Het probleem: klimaatverandering

De aarde heeft altijd warmere en koudere periodes gekend. De situatie waarin we nu leven is echter anders:
Wij mensen blijken in staat om klimaatverandering flink te beïnvloeden door op grote schaal fossiele brandstoffen te verbranden.

Koolstofdioxide, ook kooldioxide of koolzuurgas genoemd, is een anorganische verbinding van koolstof en zuurstof, met als brutoformule CO2. In zuivere toestand is het een kleurloos en reukloos gas dat van nature in de aardatmosfeer voorkomt. De atmosfeer van de Aarde bevat tegenwoordig ongeveer 404 ppm koolstofdioxide. Deze concentratie neemt jaarlijks toe. Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) houdt zich intensief bezig met de mogelijke oorzaken en gevolgen daarvan voor de opwarming van de aarde.

We moeten nu onze wereldwijde CO2-uitstoot terugdringen.
Alleen dan kunnen we de temperatuurstijging nog beperken tot 2 graden Celsius.
Volgens het Internationaal Energie Agentschap is dat de maximale grens is om catastrofale klimaatverandering te voorkomen.

Elk jaar stijgt het CO2-gehalte in de buitenlucht.
In 1959 was de had de buitenlucht nog 318 ppm (Parts per million) aan CO2,
en nu in 2016 is dat opgelopen tot 404 ppm. (Zie de stijgende lijn in de Grafiek)

Grote gevolgen, nu en later

Klimaatverandering is geen probleem van de toekomst.
Nu al veroorzaakt de opwarming van de aarde schade aan ecosystemen en vallen er slachtoffers.
Gletsjers smelten, poolijs verdwijnt, de zeespiegel stijgt, koraalriffen verbleken en hevige droogten veroorzaken honger en oorlog.

Het ijs op de Noordpool smelt al jaren af

Het is zeer waarschijnlijk dat de opwarming vooral het gevolg is van een versterkt broeikaseffect veroorzaakt door broeikasgassen, waarvan de uitstoot sinds de industriële revolutie sterk is toegenomen.
Voorbeelden van broeikasgassen zijn waterdamp, kooldioxide (CO2), methaan (CH4), lachgas (N2O) en CFK's.

Deze broeikasgassen absorberen de warmtestraling van de Aarde en zenden die deels weer terug naar het aardoppervlak in plaats van deze door te laten richting de stratosfeer waardoor de Aarde meer energie vasthoudt. Dit komt overeen met metingen dat er meer energie de Aarde bereikt dan ze verlaat. Deze onbalans wordt ook wel een positieve stralingsforcering genoemd en draagt bij aan de opwarming van de Aarde. Als gevolg van dit versterkte broeikaseffect worden de lagere atmosfeer en het aardoppervlak warmer en de hogere atmosfeer, de stratosfeer, kouder.

De concentraties broeikasgassen in de atmosfeer zijn de hoogste in minstens 800.000 jaar.

De toename van broeikasgassen is grotendeels het gevolg van menselijk handelen: verbranding van fossiele brandstoffen (inclusief de onbedoelde kolenbranden), productie van cement. Ook landbouw, veeteelt en verandering van landgebruik (voornamelijk ontbossing) dragen bij aan de verhoging van de concentraties broeikasgassen.

Van de belangrijkste door de mens uitgestoten broeikasgassen, blijft CO2 ook op lange termijn de grootste invloed hebben. Het merendeel wordt binnen enkele honderden jaren opgenomen door de oceanen en de biosfeer, echter ruwweg een kwart kan slechts uit de atmosfeer verdwijnen door een aantal geologische processen, zoals verwering van gesteentes op Aarde en het begraven raken van sedimenten. Dit zijn processen die zich voltrekken op een tijdsschaal van tienduizenden jaren.

Het idee van het broeikaseffect werd voor het eerst voorgesteld aan het begin van de 19e eeuw en vijftig jaar later werd het inderdaad ontdekt.
In 1979 kwam men met een schatting over wat er gebeurt met de temperatuur van het Aardoppervlak wanneer de CO2-concentratie zich zou verdubbelen. Men kwam uit op een stijging van 3,0 ± 1,5 °C, wat redelijk goed overeenkomt met huidige schattingen. Dit getal wordt de klimaatgevoeligheid genoemd.

.

Toekomstige senario's

De RCP scenario's (voor Representative Concentration Pathways) of RCP's zijn enkele scenario's die de ontwikkeling van broeikasgassen beschrijven, die gebruikt worden in het vijfde IPCC-rapport. In tegenstelling tot eerdere scenario's die gebruikt werden in eerdere rapporten van het IPCC waarin geen klimaatbeleid werd verondersteld, ligt de focus op de effecten van verschillende ambitieniveaus van beleid. Deze ambitieniveaus komen overeen met atmosferische broeikasgasconcentraties van 450, 650, 870 en 1400 ppmv CO2-equivalent.

De namen van de vier verschillende emissie-scenario's duiden op de bijbehorende stralingsforcering in het jaar 2100.
Zo kent het RCP2.6 scenario een stralingsforcering van 2,6 W/m2 in 2100, en het RCP8.5 scenario een stralingsforcering van 8,5 W/m2.

RCP2.6 komt overeen met een zeer ambitieus klimaatbeleid, en ook in RCP4.5 moeten veel maatregelen getroffen worden om dit niveau van broeikasgasconcentraties te bereiken. RCP6.0 en RCP8.5 geven twee mogelijke scenario's aan waar weinig maatregelen worden genomen en weinig technologische doorbraken worden gebruikt.

Het laagste emissiescenario leidt waarschijnlijk tot een temperatuurverandering van minder dan twee graden Celsius ten opzichte van het pre-industriële tijdperk. Er wordt aan gewerkt op de RCP-scenario's verder uit te breiden voor de lange termijn (tot 2300), zodat de gevolgen van langzame processen, zoals het smelten van grote ijsmassa's, in kaart gebracht kunnen worden.