14 juni 2024
De aarde warmt op door de toename van CO2 en andere broeikasgassen in de atmosfeer. Er wordt hard gewerkt aan een systeem om precies te achterhalen waar en hoeveel CO2 wordt uitgestoten, hoe zich dat verspreidt en waar CO2 weer uit de atmosfeer verdwijnt. Met zo'n systeem kun je zien of landen en bedrijven zich houden aan de afspraken om de uitstoot te verminderen.
In- en uitstroom van CO2
Voortdurend stroomt CO2 de atmosfeer in door natuurlijke processen zoals rotting en respiratie (een soort ademhaling)van planten en bomen. Deze CO2 verdwijnt ook weer uit de atmosfeer door fotosynthese in groene planten. Ook lost CO2 op in de oceaan en komt daar weer uit vrij. Normaal gesproken zijn deze stromen van CO2 in en uit de atmosfeermet elkaar in evenwicht. Ten opzichte hiervan is de uitstoot van CO2 door de mens weliswaar klein, maar deze uitstoot verstoort wel de natuurlijke balans van instroom en uitstroom (afbeelding 1). Daardoor neemt de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer toe.
De CO2 badkuip
Je kunt het vergelijken met een badkuip. Als er veel water in stroomt, maar evenveel er ook weer uit stroomt dan verandert de hoeveelheid water in het bad niet (afbeelding 2). Maar als je met een gieter water bijgiet, dan neemt het waterpeil toe. Hoe snel hangt af van hoeveel water uit de gieter komt en hoeveel daarvan wegstroomt. Zo werkt het ook met de hoeveelheid CO2 in de lucht.
Na de laatste ijstijd, zo'n 10.000 jaar geleden, schommelde de hoeveelheid CO2 in de lucht rond de 280 ppm (1 ppm is 1 CO2 molecuul per 1 miljoen luchtmoleculen). Sindsdien stroomde er ongeveer net zoveel CO2 de atmosfeer in als uit, totdat de mens op grote schaal het land ging ontbossen en fossiele brandstoffen ging verbranden. Daardoor komt er meer CO2 de lucht in dan er uit gaat en neemt de concentratie dus toe.Ongeveer de helft van onze CO2-uitstoot wordt weer opgenomen door plantengroei en in de oceaan, de andere helft hoopt zich op in de atmosfeer. De hoeveelheid CO2 is inmiddels gestegen tot 420 ppm, zo'n 50 procent hoger dan voor de industriële revolutie.
De concentratie in de atmosfeer zal blijven toenemen zolang de uitstoot van CO2 groter is dan de opname ervan door vegetatie en oceanen. De CO2-concentratie zal pas mondjesmaat gaan dalen als we geen CO2 meer uitstoten. Tot die tijd zal de aarde verder opwarmen, met alle gevolgen van dien.
CO2 volgen met een weermodel
Er wordt internationaal hard gewerkt aan een systeem waarmee we kunnen zien wie waar hoeveel CO2 uitstoot en waar deze CO2 blijft. Hierbij zullen satellietmetingen van CO2 en andere stoffen gebruikt gaan worden. Alle gegevens zullen worden gecombineerd, waarbij zo goed mogelijk rekening wordt gehouden met de processen die zich afspelen in de atmosfeer.
Een belangrijk onderdeel van dit systeem ishet weermodel van het ECMWF dat we dagelijks gebruiken voor de weersverwachtingen. Het model is hiervoor aangepast zodat het ook berekent hoe boven land en oceaan CO2 de atmosfeer inkomt en uitgaat en hoe de wind de CO2 over de wereld verspreid. Ook rekent het model uit hoeveel CO2 ontstaat uit chemische reacties in de atmosfeer, bijvoorbeeld uit de afbraak van methaan.
In deze animatie zijn de berekeningen van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer voor het jaar 2021 te zien.
Hoe roder, hoe groter de hoeveelheid CO2. In de wintermaanden zie je veel CO2 vrijkomen boven land door rottende bladeren, in de zomerwinden daalt de hoeveelheid CO2 doordat CO2 wordt opgenomen door planten om te groeien. Naast deze natuurlijke uitstoot en opname van CO2, is ook de uitstoot van CO2 door de mens in industriële gebieden te zien.
Zien wie wat waar uitstoot wordt in de nabije toekomst mogelijk
Om dit mogelijk te maken wordt er op dit moment hard gewerkt aan nieuwe satellietinstrumenten, met name CO2M, en later aangevuld met de TANGO-missie. Samen met vernieuwende modelberekeningen maken deze satellietmetingen het mogelijk om de uitstoot en opname van CO2 beter in beeld te krijgen. Ook wordt het netwerk van metingen aan het aardoppervlak uitgebreid, wat als referentie kan dienen om de satellietmetingen mee te vergelijken.Op die manier kunnen we betere schattingen maken van verschillende emissiebronnen. Het goed monitoren van de CO2-uitstoot wordt steeds belangrijker in de internationale klimaatonderhandelingen.
