De samenstelling van de atmosfeer is aanmerkelijk veranderd sinds het begin van de industriële revolutie. De atmosferische concentraties van de meeste broeikasgassen hebben in de afgelopen tien jaar de hoogste waarde sinds het begin van de metingen bereikt. Bovendien zijn de aërosolconcentraties in de atmosfeer gestegen.

 

Toename broeikasgassen
Voor de meeste broeikasgassen is er sprake van een steeds sneller verlopende toename sinds het begin van het industriële tijdperk. Zowel de huidige concentraties als de snelheid van toename van de meeste broeikasgassen zijn zeer uitzonderlijk, ook in het geologische perspectief van 420.000 jaar.
De toename van de CO2 concentratie van 280 ppm (delen per miljoen delen lucht) vóór 1800, tot 380 ppm in 2006 wordt vooral veroorzaakt door de verbranding van fossiele brandstoffen. Andere menselijke activiteiten, zoals landbouw, veeteelt en gaswinning dragen bij tot de uitstoot van broeikasgassen zoals methaan (CH4) en lachgas (N2O), en via ingewikkelde chemische reacties tot de vorming van extra ozon (O3) nabij het aardoppervlak. De productie van drijfgassen voor het gebruik in spuitbussen en koelvloeistoffen in koelkasten heeft geleid tot onaanvaardbare concentraties van Chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK’s) in de atmosfeer. Deze gassen, die van nature niet in de atmosfeer voorkomen, tasten bovendien de ozonlaag in de stratosfeer aan. De verstoring van de stralingsbalans, de zogeheten stralingsforcering, door langlevende broeikasgassen, zoals CO2, is met een nauwkeurigheid van 10% bekend.

 

Aërosolen
Menselijke activiteiten verhogen ook de aërosolconcentraties in de atmosfeer. Aërosolen is een verzamelnaam van niet-gasvormige componenten van verschillende grootte en chemische samenstelling. Aërosolen worden direct uitgestoten, zoals roet, of gevormd uit gassen, zoals sulfaataërosolen, die uit zwavelhoudende gassen ontstaan. Aërosolen in de lagere atmosfeer (troposfeer) hebben een betrekkelijk korte verblijftijd en zijn daardoor zeer variabel in ruimte en tijd. Sinds 1996 zijn grote vorderingen gemaakt om stralingsmetingen van satellieten te interpreteren in termen van de hoeveelheden aërosol, waardoor de kennis over aërosolen sterk is toegenomen. Sinds de jaren tachtig neemt wereldgemiddeld gezien de hoeveelheid sulfaataërosol af als gevolg van maatregelen met betrekking tot de zure-regen-problematiek. Veel andere aërosolcomponenten laten stijgende concentraties zien.

 

Invloed aërosolen
De invloed van aërosolen op de stralingsforcering is complex. Er worden twee categorieënaërosolen onderscheiden: ‘witte’ aërosolen, zoals sulfaataërosolen, die het zonlicht verstrooien en zo via reflectie van zonlicht een koelende werking (negatieve stralingsforcering) hebben en ‘zwarte’ aërosolen, zoals roet, die het zonlicht absorberen en daarmee een opwarmende werking hebben. Ze dragen daarmee direct bij aan de stralingsforcering. Daarnaast is het van belang of de aërosolen een wateraantrekkende (hygroscopisch) of juist een waterafstotende werking hebben. Afhankelijk van deze eigenschap kunnen aërosolen invloed hebben op de vorming van wolken en daarmee de stralingsforcering indirect beïnvloeden. Zo veroorzaken meer condensatiekernen in de atmosfeer kleinere wolkendruppeltjes. Het gevolg is dat de wolken witter worden, en omdat het langer duurt voordat de neerslag op gang komt, is de levensduur van de wolken ook langer. Deze effecten koelen het klimaat. Over de sterkte van het netto afkoelende effect van aërosolen bestaat discussie. Er is echter een grote mate van overeenstemming dat aërosolen het versterkte broeikaseffect in de afgelopen vijftig jaar slechts ten dele hebben gecompenseerd.

 

 

figuur: IPCC stralingsforcering

 

 

Meer lezen: