voor de hand liggende mechanisme over het hoofd wordt gezien, schrijft hij nog geheel handmatig. 'Vroeger fietste ik wel eens door de mist, maar dat is al jaren niet meer voorgekomen.' Wel, de vraag is niet al te lastig te beantwoorden, vooropgesteld dat er enig inzicht in de broeikaskwestie bestaat. In grote trekken is de gevestigde aanname dat de inzet van kolen, olie en gas het aardoppervlak verwarmt doordat deze de concentratie CO2 in de atmosfeer doet stijgen. CO2 is een niet te ontlopen verbrandinsgproduct van de kolen etc. en het gas heeft de vreemde eigenschap zonnestraling nagenoeg ongehinderd te laten passeren maar een fractie van de 'langgolvige' warmtestraling die de koele aarde zelf uitzendt te absorberen. Een deel van de opgevangen warmte wordt weer teruggestraald naar de aarde. Sinds het eind van de achttiende eeuw is de CO2 -concentratie met zo'n 30 procent gestegen en daardoor is, naar men aanneemt, een extra warmteterugstraling ontstaan overeenkomend met bijna 2 watt per vierkante meter aardoppervlak. In broeikaskringen heet dat een stralingsforcering van 2 W/m . Alleen al tussen 1980 en 1990 was de stralingsforcering door de oplopende CO2-concentratie ongeveer 0,3 W/m .

Hoeveel wordt de aarde warmer doordat bij verbranding van kolenoliegas niet alleen CO2 maar ook hitte vrijkomt? Dat valt af te leiden uit het IPCC-gegeven dat in deze jaren jaarlijks door verbranding van fossiele brandstof ongeveer 5,5 gigaton koolstof als CO2 de lucht in gaat. Gaan we er gemakshalve van uit dat in de brandstoffen de aardolie domineert (aardolie staat qua CO2-vorming tussen steenkool en aardgas) dan mag worden aangenomen dat tegenover elke ton koolstof een hoeveelheid vrijgemaakte hitte staat ter grootte van 51,5 gigajoule. Jaarlijks leveren kolen, olie en gas samen dus zo'n 280 x 10 joules, een getal dat betekenis krijgt zodra men de jaren herleidt tot seconden en de hitteproductie, net als bij de stralingsforcering, relateert aan het aardoppervlak. Dan blijkt dat tegenwoordig gemiddeld per seconde en per vierkante meter 0,02 joule aan fossiele hitte vrijkomt. Ofwel, omdat een joule per seconde hetzelfde is als een watt, 0,02 W/m .

't Is niet veel maar ook niet niks. Te veel, zou je zeggen, om het helemaal te negeren. Per slot wordt ook de rol van lachgas (N O) als 'derde broeikasgas' vaak zwaar aangezet terwijl toch de stralingsforcering die de populaire partydrug over de periode 1765 tot 1990 heeft opgewekt niet boven de 0,10 W/m stijgt. Er komt bij dat de hitte die uit kolenoliegas vrij komt nauwelijks stralingsbronnen oplevert die kortgolvig infrarood uitzenden, het is allemaal warmte van een soort die vreselijk onder de koolzuurdeken blijft hangen. Het wordt tijd dat dat wordt ingezien. Dat is het antwoord aan K. in A.!

Ongeforceerd kan het nu verder naar een ander klimaatprobleem waarvoor lezer Robert C. van W. in Amstelveen al vele jaren en in wisselende toonaard aandacht vraagt: de toenemende hoeveelheid vliegtuigsporen aan de hemel. Van W. ziet in de condensstrepen ('contrails'), die op nare dagen makkelijk uigroeien tot hemelbedekkende sluierbewolking, het bewijs dat het vliegverkeer het klimaat rechtstreeks beïnvloedt. Al een jaar of vijf maakt hij foto-opnamen als het weer heel erg is, en het AW-docucentre bezit inmiddels een fraaie collectie. Sinds Van W. het abonnement op NRC Handelsblad beëindigde is de stroom wat verminderd, maar opdrogen zal hij zeker nooit. En Van W. is niet de enige, ook uit de kop van Overijssel komt regelmatig de vraag: wordt dat broeikasgedoe niet te zeer in theoretische sferen getrokken, we kunnen toch gewoon zien dat er door verbranding van fossielen brandstoffen meer wolken ontstaan, dus dat het klimaat verandert. Meer is toch niet nodig?

Zo is dat. Of beter gezegd: het is eigenlijk nog erger, want op satellietfoto's is vaak ook nog te zien dat schepen wolken doen ontstaan (zie bijvoorbeeld Meteorologica, 1-95). De vraag is: zet de toenemende vliegtuigbewolking ook wereldwijd-gemiddeld zoden aan de dijk en wat voor zoden zijn dat dan? Bellen met het KNMI . Interessant, zegt een woordvoerder die met gezag kan spreken, het IPCC is net met een studie bezig over de invloed van de luchtvaart op het klimaat. Er zijn nog geen definitieve opgaven, maar men gaat er voorlopig van uit dat 'persistent contrails' ongeveer 0,1 procent van het aardoppervlak afschermen. Het brengt een opwarming van om en nabij de 0,02 watt per vierkante meter met zich mee.

Evenveel als hierboven voor de directe opwarming werd berekend! Klopt die beschouwing trouwens? Die klopt, zegt het KNMI , inderdaad circuleert een waarde van 0,02 of 0,03 W/m . Het is net te weinig om het in de modellen op te nemen. Maar de invloed van vliegtuigwolken kan natuurlijk snel gaan toenemen.

Karel Knip