zondag 26 januari 2020

Klimaatverandering - wat is en waardoor wordt het veroorzaakt?

Ik vind het ronduit zorgelijk hoeveel desinformatie momenteel verspreid wordt door klimaatsceptici, die allemaal op onjuiste gronden uitspraken doen over klimaatverandering die niet kloppen. Kijk alleen al naar de website "climategate", waar allemaal zogenaamde experts hun desinformatie verspreiden, zonder dat ook maar een degelijke wetenschappelijke basis aanwezig is in het gros van hun artikelen. Ik voel mij dan ook als docent Natuurkunde genoodzaakt een fysische beschrijving te geven van klimaatverandering.

Wát meten wij zoal? Laten we even kijken welke datasets er zoal zijn:

*Temperatuur
*CO2 niveaus in de atmosfeer
*Niveaus van Antarcticsch ijs
*Niveaus van Antarcticsch zeeijs

Laten we eerst even kijken naar één van de grooste kritiekpunten van klimaatsceptici: modellen.
Wat doen modellen? Zij geven een beschrijving van de werkelijkheid op basis van wiskundige wetmatigheden. Zoals we weten klopt wiskunde dan ook altijd. De fouten die worden gemaakt zijn altijd te wijten aan de mens.
Toegegeven, je kunt een razend interessante discussies voeren over de waarde van waarheidsbevinding middels modellen. Jammer alleen dat de beschreven natuurwetten die volgen uit de modellen altijd kloppen. Om maar iets te noemen: newtoniaanse mechanica klopt gewoon, althans met een beschrijving van de macroscopische wereld.
Gaan we kijken naar de microscopische wereld dan gaan de natuurwetten zich ineens anders gedragen. Gelukkig hadden we aaneensluitend Faraday, Maxwell, Planck en Einstein om een correcte beschrijving te geven van die microscopische wereld. Dat is uiteindelijk de kwantummechanica geworden, wat ook gewoon klopt mede dankzij de correcte toepassingen van wiskundige beschrijvingen van natuurlijke processen.

Ergo: die modellen geven geen exacte beschrijving van de werkelijkheid. Maar dat hoeft ook niet, zolang we maar een zorgvuldige schatting kunnen maken van die werkelijkheid en ondertussen verder kunnen blijven onderzoeken naar de ware aard van materie en een zo volledig mogelijk beeld kunnen vormen van de werkelijkheid.

Terug naar klimaatverandering
De argumenten van vele, zo niet alle klimaatsceptici, zijn gefundeerd op semantische argumenten. Wetenschap gaat uit van de meest simpele verklaring van fenomenen, van waaruit complexere fenomenen kunnen worden beschreven. Klimaatverandering is een wetenschappelijk vastgesteld feit. Niet in de eerste plaats vanwege de rol van de mens hierin, maar vanwege het veranderlijk karakter van de Aarde als systeem.
Goed, de empirische data laten zien dat zowel de CO2 niveaus in de atmosfeer als de gemiddelde temperatuur van de atmosfeer een constante stijging vertoont. Zie hier voor de wetenschappelijke data hierover: stijging van de CO2 niveaus in de atmosfeer stijging van de gemiddelde temperatuur in de atmosfeer Verder leert de natuurkunde/scheikunde ons dat CO2 in het absorptiespectrum een piek vertoond in het infraroodgebied. Voor de wetenschappelijke data hierover, zie hier: Het groene lijntje laat het absorptiespectrum zien van CO2.
Ook leert de warmteleer ons dat er een verband bestaat tussen de temperatuur van een hemellichaam en de golflengte van de uitgestraalde warmte (wet van Stefan-Boltzmann). Hieruit volgt dat de Aarde de meeste warmte uitstraalt in het infrarode gebied. Hey, welke stof kennen wij die warmte uitgestraald in het infrarode gebied goed opneemt? CO2?!

Goh, dus de natuurkunde leert ons dat CO2 veel warmte vasthoudt doordat de Aarde de meeste warmte uitstraalt in het infrarode gebied, wat toevallig hét gebied is waarin CO2 als chemische stof een piek heeft in het absorptiespectrum.
Wat zou er dan gebeuren wanneer er extra CO2 de atmosfeer wordt ingepompt? Dan blijft er meer warmte hangen in de atmosfeer, omdat meer CO2 betekent dat er meer uitgestraald warmte wordt vastgehouden. En dat is allemaal in lijn met de empirische data. Helemaal geen modellen, maar gewoon een fysische beschrijving van de opwarming van de Aarde.

Wát zijn nu de gevolgen?
De gemiddelde temperatuur van de atmosfeer zal geleidelijk aan toenemen en niet geheel toevallig is dat ook zichtbaar in alle empirische data, zonder het woord 'modellen' in de mond te nemen. Nu is uiteindelijk dé grootste vraag: hóe kan het dan dat de CO2 niveaus in de atmosfeer geleidelijk aan toenemen?
Héél simpel: er zijn géén natuurlijke processen gevonden die dermate grote hoeveelheden CO2 uitstoot als de mens. Sommige mensen opperen vulkanen, maar helaas vallen de fluctuaties van de uitstoot van CO2 binnen de gestage toename van CO2 in de atmosfeer.
De énige conclusie die ons rest is de rol van de mens. Doordat de mens op globale schaal CO2 uitstoot, doordat wij verslaafd zijn aan fossiele brandstoffen, die bij verbranding CO2 geeft, zijn wij dé centrale bron van uitstoot van CO2.

Veroorzaakt dit klimaatverandering? Niet direct nee, klimaat is een complex systeem waarbij allemaal actoren een eigen rol speelt. Wat wél een feit is, is dat de Aarde geleidelijk aan opwarmt. En dát is wél een probleem, omdat vele natuurlijke/biologische processen afhankelijk zijn van temperatuur. Veel gedragingen van dieren worden bepaald door de temperatuur van hun omgeving. Een algehele stijging van die temperatuur zal dus leiden tot verstoring van al die processen. En dan praten we wel degelijk over klimaatverandering, omdat de opwarming van de Aarde leidt tot verandering van natuurlijke processen.

Mijn beste lezer, laat het duidelijk zijn: klimaatverandering is op komst!
En nee, wij hoeven niet massaal in paniek te raken en bang zijn voor één of andere apocalypse, dat is ronduit onzin. Maar wij zullen wél moeten beginnen met nakijken over het veranderen van onze leefstijl. De overheid moet nú een klimaatbeleid opstellen en de energietransitie moet van start gaan, willen wij de opwarming van de Aarde enigszins vertragen. Dit zal een lang proces zijn, het is geen kwestie van jaren, maar een kwestie van decennia. Misschien gaan wij het niet eens meemaken, maar onze kinderen gaan het zéker mee maken. En dat zou het belangrijkste moeten zijn: wij hebben de morele plicht om de Aarde door te geven aan onze kinderen, zoals wij haar hebben gekregen van onze ouders. Alle discussies over klimaatverandering gaan vaker over de vraag óf er sprake is van klimaatverandering, terwijl de maatschappelijke discussies moeten gaan over het vraagstuk hoé gaan we de energietransitie bekostigen?
Laat het duidelijk zijn: nú is de tijd van handelen, want de kantelpunten beginnen in zich te komen, waarbij er geen weg meer terug is...dat is geen hysterie, maar louter realisme.