Het broeikaseffect is een effect dat sommige gassen in de atmosfeer hebben, waardoor zij de temperatuur van de aarde hoger maken dan anders het geval zou zijn. Zonder het broeikaseffect zou de temperatuur op aarde nu gemiddeld -18°C zijn, thans is zij 15°C. Momenteel bestaan er zorgen over het feit dat door menselijk ingrijpen meer broeikasgassen in de lucht worden gebracht, en het broeikaseffect dus wordt versterkt, wat kan leiden tot een klimaatverandering.
Uitgezonden en opgenomen straling: NASA |
Werking van het broeikaseffect
Het broeikaseffect wordt veroorzaakt door het feit dat bepaalde gassen zichtbaar licht wèl doorlaten maar een deel van het infrarode spectrum niet.
Een foton uit het zichtbare deel van het spectrum heeft meer energie dan een uit het infrarode deel. Eenmaal op het aardoppervlak aangekomen wordt een zichtbaar foton echter geabsorbeerd en omgezet in warmte. Deze warmte wordt vervolgens weer voor een deel naar het heelal teruggestraald in de vorm van infrarode straling.
Bij aanwezigheid van een broeikasgas zoals CO2 wordt deze uitstraling voor een deel verhinderd en zo wordt de balans tussen door de zon ingestraalde en door de aarde uitgestraalde energie verlegd. Het gevolg is dat de gemiddelde temperatuur van de aarde hoger wordt.
Versterkt broeikaseffect
Door menselijke activiteiten zijn er recentelijk meer broeikasgassen in de atmosfeer gekomen dan voordien. Vooral kooldioxide, ontstaan bij het gebruik van fossiele brandstoffen is hieraan debet, maar ook een aantal andere broeikasstoffen wordt door de mens in de atmosfeer gebracht.
Toename broeikasgassen en hun bijdrage bron: NASA |
Dat er gevolgen zijn en dat er inderdaad door toedoen van de mens een verschuiving bezig is zich te voltrekken, is inmiddels wel duidelijk. Ook het Nederlandse KNMI heeft dat per 1 januari 2003 erkend, ondanks hun terughoudendheid op dit punt. Een verhoging van de gemiddelde temperatuur van de aarde wil niet zeggen dat het overal op aarde evenveel warmer wordt, of zelfs dat het overal warmer wordt. Mogelijk wordt het in sommige gebieden zelfs juist koeler, doordat weersystemen gangbaarder worden die op sommige plaatsen warmer en op (een kleiner aantal) andere plaatsen koeler zijn dan het huidige gemiddelde. Hoe het aardse klimaatsysteem op de verlegging van de energiebalans reageert, is nog steeds (2003) onderwerp van onderzoek. Het klimaatsysteem van de aarde is bijzonder ingewikkeld.
Sommigen vrezen dat door het broeikaseffect het (land)ijs op de polen zal smelten, waardoor het zeeniveau zal stijgen. Het ijs op de polen bevat veel methaan, eveneens een broeikasgas; het smelten van het ijs zou het broeikaseffect dus verder kunnen versterken. Anderen denken dat er door de hogere temperatuur meer verdamping van de zee zal optreden, waardoor het meer gaat regenen, en er op de hooggelegen gebieden zich meer eeuwige sneeuw zal vormen. Daardoor stijgt de zeespiegel minder of zelfs geheel niet.
Tenslotte wordt de energiebalans van de inkomende en uitgaande straling van de aarde in hoge mate bepaald door het gemiddelde percentage van het oppervlak waarboven het bewolkt is. Meer wolken zorgen voor minder ingestraalde warmte, maar ook minder uitgestraalde warmte. Dit effect van de wolken zorgt voor veel onzekerheid in het effect van extra broeikasgassen op de temperatuur - volgens sommige modellen wordt de opwarming door wolken gedempt, volgens andere juist sterk versterkt.
Ontdekking van het broeikaseffect
Het broeikaseffect is in de 19e eeuw door drie wetenschappers ontdekt. In 1827 kwam de Fransman Jean Baptiste Joseph Fournier met het idee dat de temperatuur alleen verklaard kon worden door onzichtbare warmtestraling. De Engelsman John Tyndall maakte in 1861 resultaten bekend van laboratoriummetingen, waaruit bleek dat waterdamp en gassen als kooldioxide warmte opnamen. Hij dacht dat variaties in die gassen klimaatveranderingen konden verklaren.
In 1896 publiceerde de Zweed Svante Arrhenius berekeningen van temperatuurveranderingen op aarde door variaties in de hoeveelheid kooldioxide. Een verdubbeling leidde volgens hem tot een opwarming van 4 tot 6 graden. Dat komt overeen met de berekeningen van ingewikkelde klimaatmodellen die tegenwoordig worden gebruikt. Arrhenius wordt dan ook beschouwd als de ontdekker van het versterkte broeikaseffect.
Het broeikaseffect elders
Een goed voorbeeld van het effect dat het broeikaseffect kan hebben, is de planeet Venus. Omdat Venus dichter bij de zon staat dan de aarde, valt een hogere temperatuur dan op aarde te verwachten. Het verschil is echter veel groter dan op basis van het verschil in afstand verwacht mag worden, en de oppervlaktetemperatuur van Venus (480°C) is hoger dan die van Mercurius, hoewel Mercurius dichter bij de zon staat.
De reden is dat Venus een zeer dichte atmosfeer heeft, die voor het grootste deel uit het broeikasgas kooldioxide bestaat. Het broeikaseffect is op Venus dan ook zeer sterk. Mercurius daarentegen heeft vrijwel geen atmosfeer, en derhalve ook geen broeikaseffect.
Zie ook: klimaatverandering Delen van deze tekst zijn afkomstig van het KNMI
