We hebben deze zomer in Nederland weer te maken gehad met lage rivierafvoeren en heel weinig neerslag. In gesprekken hierover merk ik dat er veel te vertellen is over water, omdat het watermolecuul hierbij vaak een onbekende dan wel onverwachte invloed heeft. Want water is een prachtig, maar ook heel raar molecuul. In een reeks posts wil ik daar wat meer over vertellen.
In deze post kijk ik naar water en hoe de fasen veranderingen van water van groot belang zijn bij de energiehuishouding van onze planeet. Ik wil hierbij vooraf aangegeven: dit is een complex verhaal, waar meer factoren een rol spelen. Voor deze post focus ik alleen op de invloed van de faseveranderingen.
๐ง️ Water verblijft slechts 8 tot 10 dagen in de atmosfeer. Het verandert dus voortdurend van fase: het verdampt uit zeeรซn, land en rivieren, stijgt op, condenseert tot wolken (soms bevriest het zelfs) en valt als regen terug. Daarna begint de cyclus opnieuw. Deze faseveranderingen zijn cruciaal voor de energiehuishouding van onze planeet.
Zonnewarmte aan het aardoppervlak verdwijnt via vier routes: weerkaatsing, uitstraling, voelbare warmte en latente warmte. Latente warmte is de energie die water opneemt bij verdamping en weer afgeeft bij condensatie of bevriezing. Zo wordt energie van het oppervlak naar de wolkenlaag getransporteerd, zonder dat de lucht ertussen opwarmt. Van de 161 W/m² die het oppervlak bereikt, gaat ongeveer 80 W/m² (de helft) als latente warmte weg. Meer verdamping betekent dus een koelere lager atmosfeer, meer voelbare warmte een warmere lager atmosfeer.
In de afgelopen 10.000 jaar is een derde van de oerbossen gekapt, waarvan de helft na 1900. Kaal land weerkaatst meer zonlicht (afkoelend), maar vormt ook minder wolken, waardoor de weerkaatsing door wolken afneemt (opwarmend). Recent onderzoek laat zien dat de wolkenafname het albedo-effect ruwweg halveert. Omdat klimaatmodellen wolkenvorming nog maar matig simuleren, vermoed ik dat de rol van wolken in werkelijkheid veel groter is. Wat daarnaast overblijft is de verschuiving van latente naar voelbare warmte: er verdampt minder water, dus er wordt minder warmte via verdamping afgevoerd en de onderste atmosfeer warmt op.
Warmere lucht kan meer waterdamp bevatten: volgens Clausius-Clapeyron ongeveer 7% per graad. Omdat waterdamp zelf een broeikasgas is, ontstaat een zelfversterkend effect. Tegelijk moet warmere lucht verder afkoelen voordat condensatie optreedt, waardoor wolkenvorming moeilijker wordt. Het gevolg is lucht die steeds meer water vasthoudt, precies wat de metingen laten zien.
Om dit effect te verminderen kan water uit de lucht geoogst worden. Laat dat nu net datgene zijn waar bossen ontzettend goed in zijn. Maar dat is voer voor een ander waterweetje.
๐๐ฟ๐ผ๐ป๐ป๐ฒ๐ป [๐ญ/๐ฎ]:
๐๐ข๐ต๐ฆ๐ณ ๐ฆ๐ฏ ๐ฆ๐ฏ๐ฆ๐ณ๐จ๐ช๐ฆ:
– waterdamp in de atmosfeer stijgt: https://www.theguardian.com/environment/2026/sep/18/planets-atmosphere-breaks-record-for-water-vapour-levels-increasing-risk-of-extreme-heat-and-rainfall
– Energiebalans van de planeet: https://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/achtergrond/energiebalans-van-de-aarde
– Watertemperatuur versus hitte toegevoegd: https://en.wikipedia.org/wiki/Template:Water_temperature_vs_heat_added.svg
- Clausius-Clapeyron vergelijking, https://nl.wikipedia.org/wiki/Clausius-clapeyronvergelijking
๐๐ฏ๐ต๐ฃ๐ฐ๐ด๐ด๐ช๐ฏ๐จ ๐ช๐ฏ ๐ฅ๐ฆ ๐ข๐ง๐จ๐ฆ๐ญ๐ฐ๐ฑ๐ฆ๐ฏ 10000 ๐ซ๐ข๐ข๐ณ:
– Ritchie, Hannah, en Max Roser. “Forests and Deforestation”. Our World in Data, 9 februari 2021. https://ourworldindata.org/deforestation.
– UN DESA. “Safeguarding the world’s forests – our best bet for sustainable societies”. maart 2018. https://www.un.org/development/desa/en/news/forest/international-day-forests-2018.html.
– Williams, Michael. Deforesting the earth: from prehistory to global crisis. University of Chicago Press, 2003.
๐๐ญ๐ช๐ฎ๐ข๐ข๐ต, ๐ธ๐ข๐ต๐ฆ๐ณ ๐ฆ๐ฏ ๐ธ๐ฐ๐ญ๐ฌ๐ฆ๐ฏ๐ท๐ฐ๐ณ๐ฎ๐ช๐ฏ๐จ:
– Luo, Hao et al. Decreased cloud cover partially offsets the cooling effects of surface albedo change due to deforestation. Nature Communications, 2024
– Duveiller, Gregory et al. Revealing the widespread potential of forests to increase low level cloud cover. Nature Communications, 2021
– Teulings, Adriaan J. et al. Observational evidence for cloud cover enhancement over western European forests. Nature Communications, 2017
– Schull, Jon, Jan Pokorny, Anastassia Makarieva, en Andrei Nefiodov, reg. No Trees, No Rain. 2022. https://www.youtube.com/watch?v=uxEwJYNb_zA
– Anastassia Makarieva, Basic science to clarify the climate-regulating function of pristine forests: Water is the key.2022. https://www.youtube.com/watch?v=5Yr5bm4bw-0
– Zelinka, Mark D. et al. Causes of Higher Climate Sensitivity in CMIP6 Models. Geophysical Research Letters, 2020