Klimaatverandering (7): Water is een broeikasgas; hoe kunnen we dat gebruiken als klimaatoplossing?

In de discussies over broeikasgassen is lang niet altijd helder wat de rol van water nu precies is. Dit is een broeikasgas, maar wordt niet meegenomen in de berekeningen bij het aardopwarmingsvermogen. Daarom een nieuwe duik in de broeikasgassen. Welke broeikasgassen zijn er? En wanneer is een gas een broeikasgas? En wat is de rol van water hierbij?

Welke gassen zijn broeikasgassen?

Broeikasgassen zijn die gassen die aan 2 voorwaarden voldoen. Deze studie zegt er het volgende over (vertaling Google Translate):
"In het InfraRood-gebied heeft straling voldoende energie om moleculen te laten roteren of trillen of beide, afhankelijk van bepaalde selectieregels.
Om rotatie-energie direct te verkrijgen, moet een molecuul een permanent dipoolmoment hebben, d.w.z. er moet een permanente ladingsscheiding in het molecuul zijn.
De regel voor het verkrijgen van trillingsenergie is iets anders; de specifieke trilling moet worden geassocieerd met een verandering in het dipoolmoment om IR-actief te zijn. Als een molecuul vibrerend actief is, kan het ook rotatie-energie verkrijgen en afstaan."

Verbeterde voedselproductie (19): Isopreen: produceert de natuur een goede of een slechte stof?

Isopreen is een stof die door veel bomen en struiken in de tropen en in mindere mate door bomen en struiken in de gematigde zones wordt gemaakt. Deze stof is gedurende een lange tijd vooral als slecht gezien. Het laatste decennium zijn er nieuwe onderzoeksresultaten verschenen die interessante positieve(re) aspecten van isopreen belichten. Daarom hier een overzicht om een beeld te geven of het nu een goed of een slecht goedje is.

De chemische eigenschappen

Chemisch gezien is isopreen (C5H8, oftewel 2-methylbuta-1,3-dieen) een stof die bereid kan worden bij thermisch kraken van nafta of aardolie. Het is een grondstof voor allerlei polymeren. Het is een vluchtige, zeer licht ontvlambare kleurloze vloeistof, en kan (doordat deze zwaarder is dan lucht) explosieve mengsels vormen. Het smeltpunt licht bij -146 graden, en het kookpunt licht bij 34 graden. Het wordt beschouwd als een mogelijk kankerverwekkende stof. Bij contact op de huid kan er roodheid en jeuk optreden. Kortom, chemisch gezien lijkt het een niet al te leuk goedje.

Klimaatverandering (5b): Wat veroorzaakt de verandering van de methaan concentratie

Ons klimaat verandert, mede door de toename van broeikasgassen in de atmosfeer. De focus ligt hierbij naast CO₂ op CH₄/methaan en H₂S/waterstofsulfide. De concentraties van deze broeikasgassen stijgen.

In blog 5a is gekeken naar de stijging van de methaanconcentratie in de afgelopen ca 100 jaar. Methaan komt echter ergens vandaan en wordt ook afgebroken. Daarom wordt in deze blog gekeken naar de bronnen van methaan en naar de afbraak van methaan.

 

Klimaatverandering (5a): De verandering van de methaan concentratie

Ons klimaat verandert, mede door de toename van broeikasgassen in de atmosfeer. De focus ligt hierbij naast CO₂ op CH₄/methaan en H₂S/waterstofsulfide. De concentraties van deze broeikasgassen stijgen. In een eerdere blog is gekeken naar de stijging van de CO₂ concentraties. In deze blog wordt gekeken naar methaan, hoe de stijging van de methaan heeft plaatsgevonden.

Klimaatverandering (1): Waarom het echt urgent wordt

Zoals ik in een eerdere blog heb aangegeven is de concentratie CO2 en andere broeikasgassen ongekend hard gestegen in de afgelopen 200 jaar. Waar de CO2 concentratie in de afgelopen miljoen jaar schommelde tussen 200 en 300 ppm, is deze in de afgelopen 200 jaar gestegen tot 400 ppm. De vraag is, moeten we echt stoppen met de C02 uitstoot? En wat zijn de gevolgen zoal van de huidige concentratie en van verdere stijging van de concentratie broeikasgassen?

Bron: https://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/tssts-2-1-1.html

Context van 400 ppm CO2

Zoals de bovenstaande grafiek laat zien, is een CO2-concentratie van 400 ppm geen concentratie die wij als mensheid eerder hebben meegemaakt, ervan uitgaande dat de homo sapiens ongeveer 200.000 tot 300.000 jaar oud is.

Waar komen de broekasgassen vandaan? En waar komt CO2 vooral vandaan?

Ons klimaat veranderd, vooral door het broeikaseffect: de toename van CO2, N2O (298 keer zo sterk als CO2) en CH4 (25 keer zo sterk als CO2) in de atmosfeer leidt tot een verhoging van de temperatuur. CO2 krijgt hierbij de meeste aandacht, mede omdat dit een gas is wat ontstaat bij verbranding van brandstoffen, die we allemaal gebruiken. Hoe is het historische verloop van de broeikasgassen? En als we specifiek kijken naar CO2 waar is dit aan te wijten en hoe ver kan dit stijgen?

Verloop van de broeikasgas concentratie

Op basis van ijskernonderzoeken is inzicht verkregen over het verloop van de CO2, N2O en CH4 concentratie in de laatste 800.000 jaar. Dit dekt de periode waarin de neanderthalers en de mens op aarde woonden/wonen. Uit deze ijskernonderzoeken blijkt dat alle 3 de gassen fluctueerden binnen een bepaalde bandbreedte en een vergelijkbare trend volgen.

De CO2 concentratie fluctueerde tussen de 200 en 300 ppmv. Sinds de industriele revolutie is deze trend doorbroken: de CO2 concentratie is in 200 jaar (een geologisch zeer korte tijsperiode) sterk gestegen tot rond de 400 ppmv.

De CH4 concentratie schommelde over de laatste 800.000 jaar tussen de 400 een de 800 ppmv. Sinds de laatste 200 jaar is deze echter nog sterker toegenomen dan de CO2 concentratie: deze is gestegen van 800 naar 1800 a 1900 ppmv.

De N2O concentratie tenslotte schommelde tussen de 200 en 300 ppmv en is in de laatste 200 jaar gestegen naar ongeveer 330 ppmv.

Kortom, de concentratie van alle 3 de broeikasgassen zijn op dit moment hoger dan de afgelopen 800.000 jaar.