home  > co2  > broeikastheorie  > kritiek-op-broeikastheorie

Kritiek op de broeikastheorie

De kritiek op de broeikastheorie spitst zich vooral toe op het effect van de stijgende CO₂-concentratie op de gemiddelde temperatuur. Het IPCC gaat uit van grote terugkoppeleffecten, waarmee een verdubbeling van de concentratie leidt tot een stijging van 1,5 tot 4,5 °C. Veel onderzoekers gaan uit van een veel kleiner effect (in de orde van 0,5 °C), enkele ontkennen het zelfs volledig.

De zorgen die er zijn over de opwarming van de aarde zijn volledig gebaseerd op de broeikastheorie. De klimaatmodellen die het IPCC gebruikt om hiervoor te waarschuwen, zijn helemaal gebaseerd op de veronderstelling dat een toename van de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer een opwarmend effect heeft. In het artikel Wat is de samenhang tussen CO₂ en temperatuur? is al aangetoond dat hiervoor geen empirisch (op waarnemingen gebaseerd) bewijs bestaat. Ook over de omvang van het broeikaseffect is in de wetenschap echter allerminst overeenstemming. Hieronder zijn de belangrijkste kritiekpunten samengevat.

Omvang van het CO₂-effect (klimaatgevoeligheid)

De invloed van CO₂-concentratie op het temperatuur noemt men de klimaatgevoeligheid. Deze wordt uitgedrukt in de temperatuurstijging bij een verdubbeling van de CO₂-concentratie. Nederlands Het gaat hierbij om de zogenaamde evenwichtsklimaatgevoeligheid (Equilibrium Climate Sensitivity, ECS), dat wil zeggen de klimaatgevoeligheid nadat de diepe oceanen in evenwicht zijn gekomen met de atmosfeer. In de beschrijving van het broeikaseffect is aangegeven dat volgens deze theorie een verdubbeling van de CO₂-concentratie ruim 1°C temperatuurstijging tot gevolg heeft. Dit is het directe effect van CO₂. Het IPCC veronderstelt dat het totale effect groter is doordat er verschillende positieve terugkoppelingen zijn. Het IPCC schat dat de klimaatgevoeligheid 3,4 °C is, met een ondergrens van 1,5°C en een bovengrens van 4,5°C. De klimaatmodellen zijn ingesteld (geparametriseerd) met deze relatief hoge klimaatgevoeligheid.

De meeste wetenschappers ontkennen niet dat de CO₂-concentratie enige invloed heeft op de gemiddelde temperatuur, maar veel van hen schatten in dat de klimaatgevoeligheid veel lager moet zijn dan wat het IPCC aangeeft. De discussie gaat daarbij zowel over het directe effect van CO₂, als over de terugkoppeleffecten.

CO₂ absorbeert warmtestraling in 3 smalle banden
Afbeelding 1: CO₂ absorbeert warmtestraling in 3 smalle banden. Bij een concentratie van 300 ppm absorbeert CO₂ al het overgrote deel van de straling in die banden.

Directe CO₂-effect

In het artikel over het broeikaseffect is aangegeven dat broeikasgassen zoals CO₂ warmtestraling afkomstig van de aarde kunnen absorberen. De mate waarin dat gebeurt, hangt af van de golflengte van de straling. Voor CO₂ gaat het om drie smalle bandjes rond 2,7, 4,3 en 15 μm. Golven met een andere golflengte ondervinden van CO₂ geen hinder.

Sinds de publicatie van Alfred Schack uit 1972 is bekend dat bij een concentratie van 0,03% (300 ppm) vrijwel alle straling al wordt geabsorbeerd in de banden waarin CO₂ invloed heeft. Een verdere verhoging van de concentratie heeft vrijwel geen invloed meer omdat bij 0,03% de werking al bijna 100% is. Het is te vergelijken met gordijnen in een kamer die het daglicht tegenhouden. Door twee gordijnen achter elkaar op te hangen komt er al vrijwel geen licht meer doorheen; nog meer gordijnen heeft een verwaarloosbaar effect.

Sinds 1972 hebben verschillende wetenschappers gedetailleerd onderzoek gedaan naar de klimaatgevoeligheid van CO₂. Meest recent is een onderzoek van prof. Dieter Schildknecht uit 2020 die op basis van een natuurkundige berekening uitkomt op een klimaatgevoeligheid van 0,5°C. Dit betekent dus dat een verdubbeling van de CO₂-concentratie in de atmosfeer een verhoging van de temperatuur op aarde veroorzaakt van 0,5°C. Een vergelijkbaar onderzoek van Prof. Hermann Harde van de Universiteit van Hamburg resulteerde een klimaatgevoeligheid ongeveer 0,7°C. Ook andere onderzoekers komen op soortgelijke waarden uit: o.a. Stallinga et al., 2020, Ollila, 2019, Smirnov, 2017, Smirnov, 2020, Bates, 2016, Kissin, 2015, Abbot and Marohasy, 2017, Gervais, 2016).

De aardtemperatuur bij verschillende concentraties CO₂
Afbeelding 2: De aardtemperatuur (in Kelvin) bij verschillende concentraties CO₂. Bron: Coe et al., 2021
Interessant is ook het onderzoek van David Coe et al. waarin de klimaatgevoeligheid van broeikasgassen is berekend door uit te gaan van de 33 °C hogere temperatuur aan het aardoppervlak als gevolg van het broeikasgaseffect. De auteurs concluderen dat water verantwoordelijk is voor 29,4 °C opwarming, CO₂ voor 3,3 °C en de andere broeikasgassen 0,3 °C. Vervolgens extrapoleren zij dat resultaat om veranderingen in de concentraties te berekenen. De klimaatgevoeligheid voor toekomstige stijgingen van de CO₂-concentratie bedraagt 0,5 °C, inclusief het positieve terugkoppelingseffect van water (zie hieronder). De klimaatgevoeligheden van de overige broeikasgassen zijn verwaarloosbaar.

Terugkoppeleffecten

Als de temperatuur verandert onder invloed van CO₂ kunnen ook andere processen veranderen die het effect versterken (positieve terugkoppeling) of verzwakken (negatieve terugkoppeling). De drie belangrijkste terugkoppelingen zijn waterdamp, albedo (de reflectie van het zonlicht) en wolken.

  • Een warmere atmosfeer kan meer waterdamp bevatten en waterdamp is zelf ook een krachtig broeikasgas. Waterdamp versterkt in principe dus het effect van CO₂ en zorgt daarmee voor een positieve terugkoppeling. Het effect wordt ongeveer even groot ingeschat als dat van CO₂ zelf. Uit een recente studie van Koutsoyiannis blijkt echter dat de luchtvochtigheid in werkelijkheid veel minder sterk stijgt dan tot nu wordt aangenomen. In plaats van een stijging van 6 tot 7% per graad Celcius laten de gegevens van drie verschillende satellietsystemen in de periode 1948 tot 2020 geen stijging of zelfs een daling zien. Het belangrijkste argument van het IPCC voor de hoge klimaatgevoeligheid staat hiermee op losse schroeven.
  • De opwarming onder invloed van CO₂ kan tot gevolg hebben dat de sneeuw- en zeeijsbedekking afneemt. Het algemene idee is dat de aarde hierdoor minder zonlicht reflecteert en daarmee ook voor een postieve feedback zorgt. Ook het IPCC gaat hiervan uit. Peter Stallinga heeft in een onderzoek uit 2017 laten zien dat de reflectie van water afhankelijk is van de hoek waarmee het licht invalt. Als het licht onder een kleine hoek invalt (zoals in de buurt van de polen), dan is de reflectie van water groter dan van ijs. Zie afbeelding 1. Omdat ijs meer in de buurt van polen is dan nabij de evenaar, zorgt het in praktijk dus voor een negatieve terugkoppeling.
  • De meeste onduidelijkheid in de wetenschap is de terugkoppeling als gevolg van wolken. Het blijkt zeer lastig te zijn om wolken te simuleren, laat staan om te voorspellen hoe de wolkenbedekking in de toekomst zal veranderen. In dit en dit artikel is de invloed van bewolking uitgebreider beschreven.

Op hogere breedtegraden heeft zeewater een hogere albedo dan ijs.
Afbeelding 3: Op hogere breedtegraden staat de zon over het algemeen laag en heeft zeewater een hogere albedo dan sneeuw en ijs. Op de foto is goed te zien dat het water lichter 'oogt' dan de sneeuw. In de grafiek is in rood de mate van reflectie van water aangegeven afhankelijk van de breedtegraad.

De processen in het klimaat zijn bijzonder complex, waardoor het moeilijk te voorspellen is wat de gevolgen zijn van een enkele verandering. Door de grote interactie tussen de vele factoren die het klimaat bepalen, treden er vaak onverwachte effecten op. Daar komt bij dat er naast CO₂ andere factoren zijn die mogelijk een veel grotere invloed hebben. Het gaat daarbij met name om de zon en daarmee samenhangend de hoeveelheid bewolking.

Het IPCC baseert zich bij zijn aannames op wetenschappelijk onderzoek. De verschillende onderzoeken over dit onderwerp zijn alleen niet eensluidend. Op de klimaatwebsite NoTricksZone zijn samenvattingen van meer dan 130 wetenschappelijke artikelen te vinden die allemaal uitkomen op een klimaatgevoeligheid die veel lager ligt dan het IPCC veronderstelt, in de meeste gevallen minder dan 1°C. Het illustreert het wetenschappelijk debat dat hierover nog volop gaande is.

Historische gegevens

Klimaatgevoeligheid berekend op basis van historische CO₂- en temperatuurreeksen
Afbeelding 4: Klimaatgevoeligheid berekend op basis van historische CO₂- en temperatuurreeksen. Verticaal is de waarschijnlijkheid aangegeven voor de klimaatgevoeligheid. De piek ligt bij 1,64°C, terwijl het IPCC uitgaat van 3,4°C

Voor een inschatting van de klimaatgevoeligheid is het ook goed om naar de geschiedenis te kijken. De wetenschappers Nic Lewis en Judith Curry hebben in een onderzoek in 2014 de klimaatgevoeligheid op een nauwkeurige manier berekend door historische CO₂- en temperatuurreeksen te onderzoeken. De onderzoekers nemen daarbij aan dat alle opwarming sinds 1850 door broeikasgassen is veroorzaakt; mogelijke andere opwarmende factoren hebben ze buiten beschouwing gelaten.

Lewis en Curry komen uit op een klimaatgevoeligheid van maximaal 1,64°C, dus veel lager dan de 3,4°C van het IPCC. Op basis van deze klimaatgevoeligheid kom je voor het jaar 2100 uit op een verwachte temperatuurstijging ongeveer 0,8°C ten opzichte van nu, dus ruim binnen de doelstellingen van het Klimaatakkoord van Parijs. In 2018 is het onderzoek bevestigd met meer gegevens en analyses.

Het is zeer aannemelijk dat er ook andere factoren hebben bijgedragen aan de opwarming sinds 1850 (zoals de zon). Dat betekent dat de werkelijke klimaatgevoeligheid (veel) lager is dan 1,64°C.

Verklaring zonder het broeikaseffect

In de beschrijving van het broeikaseffect is aangegeven dat het verticale temperatuursverloop in de atmosfeer (de lapse rate) onder invloed van de luchtdruk verantwoordelijk is voor de aangename temperatuur aan het aardoppervlak. De berekende emissietemperatuur van -18°C bevindt zich op 5km hoogte. In dit deel van de verklaring is de samenstelling van de atmosfeer en dus de aan- of afwezigheid van broeikasgassen niet relevant. De broeikastheorie veronderstelt dat broeikasgassen bepalend zijn voor de hoogte in de atmosfeer waar de temperatuur gelijk is aan de emissietemperatuur van -18°C.

Nikolov - de temperatuur van de hemellichamen is alleen afhankelijk van de luchtdruk en de hoeveelheid zonnestraling
Afbeelding 5: Nikolov - de temperatuur van de hemellichamen is alleen afhankelijk van de luchtdruk en de hoeveelheid zonnestraling
Enkele wetenschappers betwijfelen of de aanwezigheid van broeikasgassen daarvoor een noodzakelijke voorwaarde is. Zo hebben de Amerikaanse onderzoekers Nikolov en Zeller in 2017 een onderzoek gepubliceerd waarin zij de temperatuur op aarde verklaren aan de hand van uitsluitend de luchtdruk op aarde en de hoeveelheid zonnestraling. Zij onderbouwen hun hypothese met een onderzoek naar verschillende hemellichamen in ons zonnestelsel. De temperatuur aan het oppervlak blijkt bij al deze hemellichamen alleen afhankelijk te zijn van de hoeveelheid zonnestraling en de luchtdruk. In de grafiek is de relatie aangegeven van het opwarmend effect van de atmosfeer ten opzichte van de luchtdruk. De onderzoekers hebben ook gekeken naar andere factoren zoals bijvoorbeeld de hoeveelheid broeikasgassen. Op die factoren kon geen vergelijkbaar verband worden vastgesteld.


< Vorige Gewijzigd: 31-08-2021 Volgende >