ESC EOS-51

ENERGIE EN HET BROE~KAS-EFFEKT’t Kan vriezen, ’t kan dooien

P.A. Okken

Maart 1987

-3-

SUMMARY

Ener~y and the ~reenhouse issue.

The last century the amount of carbon dioxide in the atmosphere bas

risen 20%, due to fossil fuel burning and deforesteration. Carbon

dioxide in the atmosphere traps some of the Earth’s infra-red

backradiation and thus raises the global temperature. This is called

the "greenhouse-effect". The magnitude of the resulting global

warming is yet uncertain.

It is not clear how much carbon dioxide remains in the atmosphere.

Carbon dioxide takes part in the global carbon cycle, it is removed

from the atmosphere by absorption in sea-water and photosynthesis in

vezetation.

The future anthropo[enic carbon dioxide release is uncertain. World

development, energy-use, energy sources, carbon dioxide removin~

technolo~ies, land-use-patterns and deforesteration are important

parameters.

The Earth responds to atmospheric warming and risin~ carbon dioxide

levels in different wayso The ~lobal warmin~ might be strengthened.

Snow and ice will melt so that more sun-heat can be absorbed at the

earth’s surface. There will be more water vapour in the atmosphere

which also bas a greenhouse-effect. 0n the other hand cloud cover

mizht grow which bas a coolin[ effect.

Besides carbon dioxide otheì ~ases in the atmosphere also trap

infra-red radiation. Amon[ these other [reenhouse [ases are methane,

nitrous-oxide, chlorofluorocarbons, ozone and aerosols. Due to

anthropo~enic activity the concentrations of these ~ases in the

atmosphere are growing. This leads to further [lobal warmin[. Thedr

joint effect may become of the same order of magnitude as the carbon

dioxide zreenhouse effect.

Global warming from carbon dioxide and other greenhouse gases wil].

have effect on climate and society. Atmospheric and ocean circulation

patterns might ch~~ge. Climate zones will move polewards. Sea levels

will rise due to thermal expansion of sea water and melting of land

ice. Agriculture will chm~ge. Human health and welfare may be

affected.

-4-

This report gives a review of the current state of knowledge on the

greenhouse issue from sn energy research policy point of view.

Because of the wide range of uncertainty fout different greenhouse

scenario’s are made for the next century, reflecting scientific

optimism or pessimism, ~~d stringent conserving policy or unlimited

growth (see table). Global warming, sea level rise m~d agricultural

productivity change are quantified in these scenario’s for the year

2087. Policy may stop an irreversible greenhouse-effect. On the other

hand scientific controverses and international disagreement may

prevent policy. In conclusion a statement is made on the greenhouse

issue in energy policy and energy scenario’s. Also recommendations

for further scientific snd interdisciplinary research are given.

KEYWORDS

CARBON CYCLE

CARBON DIOXIDE

CLIMATES

EARTH ATMOSPHERE

EMISSIONS

ENERGY POLICY

FOSSIL FUELS

FREONS

~REENHOUSE EFFECT

METHANE

NITROUS OXIDE

OZONE

SCENARIO

SEA LEVEL

SURVEY

-5-

FOUR GREENHOUSE SCENARI0’S

Projected global meana) greenhouse-effect in 2087 compared to 1987.

Temperature (°C warming)b)

Sea level (cm rise)

Agriculture (~ productivity increase)

Conservation

and clean air

Environmental and

Eneìgy Policy

Unlimited growth

Scientificc)

0ptimism

O,I°C

1 cm

2~

2,0°C

i0 cm

4o%

Pessimismd)

2,0°C

50 cm

2%

9.5°C

150 cme)

Footnotes

a) In the Netherlands warming and agriculture increase may be above

global mean. Sea level rise will be more severe in the

Netherlands because already half of the country lies behind dikes

below the sea level.b) 50-70% C02, 30-50~ due to other greeruhouse-gases.

c) Most researchers say values of gloòal warming and sea level rise

at the lower (optimistic) side of the range are more realistic

than values at the pessimistic side.d) Effects may be irreversible.

e) 5 meter sea level sires in later centuries due to desintegration

of West-Antarctica ice sheet cannot be excludedo

f) Decrease possible.

-6-

VOORW00RD

Het broeikas-effekt is een mondiaal lange termijn milienprobleem dat

met grote onzekerheden omkleed is. Er zal nog veel onderzoek nodig

zijn om de onzekerheden te verkleinen. Het in dit rapport gegeven

overzicht van de kennis is een momentopname anno 1987.

Voor hun commentaar op de eerste versie v~an het rapport wil ik bedan-

ken H.H. Boswinkel, H.M. ten Brink, K.A. Duijves, T. J~~sen, P. Lako,

R.K.A.M. Mallant, J.A. Over en voor he~ typewerk T. Zomerdijk.

-7-

KNEOUD

blz.

i. INLEIDING

2o C02 en C-kringloop

C02-emissie

C-kringloop

Conclusies

16

~6

OPWARMING ATMOSFEER

C0z-broeikas-effekt

Modelberekeningen broeikas-effekt

Conclusies

ANDERE BROEIKASGASSEN

Algemeen

Ozon

Freon

N20

CH~

Andere sporegassen

Aerosolen

Gezamenlijk effect

Conclusies

49

52

53

56

KLIMAATEFFEKTEN

5.1o Klimaateffekten door opwarmen en meer C0z

Verdeling temperatuurstijging

Veranderingen in circulatiepatronen

Veranderingen in neerslagpatroon

Veranderingen in bioproduktiviteit

Ver~]deringen in zeespiegel/ijsmassa

57

57

5761

62

65

-8-

5.2. Klimaateffekten door andere oorzaken

Verdeling temperatuur

Circulatiepatronen

Neersla~patroon

Bioproduktiviteit

Zeespiegelniveau/ijsbedekkin~

Conclusies

74

7578

798O

89

EFFEKTEN VAN KLIMAATVERANDERINGEN

Algemeen

Land- en bosbouw

Natuurlijke ecosystemen

Welzijn

Energie

Waterwerken/kustgebieden

Andere gevolgen

Conclusies

92

9292

96

99

iii

114

7o BESTRIJDING AAN DE BRON

Inleiding

C02-emissie en ener[iesystemen

C0~-verwijdering

Beperking C02 bij andere activiteiten

Beperkin~ broeikas-effekt door aanpak andere stoffen

Beperking klimaateffekten door menselijk in[rijpen

Conclusies

115

i15

118

122

124

131

131

CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN

Algemeen

Broeikasscenario’s

C02 en E0S

0nderzoekaanbevelingen

133

133

133

REFERENTIES 144

-9-

Tabellen

blz.

i. C02-emissiefactoren voor verschillende brandstoffen 16

2. Mondiale COz-emissie 1950-1985~ fossiele brandstof en

cementbereiding 17

3. Toekomsti~ gehalte C02 en andere broeikasgassen in

atmosfeer 55

4. Zeespie~elrijzing bij temperatuurstij~dn~ 74

5. C~- en C~-planten 9~

6. Verandering COz-emissie uit energie door broekas-eFfekt 106

7. C0~-verwijderingsprocessen voor stortgas 120

8. Voordeel beperking andere broeikasgassen 124

9. Schatting broeikas-effekt periode 1987-2087 136

10. Schatting effekt andere broeikasgassen periode 1987-2087 137ii. Broeikasscenario’s 2087 140

i. 0verzichtsschema Energie en CO~-pïoblematiek

2. Historisch verloop C02-emissie uit energie en biomassa 19

3. Koolstofkrin[loop 21

4. Gebieden in Stille Oceaan waar C02 ontsnapt danwel wordt

opgenomen 22

5. Koolstof in land-biomassa in verschillende klimaatzones,

reservoir en produktiviteit 27

6. Historisch verloop C0~-gehalte van de atmosfeer 30

7. Warmtebalans van de aarde 34

8. Vertikale temperatuurverdeling atmosfeer bij verschillende

C0z-gehaltes. 37

9. Temperatuurstijging bij verdubbeling van het COl-gehalte

v~~ de atmosfeer 41

i0. Spectrum warmtestraling vm~ de aarde 44

- i0 -

blz.

Ii. Historisch verloop methaan-~ehalte van de atmosfeer 50

12. Temperatuurstij[in~ door C02 en andere broeikas~assen 56

13. Mondiale verdelin~ temperatuurstij~in[ 59

14. Mondiaal warmtetransport 60

15. Mondiale atmosferische circulaties 63

16. Mondiale neersla~ en verdampin~ bij temperatuurstij~in~ 64

17. Veranderin[ ijsvolume Antarctica bij temperatuurstij~in~

en neersla[toename 66

Afsmelten en accumulatie van ijs op Antarctica en Oroenland 6718.Zeespiezelver~~derinz door afsmelten ~roenland en accumulatie

Antarctica 68

20. Antarctica, ijsplaten en mogelijke desinte[ratie

21. Historisch/prehistorisch temperatuurverloop 76

22. Historische temperatuurveranderin[en in verschillende

klimaatzones 77

23. 0pstromin~sgebieden en zeestromin~en 79

24. Prehistorisch verloop C02-~ehalte van de atmosfeer

25. C02 en ijstijden 82

26. Antarctica in vroeger tijden 84

27. Historisch verloop temperatuur en zeespie~el 86

28. Opheffin~ Scandinavië 87

29. Bodemdaling door aard~aswinnin[ 88

30. Landbouwopbrenzst bij verschillend C0~-zehalte van de

atmosfeer 9~

31. Natuurlijke biotopen, neersla~ en temperatuur 97

32. Veïanderin~ biotopen en bosaereaal bij temperatuurstijgin~ 98

33. Temperatuur en vraag naar ruimteverwarmin[ i01

3%. Buitentemperatuur, ruimteverwarminz, koelbehoefte in

verschillende landen 103

35. Voor zeespiezelrijzin~ ~evoeli~e ~ebieden

36. Waddenzee en vo~eltrek ii~

37. Nederland bij 5 meter zeespie~elrijzin[ 112

38. Toekomstige COl-emissie uit ener~iesektor 116

39. Duurza~~e ener~iescenario’s

40. Historisch verloop freon-produktie

41. Energie en broeikasproblematiek schattingen voor de

periode 1987-2087

blz,

119

13 -

1. INLEIDING

Dit rapport vormt een onderdeel van het projekt Energie Onderzoek

Scenario’s (EOS) dat bij ESC/ECN wordt uitgevoerd ter ondersteuning

van het energie-onderzoek beleid.

Scenario’s van de Nederlandse energiehuishouding in het jaar 2050

vormen een onderdeel van het EOS-projekt. Gezien de lange termijn

van de EOS-zichtperiode is gekozen voor verschillende energiescena-

rio’s, die verschillende maatschappelijke mondiale ontwikkelingen

weerspiegelen.

Een van de lange termijn-effecten van energiegebruik is de mogelijk-

heid van klimaatveranderingen als gevolg van de emissie van kooldi-

oxide (C02) in de atmosfeer bij verbranding van fossiele brandstof-

fen. Ook komt C02 in de atmosfeer bij ontbossing voor brandhout.

Sinds de industriële revolutie is het C02-gehalte van de atmosfeer

reeds met 20% toegenomen. Bij voortgaand gebruik vsn fossiele brsnd-

stof voor energiedoeleinden en verdergaande ontbossing wordt een ver-

dere toename verwacht. Daardoor kan de plantengroei weer toenemen

(planten hebben C02 nodig). Ook zal het gemiddeld op aarde warmer

worden, waarbij ook andere stoffen die de mens in de atmosfeerr

brengt een rol spelen. Zowel positieve als negatieve milieu-effecten

kunnen hierdoor optreden. Voor Nederland is een nadelig effect dat de

zeespiegel kan stijgen door afsmelten en afkalven van poolijs~

Een dergelijk "broeikas-effect" is reeds in de vorige eeuw voorspeld.

De laatste jaren is de belangstelling voor deze problematiek toegeno-

men. Er vindt veel onderzoek plaats om de mogelijke klimaatverande-

ring beter te kunnen voorspellen en beoordelen. Het gaat om een breed

milieukundig onderzoeksterrein met inbreng vanuit bijvoorbeeld che-

mie, ecologie, economie, klimatologie, meteorologie, oceanografie.

Vanwege het mondiale karakter van de problematiek en de lange termijn

waarop eventuele effecten aan de dag treden zijn tot op heden geen

maatregelen genomen ter beheeìsing van het broeikas-effect.

- 14 -

Belangrijke vraag is nu of de broeikas-problematiek in de toekomst

wel opname van CO~ als "milieu-eis" in (een van) de EOS-scenario’s

rechtvaardigt. Een tweede belangrijke vraag is welk onderzoek nuttig

kan zijn. Om deze vragen te beantwoorden is in di~ rapport een over-

zicht gemaakt van de huidige stand van kennis omtrent de C02-proble-

matiek. Daarbij is het schema in figuur i als raamwerk gebruikt. Dit

schema geeft een doorsnede v~~ de COl-problematiek vanuit energiebe-

leids-oogpunt. De alfabetisch genummerde stappen in het schema zijn

in het rapport afzonderlijk behandeld. Speciale aandacht gaat daarbij

uit naar de nauwkeurigheid en zekerheid van de stappen, van fundamen-

teel belang voor beleid en verder onderzoek.

- 15 -

~uur 1.

Hoofdstuk 2

Hoofdstuk 3

Hoofdstuk ~

Hoofdstuk 5

Hoofdstuk 6

Hoofdstuk ~

Hoofdstuk 8

Stap a, b, c

Stap c, e, f

Stap d

Stap f, g

Stap h, i

Stap j, k, i, m

Conclusies en aanbevelingen

ENERGIE- EN CO2 -PROBLEMATIEK

[-KRIN~LOOP METEO-MODELLEN

ENERGIE %’~-~" [ 0 Z- E M I S SlE - cQ,- o P w ARMING -~O~~K LIM A A T- --,~, KOS TENATMOSFEER EFFECTEN /BATEN

ANDERE AC- ANDERE ANDERE IN-TIVITEITEN STOFFEN VLOEDEN

- 16 -

2. C0~ en C-KRINGL00P

~-emissie (a,b)

Bij verbranding van fossiele brandstof of biomassa komt C0z vrij. De

hoeveelheid CO~ hangt af van de chemische samenstelling van de brand-

stof. In tabel 1 zijn gemiddelden weergegeven voor de belangrijkste

energiedragers.

Tabel i. Emissiefactoren C02

steenkool

olie

gas

hout

g C0~ / MJ primaire energie

(bovenwaarde)

87,3

70,4

50,2

99,7

In speciale gevallen kan de emissie hoger zijn, bijvoorbeeld wanneer

de betreffende fossiele brandstof gewonnen is uit carbonaatrijk ge-

steente zoals leisteen-olie.

Voor hout en andere vormen van biomassa (ethanol, biogas) moet worden

aangetekend dat bij aangroei van biomassa weer CO~-opname plaats-

vindt. In een steady-state (bijvoorbeeld produktiebos, energieplanta-

ge) vindt dan geen netto C02-emissie plaats. Bij andere energie-om-

zettingen, zoals zon, wind en nucleaire energie, treedt geen C02-

emissie op, afgezien van geringe indirekte emissies vanwege benodigde

materialen en hulp-energie.

Tabel i geeft gemiddelden weer volgens [82]. Er zijn verschillen naar

gelang de C-H-O-verhouding van de brandstof. Voor verschillende soor-

ten steenkool loopt de C02-emissie uiteen van 77 tot 98 g/MJ. Bij

olie hangt de emissie af van de olie-raffinage-fractie; voor benzine

is de C0~-emissie 67 g/MJ. Bij gas is in tabel i de C02-emissie gege-

ven voor aardgas uit Groningen waarin slechts 1% C0~ voorkomt. In

andere soorten aardgas kunnen hogere C0~-percentages voorkomen, zoals

- 17 -

in Coevorden-gas (5%) en Kl5FS-gas (25~). Dergelijke gassoorten wor-

den in toenemende mate gebruikt waardoor de COz-emissie voor aardgas

in Nederland langzamerhand met enkele g/MJ kan stijgen. Biogas bevat

een nog hoger COl-percentage, bij biogasgebruik is de C02-emissie

doorgaans 70 à 75 g/MJ.

Uit statistieken van produktie van ruwe aardolie, aardgas en kolen is

berekend, onder aanname dat wat in een jaar wordt geproduceerd in

hetzelfde jaar wordt verbrand, dat in 1985 de mondiale C02-emissie

bij gebruik van fossiele brandstof 5,168 GtC bedroeg, zie tabel 2.

Afgezien van de vraag of de (politieke) betrouwbaarheid van oliepro-

duktiestatistieken een dergelijke detaillering rechtvaardigt moet

gesteld worden dat van overschatting sprake is omdat een deel van de

fossiele energiedragers niet als C02 in de atmosfeer komt maar via

lekkage verdwijnt naar bodem of water, als onverbrande koolstof in as

achterblijft of wordt omgezet in duurzame produkten zoals asfalt of

kunststof. Naar schatting komt in de huidige situatie 2 à 4% van de C

in geproduceerde fossiele bramdstof niet als C0~ in de atmosfeer

terecht.

Tabel 2. [86] Emissies van C02 uit fossiele brandstof en cementbere~-

ding (GtC/jaar).

Jaar Gas Olie 5teen- Afge- Fos- Cement Totaalkool fakh siele berei-

keld brand dingqas stof

1950 0,097 0,423 1,078 0,023 1,681 0,018 1,6391951 0,115 0,479 1,187 0.024 1,755 0,021 1.776

1953 0,131 0,533 1,133 O,027 1,824 0,024 1,8481954 0,138 0,557 1,123 0,027 1,845 0,027 1.8721955 O.150 0,625 1.215 0,030 2,020 0,030 2.050

1957 0,178 0.714 1,317 0.035 2~244 0.034 2,2781958 0,152 0,752 1,344 0,035 2,303 0.036 8,33g1959 0,214 0,790 1,390 0,036 2,430 0,040 2,47Ô1960 0,235 0,850 1,419 0,039 2,543 0,043 2.5861961 0,254 0,905 1,356 0~041 2,556 0,046 2,6021882 0,277 0,981 1,358 0,044 2,660 0,049 2,7091963 0.300 1,053 1,403 0,047 2,883 0,052 2,8551964 0,328 1,138 1.442 0.051 2,959 0,057 3,0161965 0,352 1,221 1,467 0,055 3,095 0,059 3,1541966 0,380 1,325 1,485 0,060 3~250 0,063 3,3131967 0,410 1,424 i~454 0,066 5.354 0~066 3.4201968 0,445 1,552 1,455 0,073 3.525 0,070 3,5951969 0,487 1,674 1,453 0~080 3,734 0,074 3,8081970 0.516 1.839 1.595 0,088 4,038 0,078 4.1161871 0.553 1,546 1,594 0,090 4,183 0,084 4,2671972 0,582 2,056 1,612 0,095 4,345 0,090 4,4351973 0,608 2,240 1,622 0,112 4,582 0,096 4,6781974 0,616 2,245 1,620 0,107 4,588 0,096 4,6841975 0,621 2,132 1~715 0.096 4,564 0,096 4,6601976 0,645 2,313 1,754 0,Ii0 4,822 0,102 4,8241977 0,646 2,390 1,812 O,108 4,956 0,109 5,0651978 0~679 2,384 1,828 ¯ 0,106 4,991 D,117 5,1081979 0,715 2,538 1,899 0,074 5,226 0,i19 5.3451980 O,724 8.408 1,924 0,078 5,134 O,121 5,2551981 0,731 2,274 1,930 0,058 4.993 0,122 5,11~1982 0,726 2,189 1,986 0,O56 4,957 0,122 5.0821983 0,733 2,173 1,985 0,052 4,943 0,122 5,0541984 0,783 2,222 2,068 0,047 5,120 0,128 5,3301985 0,825 2,164 2,158 0,045 5,168

- 18 -

C02-emissies zijn er ook bij bepaalde industriële processen zoals

ijzerproduktie of mijnbouw in carbonaatgesteente en gebruik van kalk

voor cementproduktie of rookgasontzwaveling. Deze zijn thans gering

vergeleken met de C02-emissie bij verbranding van fossiele brandstof

en biomassa voor energiedoeleinden.

Verder vindt momenteel netto C02-emissie plaats door ontbossing en

verwoestijning als gevolg van menselijke aktiviteiten, het is echter

moeilijk deze exact vast te stellen.

In totaal is de huidige jaarlijkse mondiale "antropogene" COz-emissie

circa 5,0 GtC uit fossiele brandstoffen, 0,i GtC bij cementproduktie

en vermoedelijk 0,5 à 2,5 GtC bij ontbossing etc.

Het historische verloop van de amtropogene C02-emissie is weergegevem

in figuur 2. De C0~-emissie vanuit de energiesektor is sinds de ~n-

dustriële revolutie tot nu toe, afgezien van wereldcrises, bij bena-

dering exponentieel toegenomen [19].

Over het verloop van de netto C02-emissie vanuit biomassa (netto:

verbranding minus a~~groei) bestaat onzekerheid, gemakshalve werd

deze in veel eerdere COz-studies daarom genegeerd. Dit is ten onrech-

te. Inmiddels is uit zowel historisch geografisch en energiekundig

onderzoek als uit isotopenonderzoek (13C/1~C-ratio in bijvoorbeeld

boomringen of in ijs ingesloten luchtbellen [1,85] gebleken dat de

netto C0~-emissie vanuit biomassa aanzienlijk kan zijn. Een vermoede-

lijk verloop (onder- en bovengrens) van de netto COl-emissie vanuit

biomassa is weergegeven in figuur 2. Menselijke aktiviteiten zoals

ontbossing en erosie, brandhoutgebruik en verbranden v~~ landbouwres-

ten spelen een belangrijke rol. Uit figuur 2 blijkt dat er vòòr de

industriële revolutie reeds regelmatig sprake was van netto COl-emis-

sie, dat deze rond de eeuwwisseling een top bereikte en daarna door

de penetratie van fossiele bramdstoffen daalde tot een niveau vm~

geen netto-emissie, en een periode van nettoopname van CO~ door toe-

name van de landbouwproduktiviteito Na 1960 is er weer sprake van

netto C0~-emissie door toegenomen ontbossing en door meer gebruik van

- 19 -

biomassa als bïandstof door de toenemende bevolking in ontwikkelings-

landen. Een compliceìende factor is de GO2-emissie vanuit biomassa

de bodem (humus, etc.) die kan toenemen/afnemen naar ~elan~ de tempe-

ratuur. Klimaatfluctuaties sgelen dus ook een rol. Over de O02-emis-

sie vanuit biomassa bestaat dsn ook veel onzekerheid. Het isotopenon-

derzoek is nog schaars en aan discussie onderhevig. Ook over de

grafische en energiekundi~e [e[evens bestaat onen~[heid. Bijvoorbeeld

over de hoeveelheid biomassa die in een [emiddeld tropenbos aanwezig

is of over de mate waarin bij verbranden v~~ biomassa inerte koolstof

wordt ~evormd die niet in de atmosfeer terechtkomt.

Fim~ur 2, Netto jaarlijkse mondiale COz-emissie vsnuit ener[ie

(+ industrie) en biomassa

GtC/iaaP

5432

0

1850

ESC/~O

ENERGIEBIOMASSA

~900 ~950 ~980

- 20 -

De gecumuleerde "autropogene" C0~-emissie in de atmosfeer in de

laatste 200 jaar (1780-1982) bedraagt 250 à ~i00 GtC. Hiervm~ is ca.

180 GtC afkomstig van fossiele brandstoffen en cementproduktie, en

rond 150 GtC van biomassa (ontbossing, brandhoutgebruik) waarbij de

grootste onzekerheid in de biomassa-bijdrage zit [8,

Ook in de periode vòòr 1780, in feite zelfs vanaf het begin van de

menselijke beschaving, is er sprake van antropogene C02-emissie in de

atmosfeer door ontbossing/verwoestijningo Deze antropogene C02-emis-

sie vòòr 1780, gecumuleerd over een veel langere periode, zou even-

eens in de orde van 250 à 400 GtC kunnen zijn [53].

Door diverse onderzoekers wordt voor de verdere toekomst een wereld-

wijde toename van de C02-emissie verwacht door onder andere:

- toename energiegebruik

- toensJne wereldbevolking

- meer inzet van kolen (met hogere specifieke C02-emissie, zie

tabel i)

- gebruik van niet-conventionele leisteen-olie (met een hogere C02-

emissie bij winning)

- verdergaande ontbossing/verwoestijning.

Sommige auteurs verwchten daaïentegen een geleidelijke daling van de

C02-emissie.

Een aantal scenario’s vsn C0~-emissie vanuit de energiesector zijn

samengevat in figuur ~8. Hieruit blijkt dat de C0~-emissie in het

jaar 2050 bijvoorbeeld 2 of 20 gtC zou kunnen zijn; ter vergelijking:

de huidige emissie is 5 gtC per jaar vanuit de energiesector.

Scenario’s van C0~-emissie vanuit biomassa lopen uiteen van een gecu-

muleerde emissie van 200 gtC of meer door grotendeels verdwijnen van

het Tropisch regenwoud vòòr het jaar 2050, tot een negatieve emissie

van -50 gtC of meer door netto-opname van C0~ uit de atmosfeer als

gevolg van herbebossing.

Toekomstige C0~-emissies komen verder ter sprake in hoofdstuk 7.

- 21 -

C-kringloop (c)

De in de atmosfeer geëmitteerde C01 wordt opgenomen in de C-(kool-

stof)kringloop. Belangrijke onderdelen hierv@~n zijn weergegeven in

figuur 3.

[2] De C-kringloop i gtC : 10~ ton koolstoF

Q_CEAAN

MENGLAAG

7OO G~ C

D;EPZEE

36000

CARB. SEDIk4EN[

50000000 OI C

715 Ot C

B ] OMASSA

BIOSFEER800 Ot C

FOSSIEL E BRANDSfOF

IOOOO Gt C

De ~, tropogene C0z-emissie van rond 6 GtC/jaar is betrekkelijk klein

vergeleken met de omvang van de diverse C-reservoirs in de kringloop

en onderlinge jaarlijkse C-fluxen. Oceaan, biosfeer en atmosfeer

worden apart besproken.

Oceaan

De atmosfeer wisselt C02 uit met de oceaan. C02 lost op in water.

De uitwisseling met een bovenste menglaag, variërend van 75 m tot

enkele honderden meters diepte, verloopt betrekkelijk snel (enkele

jaren). De uitwisseling tussen menglaag en diepzee, en tussen zee en

sediment~ gaat veel langzamer (enkele honderden of duizenden jaren).

- 22 -

Een deel van de CO~ wordt (tijdelijk) vastgelegd in weefsel en kalk-

skeletten (graten, schelpen) v~~ zee-organismen.

Oplossen van C02 in de bovenste menglaag van de oceaan is een

fysisch-chemisch proces; een temperatuur-, druk- en buffer-afhanke-

lijk evenwicht tussen water en lucht. In koud water (aan de polen)

lost ca. 30 mg/liter op, in warm water (in de tropen) lost ca. 23

mg/liter op. In figuur 4 is aangegeven waar thans netto opname door

en waar netto emissie vanuit de Stille Oceaan optreedt. Het gaat we-

reldwijd om een flux van rond 100 GtC per jaar.

ili

F~ur 4. [3] Gebieden waar C02 in de Stille Oceaan naar de atmosfeer

ontsnapt zijn gearceerd, in de witte gebieden wordt C0~

opgenomen.

Om het verband tussen C02 in atmosfeer en in oceaan aan te geven

wordt vaak het begrip "integrale bufferfaktor" gebruikt. Dit is het

23 -

verhoudingsgetal tussen relatieve verandering in C02-gehalte in de

atmosfeer en daaruit volgende verandering in C0~-gehalte in de ocea-

nische menglaag. Deze neemt toe bij hoger atmosferisch C02-gehalte.

Bij meer C02 in de atmosfeer zal dus relatief minder C0~ in de oceaan

worden opgenomen. De bufferfaktor is thans i0 en zal bij verdubbeling

van het atmosferisch C0~-gehalte toenemen tot ongeveer 13 [4].

Voor langere termijn uitwisseling met diepere zeelagen zijn neer-

waartse/opwaartse stromin~en van belanz. Neerwaartse stromingen (ad-

vectie) van koud oppervlaktewater, waarin C02 is opgenomen, treden

onder andere op in het Noorden van de Atlantische Oceaan en bij Ant-

arctica [5]. Het gaat volgens [4] bij de neerwaartse stromingen om

een flux van circa 7 GtC per jaar. Waar opwaartse stromingen optreden

zal weer CO~ ontsnappen (zie ook rigueur 4). Temperatuur, zoutgehalte,

golfstromen en andere faktoren spelen bij deze neerwaartse/opwaartse

stromingen een rol. Op dit gebied is nog veel onbekend. De mate waar-

in Eddy-diffusie op kan treden is een discussiepunt. Ook is geopperd

de mogelijke reaktie met kalk die in overmaat (carbonisch sediment,

zie figuur 3) in diepzee aanwezig is: H~O + CaC03 -> Caz+ + 2HCO3-

waardoor C0~ in diepzee achterblijft hoewel de snelheid van deze

reaktie klein lijkt [88]°

Door zee-organismen wordt CO~ opgenomen middels fotosynthese en voor

opbouw van kalkskeletten. Deze opname wordt bepaald door zonlicht,

temperatuur en aanwezigheid van nutriënten (P, N, S, Si). Dode zee-

org~~ismen en skeletten bezinken en worden onderdeel van de diepzee

C-kringloop. Volgens [4] gaat het om een flux van eveneens ca. 7 8tC

per jaar,maar ook op dit gebied bestaan nog veel onzekerheden.

Uiteindelijk worden uit een klein deel van de bezonken zee-organismen

fossiele brandstofFen gevormd~ een proces waar miljoenen jaren over-

heen gaan°

Om de gebrekkige oceanografische inzichten en de vsn atmosferische

C0~-processen afwijkende tijdschaal van oceanische C-fluxen te omzei-

len, wordt in veel modelberekeningen gemakshalve gerekend met een

effektieve moment~~e menglaag in de oceaan (die dan dus wat dikker is

dan de werkelijke "menglaa~" yam 75 m). Dit is echter slechts een

grove benadering.

De opname van CO~ kan benaderd worden door de oceaan voor te stellen

als opgebouwd uit een aantal gescheiden lagen. C02 kan dan van laag

tot laag diffunderen. Discussie is er over de dikte van de bovenste

("momentane") laa~, de diffusie-constantes en het aantal laten (mede

in verband met de benodigde rekentijd). Van fundamenteel belang is

dat in deze benaderingsmethode slechts met één proces (diffusie) re-

kenin~ wordt gehouden. Een manier om andere processen zoals vertikale

stromin~en en precipitatie ook in de berekenin[en te betrekken is het

introduceren van een vertikale "by-pass" (waarvan de omvan[ dan weer

extra bron van discussie is). Het blijven benaderingen. Krachti~er

computers en uitgebreidere ocea~~-modellen kunnen slechts ten dele

verbeterin[ brengen, ook gerichte data-verzamelin~ in af~ele~en

oceaan-delen is momenteel van belang [5, 11].

Volgens de meeste onderzoekers is de oceaan op lamgere termijn de

belangrijkste reg~lerende £aktor voor het COl-gehalte van de atmos-

feer. Volgens sommi~e oceanografische beschouwingen is in de periode

1950-1980, waarin het enerziegebruik en de COl-emissie jaarlijks met

~ à 5% toenamen, 60~ van de geëmitteerde CO~ in de atmosfeer geble-

yen. De in deze beschouwingen betrokken oceanische C-verwijderings-

processen (advectie, diffusie door menglaa~) zijn betrekkelijk traag

en kunnen de snelle emissie-toename niet bijbenen. Met dezelfde be-

schouwingen kan berekend worden dat bij een geringere toename van de

CO~emissie, met 0 à IZ per jaar, 40% in de atmosfeer zou zijn geble-

yen.

Uit recente modelberekeningen in combinatie met satellietobservaties

van tracers in diepzee [5] blijkt dat de C-flux naar diepzee groter

zou kunnen zijn dan 7 GtC/jaar, doordat oceaan-circulatie sneller

lijkt te verlopen dm~ tot dusver werd gedacht.

- 25 -

De C-flux via zee-organismen zou groter kunnen worden door eutrofië-

ring. Bij COl-assimilatie door zee-biomassa is de beschikbaarheid van

nutriënten (N, P) meestal een bepeìkende faktor. Op sommige plaatsen

komen door opwaartse stromingen grote hoeveelheden N en P naar boven~

dit is bijvoorbeeld de reden waarom het koude, donkere zee~ebied

rondom Antarctica rijk is aan zee-organismen. Uit nutriënt-balansen

blijkt dat entropogeen N, P en S (uit kunstmest, detergentia, ver-

brandin~sprocessen, etc.) een belangrijke toename van de C02-assimi-

latie op zee teweeg brengen, eerst in kustwateren [4, 53]. Zo kan

beìekend worden dat wanneer alle door de mens thans jaarlijks in

mijnbouw gewonnen P in zee terecht zou komen de C-flux via zee-orga-

nismen met rond 1 GtC zou toenemen. P wordt toegepast in onder andere

kunstmest en detergentia, slechts een deel bereikt de zee~ In de toe-

komst zou meer P in zee terecht kunnen komen door toename kunstmest-

en detergentia-gebruik en "doorslaan" van overbemeste landbouwgron-

den, of zou juist minder P in zee terecht kunnen komen door fosfaat-

vrije detergentia of "derde-trap" rioolwaterzuivering. Dit is maar

een voorbeeld. De bestudering van de inteìacties tussen de C- en de

biologisch gezien andere belangrijke N-, P-, S- en Si-kringlopen

staat nog in de kinderschoenen.

Wanneer er verschil bestaat in alkaliniteit tussen ondiep en diep

water dan is de C-flux naar de diepzee door sedimentatie van calciet

(door biomassa gevormd kalk) groter. Een dergelijke alkaliniteit-gra-

diënt wordt op theoretische gronden verwacht [9]~ Ondersteunende

meetgegevens ontbreken evenwel. A~~ de emdere kant is een verschil in

alkaliniteit ook erg moeilijk te meten [9, i0].

Ook snellere precipitatie, bijvoorbeeld door klontering van zee-bio-

massa~ en daardoor ook grotere òioproduktiviteit in helder water, zo<J

een bel~~grijke extra C-flux kunnen zijn. Zie onder andere [83, 8~].

Metingen op dit gebied zijn echter schaars.

Een tot de verbeelding sprekende mogelijkheid is dat als gevolg van

een mondiale temperatuurstijging het gehele stromingspatroon in de

- 26 -

oceanen zou kunnen veranderen. E1 Nino, het frequent, eens per 4 à 7

jaar, stilvallen en/of omkeren van de zeestroming in de Stille Oceaan

voor de kust van Peru, toont aan dat zo’n ver~~dering mogelijk is.

Een dergelijke verandering blijkt invloed te hebben op het C02-gehal-

te in de atmosfeer [ii, 12]. Gesuggereerd is dat bij mondiale tempe-

ratuurstijging de zeestromen "tot stilstsmd" kunnen komen. Daardoor

zouden vertikale stromingen verminderen wat een geringere C-flux naar

diepzee (minder polaire advectie) en een verlaging van de biopìoduk-

tiviteit (minder N en P door opwaartse stromingen beschikbaar) bete-

kent.

Biosfeer

De atmosfeer wisselt ook C02 uit met biomassa op land. Jaarlijks

wordt circa 50 à 68 GtC door fotosynthese in het groeiseizoen in bio-

massa (vegetatie) omgezet. Na verloop v~~ tijd komt deze, dooì ver-

brsnding voor energiedoeleinden of levensprocessen, weer als C0~ in

de atmosfeer. Een klein deél wordt echter toegevoegd aan het "hu-

mus"-reservoir (humus, veen, turf, etc.). Uiteindelijk worden uit een

klein deel van het humus-reservoir de fossiele brandstoffen gevormd~

een proces waar miljoenen jaren overheen gaan.

Ook wat betreft de biosfeer zijn er veel onzekerheden. Belangrijke

uitgangsgegevens zijn dat de mens het biomassa-reservoir verkleind

heeft, en dat meer C02 in de atmosfeer de biomassa-produktiviteit

doet toenemen. Ter illustratie is in figuur 5 een schatting gegeven

van de huidige biomassa-reservoirs en -produktiviteit. Belangrijke

vragen zijn:

- Hoe groot zijn die reservoirs en -produktiviteit precies?

- Hoe groot was het reservoir vòòr het menselijk ingrijpen, zo’n 6000

jaar geleden?

Figuur ~. [53] Land-Biomassa-reservoir en -produktiviteit in ver-

schillende klimaatzones

103gC/m2BIOMASSA: C-RESERVOIR EN -PRODUKTI~/ITEIT

20-

GEMATIGD KOUD

103gC / m2 JAAR

1012 m2

- Hoe groot zou dit "ongestoorde" reservoir geweest zijn bij het

huidige atmosferisch C0~-gehalte? Met andere woorden: welk biomas-

sa-reseìvoir zou "in evenwicht" zijn met het huidige C02-gehalte.

- Wat voor gevolgen heeft de huidige ontbossin~ en verwoestijnin~

(tempo 0,06 à 8,18.1012 m~/jaar) in Tropische landen op biomassa-

reservoir en -produktiviteit?

- Welke bijdrage leveren Tropische landbouwgewassen aan biomassa-re-

servoir en -produktiviteit?

- Hoe groot is de C02-respiratie uit humus?

- Wat voor invloed hebben bodemverzuìing en bossterfte (door lucht-

verontreini~ing met N0 en S0~)?x

- In welke mate bestaat humus uit elementair (inert) koolstof, ge-

vormd bij verbranding?

- 28 -

Atmosfeer

Inzicht in de C-kringloop is nodig om de toename van het C0~-gehalte

van de atmosfeer als gevolg van gebruik van fossiele brandstof te

kunnen voorspellen. Dit inzicht is onvolledig. Uit het voorgaande

blijkt dat er onzekerheid is omtrent de grootte en variabiliteit van

de C-fluxen en omtrent de omvang en begrenzingen van de diverse C-re-

servoirs. Dat blijkt w~~neer men door verschillende onderzoekers v~~

de C02-problematiek gemaakte C-kringlopen naast elkaar legt (zie bij-

voorbeeld [2, 4, 6, 7, 8, 53, 54]). Uit geen vm~ deze kringlopen

wordt overigens duidelijk hoe het COl-gehalte van de atmosfeer op

peil blijft in de situatie dat geen fossiele brandstof wordt ges-

tookt.

Sinds 1960 wordt het COz-gehalte van de atmosfeer nauwkeurig gemeten

en is een duidelijke toename vastgesteld. Zie figuur 6. De metingen

worden verricht op Mauna Loa, Hawaii. De schommelingen in figuur 6

zijn een seizoensverschijnsel, de opname van CO~ door onder andere

loofbomen en landbouwgewassen in gematigde klimaatzones op het Noor-

delijk halfrond. De C02-gehaltes op het Zuidelijk halfrond lopen

ongeveer een jaar achter en vertonen nauwelijks seizoenschommelingen.

Van de periode vòòr 1960 bestaat een groot a~~tal verspreide C0~-me-

tingen met verschillende onvolmaakte technieken. Verder bestaan se-

ìies moderne metingen van CO~-gehaltes in ingesloten lucht (bijvoor-

beeld in poolijs) van verschillende ouderdom, zie ook figuur 6 [i].

Ook voor de periode vòòr 1960 is dus een duidelijke toename vastge-

steld. Er bestaat echter onenigheid over het preciese verloop van

deze toename en over het "voor-industriële" COz-gehalte van de atmos-

feer.

In de periode 1780-1982 is het C02-gehalte van de atmosfeer (zie fi-

guur 6) toegenomen van vermoedelijk 270 à 298 ppm tot 340 ppm, ofwel

het atmosferisch C-reservoir is toegenomen met 105 à 146 OtC. Eerder

is in dit rapport berekend dat in dezelfde periode de gecumuleerde

antropogene COl-emissie 250 à 400 8tC bedroeg. Dit betekent dat van

- 29 -

de historische antropogene C0~-emissie 25 à 60% in de atmosfeer is

gebleven. Dit percentage wordt in de literatuur aangeduid met rema-

nente fraktie (fR) of "air borne fraction". Een fR van 25 à 60% gedu-

rende de afgelopen eeuwen impliceert dat (dus) 40 à 75% van de amtro-

pogene C02-emissie is opgenomen in de andere C-reservoirs. Met de

huidige wetenschappelijke kennis kan dit slechts teen dele verklaard

worden door toegenomen C02-absorptie in zeewater. Daarnaast moeten er

nog andere "putten" zijn waarin C02 is opgenomen ("missing C-sinks").

Er is verschil v~~ mening in hoeverre vastleiging van CO~ in vegeta-

tie of meer opname door de oceaan daarbij een rol spelen. Dit zit

vast op onzekerheden over de veranderingen in het land-biomassa-re-

servoir en gebrekkige ocem~ografische inzichten. Of ontbrekende

"C-putten" in land-biomassa, op zee of elders gevonden worden is van

cruciaal belang voor voorspellingen van het toekomstige C02-gehalte

van de atmosfeer. Immers de C-opnamecapaciteit vam land-biomassa is

(ruimtelijk) meer beperkt zodat na verloop van tijd, bij verzadiging

vm~ het reservoir, het atmosferisch C0~-gehalte gelijke tred met de

emissie kan gaan houden. Spelen echter, nu nog slecht begrepen, ocea-

nografische processen een rol dan kan het atmosferisch C02-gehalte

zich op een andere mm]ier ontwikkelen, waarbij een verdere afvlakking

of ombuiging van de stijging van het atmosferisch COl-gehalte niet is

uitgesloten.

Am]genomen wordt dat vm~ de in de toekomst vanuit de energiesektor

geëmitteerde COz 0 à 95% in de atmosfeer blijft. Verder wetenschappe-

lijk onderzoek van de C-kringloop kan de onzekerheid omtrent deze

"remanente fraktie (fR)" verkleind worden. Een paaï voorbeelden ter

illustratie:

In sommige studies van de broeikas C0~-problematiek wordt gerekend

met een vaste (onafhankelijk van tijdstip en omvang van COl-emissie)

waarde vm] fR (bijvoorbeeld 50, 55 of 68%) afgeleid uit een histo-

rische vergelijking van gebruik van fossiele energiedragers met het

verloop van het atmosferisch C02-gehalte. Met zo’n vaste (men spreekt

ook wel van "gemeten") fR worden dan toekomstvoorspellingen gedaan.

~20~

316

- 30 -

C02-gehalte van de atmosfeer, gemeten in de lucht en in

pool-ijs van verschillende ouderdom

Pco~ Ippm}

I960 62 61+ 66 68 1970 72 7& 76 78 19~0 82 B&

340

330 I

~zo

300 --

290 --

280 --

270~ 700 4750 ~80C ~850 ~900 ~950

GAS ~GE2000

- 31 -

Zie bijvoorbeeld [4, 16, 17, 86]. Uit de voorgaande bespreking blijkt

dat fR samenhangt met de omvang van de totale antropogene CO~-emis-

sie, dus inclusief netto-emissie vanuit biomassa, en met de dynamiek

van de C-kringloop. Gebruik bij toekomstvoorspellingen van een vaste

waarde van fR is dm~ ook eigenlijk onjuist. Bovendien is de uit his-

torische gegevens van gebruik van fossiele energiedragers afgeleide

fR te hoog vanwege onder ~]dere de historische bijdrage van biomas-

sa(-gebruik) aan de C02-emissie. In de meeste recente studies wordt

uitgegaan van een lagere ~R die bovendien door de omvang van de toe-

komstige C02-emissie wordt beïnvloed; [63] bijvoorbeeld rekent met

fR : 40Z ± 10~.

Aan de andere kant rekent [15] echter met een fR van 65Z nu, oplopend

tot 80 ~ 95% in de toekomst.

Het is duidelijk dat voor toekomst-projecties van energie en het

broeikas-effekt de remanente fraktie van de toekomstige vanuit ener-

gie plaatsvindende C02-emissie van groot belang iso Meest realistisch

is uit te gaan van de door [54] afgeleide fR van 40Z ± I0%. In het

ongmnstige geval, bij exponentiële groei van de C0~-emissie vanuit de

energiesektor en verder[aande ontbossing lijkt een stijging van fR

tot 75Z mogelijk° Bij gelijkblijvende C0~-emissie v~]uit energie en

geen verdere ontbossing kan de fR echter dalen. Bij afnemende COl-

emissie vanuit energie is zelfs een negatieve fR niet uitgesloten.

- 32 -

Conclusies

De C02-emissie hangt af van de omvang van het energiegebruik en de

energiedragers. Doordat mondiaal het energiegebruik toeneemt,

neemt ook de C0~-emissie toe. Bij fossiele brandstoffen is, per

eenheid nuttige energie, de emissie het grootst bij kolen en het

laagst bij aardgas. Bij duurzame energiebronnen (wind, zon) en

kernenergie treedt in principe geen C02-emissie op.

Bij andere menselijke activiteiten zijn er eveneens C0~-emissies.

Een belangrijke bron is de wereldwijde ontbossing en verwoestij-

ning voor brandhout. Daarnaast treden relatief kleine COz-emissies

op bij mijnbouw en kalkgebruik.

Niet alle C0z blijft in de atmosfeer. Van de sinds de industriële

revolutie geëmitteerde C0~ is ongeveer de helft in de atmosfeer

geöleven. De andere helft is opgenomen in een van de C-reservoirs

op aarde (oceaan, biomassa). De oceaan is op langere termijn de

belsngrijkste regulator van het C02-gehalte van de atmosfeer, op

kortere termijn is vastlegging van C02 in biomassa door fotosyn-

these ook belangrijk.

Op dit gebied vsn de C02-kringloop zijn er zeer veel onzekerheden.

Naast gebrekkige oceanografische inzichten is ook sprake van on-

duidelijkheden over de invloed van temperatuur, de relatie met

andere stoffenkringlopen (N, P, S, Si), onbekendheid met de omvang

van biomassa-reservoirs, etc.. Dit maakt het nog erg moeilijk om

op grond van C02-emissie-scenario’s het toekomstige gehalte van de

atmosfeer te voorspellen, omdat onzeker is hoeveel van de geëmit-

teerde C0~ op langere termijn in de atmosfeer zal blijven. Schat-

tingen variëren van 0 tot 95%. Verwacht wordt dat door onde~zoek

deze onzekerheidsmarge verkleind kan worden.

- 33 -

OPWARMING ATMOSFEER

~-effek~t

Door toename van het COz-gehalte van de atmosfeeï kan het op aarde

warmer worden. C02 laat zonnestraling grotendeels door, maar absor-

beert een deel van de van de aarde teìugkomende (warmte)straling. Is

er meer C02 in de lucht dan wordt meer warmtestraling geabsorbeerd,

men spreekt van een "broeikas-effekt". Om de invloed van C0~ en ande-

re bìoeikas-gassen te kunnen begrijpen is inzicht nodig in de waìmte-

balm~s van onze planeet.

De warmtebalans van de aarde is in evenwicht, dat wil zeggen de warm-

te-uitstraling is bij benadering gelijk aan de inkomende zonnestra-

ling. De gemiddelde temperatuur van het aardoppervlak kan benaderd

worden met formule:

(T+273)~ - 4so Ez

waarin:

T : temperatuur van het aardoppervlak (°C)

E : inkomende zonnestraling aan de top van de atmosfeer (1360 W/m~,z

loodrecht op de straling)

= "albedo", de reflectiecoëfficiënt van aarde en atmosfeer, gemid-

deld ongeveer 0,3 (voornamelijk bepaald door reflectie aan wol-

ken)

= "grijsheid" v~~ het aarde-atmosfeersysteem, de doorlaatbaarheid

voor (warmte)straling, gemiddeld ongeveer 0,6J

= fysische constante (5,75.10 W/mZK~, constante van Stevan Bolz-

man)

Met de formule km~ berekend kan worden dat de gemiddelde temperatuur

van het aardoppervlak 15°C is. Zou er geen atmosfeer zijn dan was de

aarde een "zwarte straler" met ~ : 1 en zou de temperatuur dalen tot

-19°C.

- 34 -

[6] Gemiddelde warmte-balans van de aarde

RADIATION-- REFLECTION -- RADJATION TOSPACE

De warmtebalans is schematisch weerge~even in figuur 7 [6].

Toename van het COz-gehalte v~~ de atmosfeer veroorzaakt een lagere

waarde vm~ ~ waardoor de aardoppervlakte-temperatuur zou toenemen.

Met de formule kan berekend worden dat een verdubbelin~ van het hui-

dige COz-~ehalte van de atmosfeer de aardoppervlakte-temperatuur met

1,2 à I,~°C zou doen toenemen [4, 14]. Dit is echter niet alles. Er

zijn een groot aantal meekoppelin~en en te~enkoppelin~en die het

CO~-gehalte beïnvloeden en/of het effekt van C0~ op de temperatuur

verzwakken of versterken, al dm~ niet in onderlinge afhankelijkheid.

Een aantal van deze mee- en te~enkoppelin~en zijn:

- 35 -

Meekoppel~~~~~

- Door hogere temperatuur smelten sneeuw en ijs, de vermindering

van het besneeuwde of met ijs bedekte oppervlak doet de albedo (~)

afnemen.

- Door hogere temperatuur verdampt meer water (2 à 3°C temperatuur-

stijging doet de waterverdamping met 5 à 10~ toenemen). Water in de

atmosfeer veroorzaakt een lagere waarde van ~. Ook zal de bewolking

toenemen waardoor ~ verder wordt verlaagd. De wolkenhoogte is ech-

ter ook van belang.

- Doordat de temperatuurverhoging naar de polen toe groter wordt,

worden temperatuurverschillen tussen breedtegraden kleiner. Dit zou

op den duur zeestromingen en vertikale menging van zeewater kunnen

vertragen. Deze faktoren ve~minderen C-flux naar diepzee C-reser-

voirs en veïminderen C02-assimilatie door eerdere uitputting van

nutriënten in opstromingsgebieden.

- Door hogere zeewatertemperatuur wordt de fysische COz-opna~~ecapa-

citeit van zeewater verlaagd. Door de traagheid waarmee opwarming

van de diepzee optreedt is dit effekt de eerste eeuwen nog verwaar-

loosbaar klein.

- Door hogere temperatuur wordt afbraak van organisch materiaal, ook

in permafrost-bodems, bespoedigd waardoor COl-emissie toeneemt.

- Door hoger COl-gehalte van de atmosfeer kunnen planten beter

groeien. Meer plm~tengroei maakt kale gebieden groener en doet de

albedo (~) afnemen.

- Door hogere temperatuur is meer energie nodig voor koeldoeleinden.

Meer energie doet de C0~-emissie toenemen.

~~~~~koppe~~D~~~

- Door hoger COl-gehalte gïoeien de meeste plm~ten sneller en gebrui-

ken water efficiënter, zodat atmosferisch COl- en water-gehalte

weer afneme~.

- Door hogere temperatuur verlopen biologische processen zoals

CO~-assimilatie gemiddeld sneller zodat COl-gehalte wordt verlaagd.

= Verdergaande ontbossing en verwoestijning doet albedo (a) toenemen.

- Door hogere temperatuur verdampt meer water. Daardoor zal de bewol-

- 36 -

king toenemen, waardoor albedo (a) toeneemt. De wolkenhoogte is ook

van belang.

- Door meer waterverdamping wordt de zout-gradiënt in zee groter,

daardoor lost meer C02 op en zal meer neerwaartse stroming optreden

zodat C-flux naar de diepzee groter wordt.

- Door toename vsn het watergehalte van de atmosfeer zal meer heer-

slag optreden, zowel in de vorm van sneeuw als tegen. Dit heeft

verschillende gevolgen. Vergroting van het besneeuwde oppeìvlak

doet de albedo (Q) toenemen. Meer tegen doet planten beter groeien,

dit verlaagt het C02-gehalteo Meer neerslag doet de elektriciteits-

produktie uit water kracht toenemen, dit verlaagt de C02-emissie

vanuit de energie sektor.

- Door hogere temperatuur is minder energie nodig voor verwarmings-

doeleinden, dit verlaagt de C02-emissie.

- Door hogere temperatuur kan de eerste menglaag in de oceaan dikker

worden. Daardoor wordt sneller C02 in zeewater geabsorbeerd wat het

COz-gehalte van de atmosfeer verlaagt.

- Door hogere temperatuur aan de polen wordt zee-ijs-bedekking klei-

ner. Door vergroting van het oppervlak van koud zeewater wordt meer

C0~ in zee geabsorbeerd.

Modelberekeningen broeikas-effekt

Er zijn vele tientallen modellen ontwikkeld om de temperatuurverande-

ring op aarde bij toename van het atmosferisch C02-gehalte te voor-

spellen.

Men onderscheidt de volgende soorten modellen: EBM = Energy Balance

Model, 1-dimensionaal model uitgaande v~~ warmtebalans van aarde.

RCM = Radiation Convection Model, 2-dimensionaal model met onder-

scheid in warmtetïansport door straling en convectie. GCM = General

Circulation Model, 3-dimensionaal inclusief horizontale atmosferische

verplaatsingen~

- 37 -

EBM is in de vorige paragraaf besproken (zie figuur 7). De uitkomst

van een "klassieke" RCM-berekening is te zien in figuur 8. Duidelijk

is dat een tempeìatuurstijging aan het aardoppervlak door toename van

COz, ook een temperatuurdaling in de stratosfeer inhoudt. GCM-bereke-

ningen worden momenteel het meest gebruikt voor voorspellingen van de

temperatuurverandering. Dit type model is ontwikkeld uit meteorolo-

gische weersvoorspellingsmodellen.

Er zijn de laatste jaren veel GCM-berekeningen gemaakt met verschil-

lende modellen ( waarbij zo goed mogelijk rekening wordt gehouden met

~ur 8. [89] Verticale temperatuurverdeling atmosfeer bij verschil-

lende COe-gehaltes.

lOO

1000

300 ppm

500 ppm

~~o ! 220 ~ 260 I aO0200 240 280

temperatuur (°K)

4O

3O

2O

t

- 38 -

bovengenoemde mee- en te~enkoppelingen. Geen van de modellen rekent

ze allemaal mee. De diverse oceanografische en atmosferische men-

gingsprocessen en biologische processen zijn altijd sterk versimpeld.

Er bestaat grote onzekerheid over als modelparameters in te voeren

verhoudingsgetallen en compartimenten. Vaak gaan dit soort modelpara-

meters een eigen leven leiden als onver~~derlijke "pseudo fysische"

constanten. Daarbij zijn een aantal effekten die onmiskenbaar van

grote invloed, zoals veranderingen in windsnelheden en frequente mon-

diale klimaatschommelingen zoals EI Nino, gemakshalve buiten beschou-

wing gelaten.

De meeste modelmakers stellen dat de grootste onzekerheden schuilen

in oceaan-mengingsprocessen, de C-kringloop, de invloed van wolken en

het tijdsverloop van de C0~-emissie en dat in de modellen de invloed

van mee- en tegenkoppelingen vaak wordt overdreven. Er vindt dan ook

een levendige discussie plaats. Desondanks stellen diverse onderzoe-

kers dat er consensus is bereikt over de gemiddelde temperatuurstij-

ging bij verdubbeling van het huidige C0~-gehalte. Over de beìeikte

consensus bestaat echter weer onenigheid. Genoemd zijn onder andere 2

à 5, 1,5 à 495, i~5 à 4, 1,5 à 3~ i à 2, 0,5 à 5, 0,2 à 2 en 5 à 8°C

temperatuurstijging. Zie onder andere rel. [2, 4, 8, 13, 15 t/m 22].

Dit wijst er wel op dat de meeste modelmakers de meekoppelingen als

geheel belangrijker achten dan de tegenkoppelingen, immers op basis

van de stralingsformule alleen werd een temperatuurstijging van 1,2 à

1,5°C voorspeld. Uitkomsten van een aantal modelberekeningen en door

groepen onderzoekers bereikte consensussen zijn samengevat in figuur

9.

De meeste modelmakers gaan uit van een logaritmisch verband tussen

toename C02 en temperatuurstijging. Dit betekent dat wanneer voor een

verdubbeling van het atmosferisch COz-gehalte een temperatuurstijging

van bijvoorbeeld 3°C wordt berekend, een verviervoudiging tot 6°C en

een verachtvoudiging tot 9°C temperatuurstijging leidt.

Belangrijke vraag is of de modellen op enigerlei wijze geverifieerd

kunnen worden° Zo is de mogelijkheid verkend de modellen te verifië-

- 39 -

ten met satelliet-waarnemingen waaruit een relatie tussen de tempera-

tuur op aarde en de uitgezonden (warmte)stralSng kan worden afgeleid.

Probleem daarbij is dat de albedo en de bewolkingsgraad de gevonden

relatie sterk beïnvloeden. Ook hier geldt echter weer dat de meeste

waarnemers vermoeden dat de meekoppelingen (van het C02 temperatuur-

effect) als geheel belangrijker zijn dan de tegenkoppelingen.

Een andere verificatie-mogelijkheid is het vergelijken met histo-

rische gegevens. Gezien het verloop van het atmosferisch C02-gehalte

in de periode 1880-1980 zou de temperatuur in die periode volgens de

diverse modellen met tussen 0,i en 2°C gestegen moeten zijn. Veel on-

derzoekers stellen, op grond van voor vulkaanuitbarstingen, verschil-

len in zonneactiviteit en urbanisatie gecorrigeerde waarnemingen op

weerstations in de periode 1880-1980, bewerkt met wiskundige ruis-on-

derdrukking, dat de temperatuur met 0,3°C à 0,7°C is gestegen (zie

onder andere [19-22], [33], [34]) en beschouwen dit als eerste veri-

ficatie van het C02-effekt, terwijl ze een "definitief bewijs" in de

periode 1990- 2000 verwachten. Neemt men echter de discussie over

correctiefactoren en de wiskundige technieken, de mogelijke invloed

van andere antropogene broeikas-gassen en vooral het grillige tempe-

ratuurverloop in de afgelopen eeuwen (dus ook de periode vòòr 1880)

met een fluctuatie van ca. l°C (zie figuur 21) mede in beschouwing

dan zijn zowel verificatie als bewijsverwachting prematuur. Een "be-

wijs" van het C02-effekt wordt voorlopig niet verwacht. Zie ook [67].

Kijkt men verder in de tijd dan blijkt dat een temperatuurstijging

van meer dan I°C, die zou kunnen optreden door COz-toename in de vol-

gende eeuwen, op termijn van eeuwen of millenia bezien abnormaal is.

Voor een bespreking van paleo-klimatologische vergelijkingen wordt

verwezen naar hoofdstuk 5. Hier kan volsta~~ worden met de constate-

ring dat in wetenschappelijke kringen pas eensgezindheid zal onstaan

over een "gemeten" C02-effekt wanneer het signaal I°C ver te boven

komt~ ergens in de loop van de volgende eeuw wellicht. Dit zit niet

vast op theorieën omtrent de oorzaak van het broeikas-effekt, daar is

in grote lijnen wel eensgezindheid over; maar hangt nu eenmaal ssm~en

met autonome klimaatschommelingen op een l~~gere tijdschaal. Relevan-

te historische en paleoklimatologische temperatuurvariaties zijn sa-

mengevat in fig~uur 21.

Voorlopig moet men zich richten op het verfijnen van de diverse mo-

dellen. Twee belangrijke onderzoekvelden hierbij zijn oceaanprocessen

en wolkenvorming.

In de modellen is de oceam~, hoewel op langere termijn de belang-

rijkste regulator van C02 en wereldklimaat, meestal zeer eenvoudig

gemodelleerd. Er wordt hooguit rekening gehouden met de waterdampmee-

koppeling (warmer, meer verdamping, ~ kleiner), de ijs-albedo-meekop-

peling (warmer, minder zee-ijs, ~ kleiner) en de gas-evenwicht mee-

koppeling (in warmer water lost C02 mindeì goed op en door vergroting

van de bufferfaktor wordt van de atmosferische C02-toename relatief

minder in water opgenomen). Wanneer het mogelijk is de oceaan-proces-

sen realistischer in de modellen op te nemen, door rekening te hoaden

met veranderingen in de menglaag, hee~- en opwaartse stromingen, ver-

anderingen in zout- en alkaliniteit-gradiënt en biologische C-fluxen,

dan zal naar verwachting de temperatuurstijging door C0~-emissie la-

ger uitvallen door sterkere verwijdering v~~ C02 (tegenkoppeling).

Het modelleren van zeestromingen en mariene biologie lijkt echter erg

moeilijk te zijn [Ii]. Ook ontbreken nog diverse meetgegevens. Zie

ook hoofdstuk 2.

Een ander verschilpunt is het effekt van wolken. Een wolk heeft in-

vloed op de stralingsbalans doordat hij zonnestraling tegenhoudt en

terugkomende warmtestraling reflecteert. Volgens [13] is de wereldge-

middelde door een wolk tegengehouden zonne-straling 55 W/m2, terwijl

de warmte-stralings-reflectie gemiddeld ~8 W/m~ is; het netto-effekt

is een afkoeling. Allerlei faktoren spelen hierbij overigens een rol~

zoals kleur~ temDeratuur, hoogte en waterdamp-gehalte v~~ de wolk en

tijd en plaats waar bewolking optreedt. In de modellen zijn daar

verschillende aannames over gedaan waardoor het netto-effekt van een

gemiddelde bewolkingstoename in de modellen uiteenloopt van afkoeling

met 0,4 tot 38 W/m~.

- 41 -

~Wereld-gemiddelde temperatuurstijgin~ bij verdubbelin~ van

atmosferisch CO~-~ehalte. Spmeiding v~~ uitkomsten van een

aanta! modelbe~ekenin[en en een aantal "consensus"~appon-

ten, volgens [63].

~///////////] ~ ~ ~ o v ~ ~ ~ ~ ~ ~~~ 19B2 Clark et al

~//////////////////~ 1983 ERA P=ev~ousAssessmen~s

~///////////////~ ~gs~ ~~~~

~ 1983 Jüllch

Range obtained from

model us~n9 f~edbackfactor from GCH’~

- 42 -

Daarbij komt dan nog de vraag van de bewolkingsgraad, die niet zonder

meer evenredig is met de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer (2 à

3°C temperatuurstijging betekent 5 à 10% meer waterverdamping). Uit

een analyse vsn het weer in de VS gedurende deze eeuw blijkt wel dat

het wolkendek inderdaad dichter is gedurende warmere perioden [87].

Verder speelt antropogene luchtverontreiniging nog een rol. Enerzijds

doordat in verontreinigde lucht veel condensatiekernen aanwezig zijn

waardoor de druppels in wolken kleiner zijn (dit vergroot ~ en leidt

tot afkoeling), anderzijds doordat opname van roet in wolkendruppels

de absorberende werk~ng van roet vergroot (waardoor ~ weer kleiner

wordt). A1 met al betekent dit dat "bewolking" in de modellen volgens

[13] varieert van een uiterst belangrijke tot een verwaarloosbare te-

genkoppeling van het COl-effekt. Volgens [47] kan er zelfs sprake

zijn van een meekoppeling, doordat denkbaar is dat meer waterdamp in

de atmosfeer tot hogere wolken maar een lagere bewolkingsgraad leidt.

Conclusies

C02 in de atmosfeer heeft een "broeikas-effect"o De stof laat zon

nestìaling door, maar absorbeert een deel van de (van de aarde) te-

ruggekaatste warmtestraling waardoor het warmer wordt. Hoeveel warmer

hangt niet alleen van deze absorptie af, maar ook van diverse mee-

en tegenkoppelingen zoals bijvoorbeeld veranderingen in ijs- en

sneeuw-oppeïvlak, verdamping v~] water, ver~~deringen in wolkendek,

lucht- en zeestromingen. Het is erg moeilijk om al deze factoren in

modelbeìekeningen goed mee te nemen. Dit maakt voorspellingen over

de temperatuurstijging onzeker. Bij verdubbeling van het huidige

C02-gehalte van de atmosfeer (een situatie die wellicht aan het eind

van de volgende eeuw zou kunnen optreden) zal het volgens verschil-

lende modelberekeningen 0,2 à 8 °C warmer worden. De meeste uitkoms-

ten liggen tussen 1,4 en 4 °C. Door nader onderzoek vooral op het ge-

bied van wolkenvorming en oceanografie kan deze onzekerheidsmarge

kleiner worden. Tot nu toe heeft dit onderzoek echter nog niet veel

opgeleverd. Illustratief op dit punt is de hardnekkige onbetrouwbaar-

heid van de dagelijkse weersvoorspellingen.

4. ANDERE STOFFEN

Naast C02 zijn er nog andere stoffen die een broeikas-effekt teweeg

kunnen brengen, zoals water, ozon, methaan, distikstofoxide, freon,

etc.

Het effekt van water is reeds in het vorige hoofdstuk besproken, om-

dat dit zo sterk met de responsie van het aardoppervlak op tempeìa-

tuurschommelingen samenhangt. Het ging daarbij om albedo (~)- en

grijsheid (~)- mee- en tegenkoppelingen via oceaan, ijs, sneeuw, wol-

ken, etc. Dezelfde mee- en tegenkoppelingen spelen bij de andere

broeikas-stoffen eveneens een rol. Vergeleken met C02 of water is het

gehalte in de atmosfeer van deze stoffen veel kleiner. Men spreekt

van "spore-gassen". Ondanks het geringe gehalte kunnen ze toch een

broeikas-effekt teweegbrengen wanneer ze warmtestraling absorberen

van golflengtes die door C02 en water nauwelijks worden geabsorbeerd.

In figuur I0 is te zien dat met name stoffen die in het " atmosfe-

risch venster" bij een golflengte van 8-12,5 Dm absorberen een bui-

tenproportioneel effekt kunnen hebben. Ook stoffen die beneden 8 en

boven 18 ~m absorberen, kunnen in droge lucht (bijvoorbeeld Sahara)

nog enig effekt hebben.

Ozon

Ozon (03) wordt gevormd uit zuurstof in de lucht via fotochemische

reacties onder invloed van zonlicht. Ruwweg 90% van de in de atmos-

feer aanwezige ozon bevindt zich in de hogere luchtlagen (strato-

sfeer), 10% in de lagere luchtlagen (troposfeer).

Ozon absorbeert warmtestraling in het "venster" bij 9,6 ~m (zie fi-

guur 10) en heeft daardoor een broeikas-effekt. In de huidige situa-

tie absorbeert ozon ongeveer gelijke hoeveelheden warmtestraling in

de troposfeer als in de stratosfeer.

Figuur i0. [4, 19]. IR-emissie-spectrum van de aarde, gemeten met

Iris-satelliet boven de Sahara. De vloeiende

krommen zijn emissiespectra van "zwarte stralers"

van verschillende temperatuur (°K).

2O

320 K

280 K

200K

Daarnaast is van belang dat ozon ook ultraviolette stralin~ (UV) ab-

sorbeert. Ozon in de stratosfeer absorbeert en reflecteert UV-stra-

lin~ afkomstig van de zon, die schadelijk is voor het leven op aarde.

Ozon in de stïatosfeer vormt daarmee een "ozon-schild" dat ons be-

schermt tegen al te veel UV-stralin~o

Het ozon-gehalte in de troposfeer is in de geïndustrialiseerde landen

op het Noordelijk halfrond (Europa, VS, Jap~~) de laatste decennia

waarschijnlijk toegenomen. Diverse onderzoekers melden voor de perio-

de 1960-1980 een toename met I0 à 30~. Het ozon-gehalte fluctueert

met het seizoen, de hoogste gehaltes treden aan het eind v~m de zomer

op. Als belangrijkste oorzaak wordt de toegenomen uitstoot van foto-

chemisch reaktieve stoffen gezien, met name van koolwaterstoffen,

koolmonoxide en stikstofoxiden door auto’s, industrie en verbran-

dingsprocesseno Wanneer mondiaal het ozon~ehalte van de troposfeer

- 45 -

(verder) toe zou nemen dsn kan dit aanleiding geven tot een merkbaar

broeikas-effekt.

Een groot aantal onzekerheden spelen hierbij een rol. In de eerste

plaats staat nog niet vast in welke mate variaties in ozon door auto-

home klimaatfaktoren worden veroorzaakt, zoals variaties in zonne-ak-

tiviteit. Probleem daarbij is dat betrouwöare ozonmetingen uit de pe-

riode vòòr 1950 à 1960 ontbreken. Reconstructies v~~ twee metingen en

meetmethoden uit de vorige eeuw, in Canada en Parijs, suggereren

evenwel een ozon-concentratie die een factor 2 à 3 lager lag dan de

huidige ozon-concentratie [1Ol]. In de tweede plaats zijn er nog veel

onduidelijkheden omtrent chemisch gedrag van ozon in de atmosfeer en

over de toekomstige emissie van Fotochemisch aktieve stoffen. Ver-

wacht wordt dat door milieumaatregelen, zoals uitlaatgasreiniging bij

auto’s of gebruik v~~ verf op water-basis, de antropogene emissie van

koolwaterstoffen en stikstofoxiden zal verminderen. De rol van bio-

massa-verbranding en vegetatie (naaldbossen) als bìon van fotoche-

misch aktieve stoffen is echter nog onduidelijk. Verder zijn er ook

luchtveïontreinigende stoffen die met ozon reageren, zoals stikstof-

oxiden. Emissies van deze stoffen verlagen dus het ozon-gehalte.

Stikstofoxiden spelen echter een dubbelrol omdat ze ook deelnemen in

vormingsreakties van ozon. Dit alles maakt voorspellingen van het

toekomstige ozon-gehalte erg onzeker. Het huidige milieubeleid is er

in ieder geval op gericht het troposferisch ozon-gehalte terug te

dringen, niet zo zeer vanwege de öroeikas-problematiek alswel vanwege

de schade die ozon toebrengt aan landbouwgewassen, gezondheid en

bossterFte.

In hogere luchtlagen, de stratosfeer, zijn voor ozon sporegassen van

bel~~g zoals freon en N20. Deze gassen zijn afkomstig uit onder an-

dere spuitbussen (zie verderop)o Ze zijn normaliter chemisch inert en

stijgen in de loop der jaren ongehinderd op in de atmosfeer. In de

stratosfeer verliezen ze hun chemische inertie en kunnen ze reageren

met ozon onder invloed van zonlicht. Daardoor zou het ozon-schild af-

gebroken kunnen worden wat nadelige effekten op de menselijke ~ezond-

- 46 -

heid heeft. Een vermindering van de hoeveelheid ozon in de stratos-

feer zal ook een afkoeling in de stratosfeer en dus, v~~wege het

stralings-convectieve evenwicht (zie figuur 8) een verwarming van he~:

aardoppervlak teweegbrengen. Een broeikas-effekt dus. Een in de

periode rond 1990 meetbare (uniforme) afname van het ozon-gehalte van

de stratosfeer is in eerdere studies van de invloed van freon en N~O

op ozon in de stratosfeer voorspeld. Uit metingen is echter nog niet

gebleken in welke mate mondiaal gezien het ozon-gehalte van de stra-

tosfeer afneemt. Wel is geconstateerd dat de vermindering van de

ozonhoeveelheid die jaarlijks aan het eind van de poolnacht optreedt

boven de Noordpool en de Zuidpool, de laatste jaren groter is ~ewor-

den [23, 24, 90]. De oorzaak hiervan is echter nog niet duidelijk.

Volgens sommigen is het gat een gevolg van aantasting van het ozon-

schild door freon en N20, maar dm~ anders dan verwacht. IJskristal-

len, stikstofoxiden en/of chloor zouden bijvoorbeeld een tussenrol

kunnen spelen. Volgens anderen is het gat echter een gevolg van het

"wegdrukken" van ozon door een vertikale luchtstroming boven de pool

die, door autonome klimaatver~~deringen zoals de vulkaanuitbarsting

vm~ EI Chichon in 1982, wat sterker en wat meer met stof beladen is

dan gewoonlijk, of is het een gevolg van veranderingen in zonne-akti-

viteit. In ieder geval maakt het "gat" wel duidelijk dat het ozon-

schild ook inderdaad kan worden aangetast, wellicht vanuit de tropos-

feer. Met name is nog van belang de mogelijkheid dat eenzelfde gat

te ontstaat boven de evenaar [I01].

Bij het ozon broeikas-effekt spelen weer een aantal mee- en tegenkop-

pelingen een rol, zoals genoemd bij COl, afgezien van oplossen in

zeewater en opname in biomassa. Verder zijn er nog specifieke mee- en

tegenkoppelingen:

- verhoging van troposferisch ozon-gehalte berokkent schade aan plan-

ten, waardoor C02-assimilatie vermindert.

- verlaging van stratosferisch ozon-gehalte doet de UV-straling toe-

nemen. Dit ksn schade toebrengen aan planten op land en wellicht

ook aan plankton in zee, waardoor de COz-assimilatie vermindert.

- verlaging van stratosferisch ozon-gehalte kan UV-absorptie door

- 47 -

ozon in troposfeer doen toenemen~ waardoor het warmer wordt.

- versndering van stratosfeìisch ozon-gehalte leidt direkt (door che-

mische reactie) en indirekt (snellere afbraak wanneer UV-straling

toeneemt) tot verandering in de verwijdering van andere broeikas-

gassen zoals freon en N20.

Freon

"Freon" is de verzamelnaam voor een groep industriële gefluorideerde

koolwaterstoffen met een gunstige combinatie van chemische inertie en

laag kookpunt. Freonen worden onder ~~dere toegepast als drijfgas in

spuitbussen, vulgas in schuimplastic, koëlvloeistof bij air-eonditio-

ning. De bekendste en meest gebruikte freonen zijn F-il (CFCI3) en

F-12 (CF2CI~). Deze werden voor het eerst toegepast in de jaren der-

tig. Sindsdien is het gebruik sterk toegenomen, zie figuur 40. Freo-

nen komen niet in de natuur voor.

Na gebruik komen freonen in de atmosfeer. Door hun chemische inertie

worden ze slechts langzaam afgebroken. Pas in de stratosfeer kan

snellere afbraak plaatsvinden door ozon onder invloed van UV-stra-

ling. De atmosferische verblijftijd van freon F-ll en F-12 wordt

geschat op bijvoorbeeld 80 jaar [25, 26]. Het huidige freon-gehalte

v~~ de atmosfeer is 0,5 ppb. Bij voortgaand gebruik van freon zal dit

in de toekomst toenemen en een zeker broeikas-effekt veroorzaken om-

dat freon warmtestraling absorbeert in het "venster" van 8,5-12 um

[25, 27].

Bij dit freon-broeikas-effekt spelen weer een aantal mee- en tegen-

koppelingen een rol, zoals beschreven bij C0~, afgezien van oplossen

in zeewater en opname in biomassa. Daarnaast zijn er nog specifieke

mee~ en tegenkoppelingen, zoals:

~" mondiale temperatuurstijging kan het gebruik vm~ freon als koel-

vloeistof doen toenemen.

-door chemische reaktie onder invloed van UV-straling wordt door

freon het ozon-gehalte van de stratosfeer verlaagd, waardoor het

- 48 -

koudeì wordt. Volgens [27] is dit "verkoelende" effekt zelfs groter

dan het broeikas-effekt van freon, afgezien van nadeliie gevolgen

van aantastimg van het "ozon-schild" voor het leven op aarde.

Talloze onzekerheden spelen een rol. Er is onduidelijkheid omtrent de

reaktie-kinetiek. Eén molekuul freon zou 10~ of meer molekulen ozon

kunnen consumeren. Het gaat hierbij om katalytische reakties waarbij

UV-straling en andere stoffen eveneens een rol spelen. Op dit gebied

is nog zoveel onduidelijk dat schattingen omtrent de atmosferische

verblijftijd van freon F-il en F-12 uiteenlopen van 40 tot 17~ jaar

(zie ook [15] en [28]).

Daarnaast zijn de toekomstige freon-emissies onzeker, omdat deze im-

mers volledig antìopogeen zijn. De mogelijkheid vsn aantasting van

het "ozon-schild" door freon is in het begin van de jaìen zeventig

geopperd, zie onder andere [28, 29]. Bezorgdheid over de gevolgen

hiervan heeft, na wetenschappelijke discussies, uiteindelijk geleid

tot een verbod op/beperking van gebruik van freon in diverse landen

toepassingen. In de periode 1976-1985 was het fìeongebruik mede daar-

door constant, zie figuur 40. Inmiddels neemt het freongebruik weer

toe, terwijl het milieubeleid er op gericht blijft het [ebïuik van

freon terug te dringen° A! met al is het dus erg moeilijk het toe-

komstige atmosferisch gehalte en het broeikas/verkoelend effekt van

freon te voorspellen.

Distikstofoxide ("lachgas") N20 kan in sterke mate warmtestraling ab-

sorberen. Het N20-gehalte van de atmosfeer is gering, ongeveer 300

ppb. Nitrificatie/denitrificatie in de bodem en in de oceaan en ver-

brandingsprocessen zijn belangrijke bronnen van N20. De "natuurlijke"

mondiale N20-emissie wordt door [26] geschat op 8 à 20 TgN/jaar en de

antropogene N~0-emissie op ~ à 7 TgN/jaar. N~0 is chemisch inert. Pas

in de stratosfeer vindt duidelijke afbraak plaats door direkte teak-

tic met ozon of, nog hoger in de "thermosfeer", door fotolytische

- 49 -

dissociatie. De atmosferische verblijftijd wordt geschat op i00 à 170

jaar of meer. Bij verdere toename van het atmosferisch N20-gehalte

zal een zeker broeikas-effekt optreden. Daarbij spelen weer een aan-

tal mee- en tegenkoppelingen een rol, zoals bij COl.

Verder zijn er nog specifieke mee- en tegenkoppelingen, zoals:

- NzO kan als meststof fungeren in voedselarme biotopen (nutriënt-

arme delen van de oceaan) en daar de COz-assimilatie bevorderen.

- door verhoogde UV-straling (gevolg van aantasting ozon-schild)

wordt N20 sneller afgebroken.

Ook hier zijn vele onzekerheden in het spel. Er is onduidelijkheid

omtrent de huidige en toekomstige antropogene NzO-emissies. Er is on-

duidelijkheid omtrent de verwijderingsprocessen van N~0 (getuige de

spreiding in schatting~n van de atmosferische verblijftijd) en om-

trent de rol van N~0 in de N-kringloop in het algemeen, lllustratief

is dat eerdere recente schattin~en van de mondiale N20-emissie een

orde van grootte hoger lagen dan die van [26], zie onder andere [27].

Belangrijke redenen voor deze onduidelijkheden zijn de gebrekkige in-

zichten in de N-kringloop en het feit dat N:0-metin[en pas sinds 1976

verricht worden [30]. In de periode 1976-19Ô6 is het gemeten N20-ge-

halte gestegen v~~ 385 naar 313 ppb [91]~ Metin~en van N~0 in lucht

in oud ijs hebben nog geen eenduidi~e resultaten opgeleverd [30]. De

meetmethoden blijven bron van discussie. Verwacht wordt dat voort-

gaand onderzoek de onzekerheden rondom N~0 zal verkleinen.

CH~~methaan~

Het gehalte CH~ (methaan) van de atmosfeer is, mogelijk als gevolg

van menselijke aktiviteiten, toegenomen. Metingen wijzen op een ver-

!idubbeling van het CH~-gehalte gedurende de afgelopen 2~0 jaar, van!(0~8 naar 1,6 ppm, zie figuur il [35]. Over de betrouwbaarheid van de

~~~etingen bestaat overigens voortdurende discussie, zie bijvoorbeeld

[~o].

- 50 -

Als bel~~grijkste bronnen van methaan-emissie worden moerasgas, natte

rijstbouw, veeteelt en vuilstortplaatsen gezien. Dit methaan is af-

komstig van anaerobe bacteriën (~~bio~as"). Methaan-emissie bij aard-

gaswinning en -gebruik wordt van minder belang geacht.

Fi~~ur Ii. CH4-gehalte van lucht in ijs van verschillende ouderdom op

verschillende plaatsen. Recente metingen van gemiddeld

CH~-gehalte in atmosfeer (+).

PPM

1.5-

0.8

0-51750 1800 1880 1900 ~950 2000

RGE 8.0-

Methaan in de atmosfeer wordt na enige jaren afgebroken tot CO~ en

levert daarmee een zekere bijdrage (hoog~uit i ~tC/jaar) aan de CO~-

krin~loop. Belangrijker is dat methaan zelf warmtestraling absor-

òeert. Een verdere toename van het methaan-gehalte van de atmosfeer

kan een zeker broeikas-effekt teweegbrengen. Daarbij spelen weer een

aantal mee- en tegenkoppelingen een rol, zoals bij COz, afgezien van

opname in oceaan. Verder zijn er nog specifieke mee- en tegenkoppe-

lingen, zoals:

- bij hogere temperatuur verlopen anaerobe vergistingsprocessen snel-

ier waardoor emissie van methaan vanuit de bodem (toendra, moeras-

sen, rijstvelden) kan toenemen. Water speelt ook een rol, aan de

ene km~t doordat bij hogere temperatuur bodems kunnen uitdrogen

waardoor microbiologische processen worden vertraagd (geringere

methaan-emissie), aan de andere kant doordat bij meer neerslag de

- 51 -

bodem natter en de methaan-emissie groter wordt.

- door meer C0~ groeien planten sneller en neemt biomassa toe, daar-

door zal methaan-emissie ook toenemen.

- op lange termijn zou bij temperatuurstijging wellicht een grote

hoeveelheid methaan (ter grootte-orde v~~ de totale huidige mondia-

le methaan-emissie) kunnen vrijkomen uit methaan-hydraten in de

Noordelijke IJszee. Deze mogelijkheid is erg speculatief [32].

- door meer methaan zou (door oxydatie) meer waterdamp (H20) in de

stratosfeer kunnen komen, met een extra verkoelend effekt.

Talloze onzekerheden spelen een rol. De twee belangrijkste zijn de

verwijdering van methaan en de omvang van de antropogene methaanemis-

sie. Een wellicht belangrijk verwijderingsproces is reaktie met

hydroxyl radicalen (’OH) in de troposfeer, de verwijderingssnelheid

is echter niet precies bekend. Wel is gebleken dat de beschikbaarheid

van °0H afneemt doordat de radicaal ook met ozon (03) en koolmonoxide

(C0) reageert, stoffen waarvan het gehalte in de troposfeer is toege-

nomen [36~ 37]. Naast "0H spelen ook stratosferisch ozon en methsno-

trofe organismen een ìol bij CH~-verwijdering [26]. De omvang van de

methaan-emissie is niet direkt meetbaar en het ~~tropogene aandeel is

onvoldoende bekend. De methaan-emissie wordt ook wel geschat uit het

methaan-gehalte van de atmosfeer.

De onzekerheden over de verwijderingsprocessen maken dat schattingen

van de verblijftijd van methaan in de atmosfeer uiteenlopen van 3 tot

15 jaar. Schattingen van de jaarlijkse mondiale methaan-emissie lopen

uiteen van 0,2 tot i~0 GtC en de schattingen van het antropogene aan-

deel daarin van 25 tot 90~, met een grote spreiding in verder gede-

~ tailleerde bronnen (natte rijstbouw, veeteelt, aard~aswinning, etc.)

[26]. Dit maakt het allemaal erg moeilijk het toekomsti~ atmosferisch

~ehalte en het broeikas-effekt van methaan te voorspellen. Van funda-

menteel belan~ is de beantwoording van de vraag of de historisch

constateerde toename van het CH~-gehalte van de atmosfeer (figuur i])

aakt in door verlenging van de atmosferische verblijftijd

(OoioV. O~ en C0) of door een toegenomen emissie van CH~; of door

beide.

- 52 -

Andere sporegassen

Bij het broeikas-effekt spelen, naast C02 en de hiervoor besproken

gassen ozon, freon, N20 en methaan, nog andere sporegassen een rol.

Enkele van deze gassen worden hier besproken. Dit is een momentopna-

me, in de wetenschappelijke literatuur worden nog regelmatig nieuwe

broeikasgassen gemeld of broeikasmech~~ismen geopperd.

C0

Koolmonoxide (C0) absorbeert zelf weinig warmtestralin~ maar kan che-

mische reakties aangaan met andere relevante stoffen. Vooral de reak-

tie met hydroxylradicaal (°0H) is van belang. Dit radicaal speelt een

rol bij ontleding van stikstofoxiden (NOx), methaan (CH~) en ozon

(03) in de troposfeer. Toename van C0 vermindert de beschikbaarheid

van °0H en kan zodoende de atmosferische verblijftijd van N0x, CH~ en

03 verlengen en versterkt daarmee hun broeikas-effekt [36, 37]. Het

C0-gehalte van de atmosfeer ~s toegenomen. De antropogene C0-emissie

ligt in dezelfde orde van gìootte als de natuurlijke C0-emissie. Of

de beschikbaarheid van "0H inderdaad is afgenomen is overigens onbe-

kend. Over de vormingsreakties van "0H (onder andere fotolytische

dissociatie van 03) is nog veel onduidelijk.

CCI’s

Verschillende gechloreerde koolwaterstoffen (CCI’s) zijn vluchtig,

worden betrekkelijk langzaam afgebroken in de atmosfeer, absorberen

warmtestraling en kunnen dus een broeikas-effekt hebben. Voorbeelden

zijn CCI~ ("tetra") en CH3CCI~ (methyl-chloroform). Deze stoffen ko-

men nauwelijks in de natuur voor. Het is de vraag of m~tropogene

emissies vm~ deze stoffen zullen blijven toenemen, gezien de groeien-

de strenge milieuwet~evin~ rondom CCI’s.

CF’s

Naast freonen zijn er andere gefluorideerde koolwaterstoffen (CF’s)

die sterk warmtestraling kunnen absorberen. Een voorbeeld is CF~ dat

onder m~dere vrijkomt bij aluminiumproduktie en in de uranium-splijt-

- 53 -

stof-krin~loop. Het CF~-gehalte van de atmosfeer is er~ klein, maar

de atmosferische verblijftijd is extreem lang (1000 à 10.000 jaar)

zodat in principe op lange termijn een hoger atmosferisch ~ehalte en

een significant broeikas-effekt mogelijk zijn.

CBr~s

Gebromeerde koolwaterstoffen (CBì’s) kunnen warmtestralin~ absorberen

en zouden een sleutelrol kunnen spelen blj asntasting van het ozon-

sch$1d. Qezien het lage CBr-~ehalte in de atmosfeer is vooral dit

laatste van belang. CBr’s zouden bij afbraak van ozon net zo belang-

rijk kunnen zljn als freon [38], Veel belangstelling gaat uit naar

CF3Br en CFzC1Br (toegepast als vlamvertra~ers) met een atmosferische

verblljftijd in de orde van 100 jaar.

Over NI{~ (ammoniak) en S02 (zwaveldioxide) zijn de meningen verdeeld.

Volgens [102] zijn het öelan[rijke broeikasgassen, volgens [25] spe-

len ze geen rol van betekenis. In ieder [eval is de atmosferische

chemie, bijvoorbeeld de vorming van (NH~)2SO~ (ammonium-sulfaat), van

belm~g bij deze stofffen.

Aerosolen

Aerosolen (deeltjes) in de atmosfeer kunnen een verkoelend effekt

hebben. Over het al[emeen is de absorptie van warmtestralin[ door

aerosolen in de troposfeer gerin[. Van meer belem[ is de reflectie

van zonlicht in de hogere luchtlagen (stratosfeer) wat de albedo

vergroot en een verkoelend effekt heeft op de temperatuur op aarde.

Dit is in het verleden regelmati[ waarzenomen na een vulkaanuitbar-

stin~ waarbij plotsklsps [rote hoeveelheden aerosolen in de stratos-

~ebracht worden [39]. De recente (1982) uitbarstin[ vsn EI

Chichón en de eerdere (1963) uitbarsting van A~un hebben in de eerste

jaren daarna de temperaturen op aarde met ca. 0~5°C verlaagd. Een

vergelijkbaar of no~ groter effekt zou kunnen optreden bij een we-

jde kernoorlog ("nucleaire winter").

Afgezien v~~ bovengenoemde incidentele aerosol-emissies is de conti-

nue ~ntropogene aerosol-emissie van belang, evenals de emissies van

SOz en N0 waaruit sulfaat- en nitraat-aerosol wordt gevormd. Dezex

emissies zijn klein vergeleken met de natuurlijke emissies, maar met

name het sulfaat-aerosol bestaat voor een belangrijk deel uit deel-

tjes van ~,i-0,5 Dm die een lange atmosferische verblijftijd hebben

en zodoende langzamerhand in de stratosfeer terecht kunnen komen waar

de aerosol-concentratie nu nog 1 à 2 o~des van grootte lager ligt dan

in de troposfeer [39]. Dit zou op den duur een significant verkoelend

effekt kunnen hebben. De antropogene emissie van aerosolen v~~

0,i-0,5 ~m is sinds de industriële revolutie toegenomen. Belangrijke

bìonnen zijn verbr~~ding van vaste brsmdstoffen, metaalbewerking en

S02- en NO -emissies.X

Naast dit mogelijke verkoelende effekt spelen aerosolen ook een rol

bij bewolking en neerslag (condensatie-kern bij wolkenvorming) en bij

aantasting van het ozon-schild. Op dit gebied zijn zeer veel onduide-

lijkheden, zowel wat betreft de aerosoldynamica en interacties met

~~dere stoffen, alswel wat betreft de emissies en de grootteverde-

ling.

Gezamenlijk effekt

Belangrijke vraag is hoe groot het broeikas-effekt is van de spore-

gassen in vergelijking met het C02-broeikas-effekt. Dit is door di-

verse onderzoekers onderzocht, zie bijvoorbeeld [25, 26, 27, 46, 91,

102]. Als willekeurig voorbeeld is de uitkomst van [25], een voor-

spelling voor de mondiaal gemiddelde temperatuurstijging in het jaar

2030 ten opzichte van 1980 door C02 èn sporegassen, te zien in figuur

12. Voordeel van de berekening van [25] is dat CO~ en de andere

broeikasgasen met hetzelfde model zijn doorgerekend en dat dubbeltel-

lingen vermeden zijn door rekening te houden met overlap van absorp-

tieh~~den van de verschillende stoffen. Diverse kanttekeningen zijn

echter op hun plaats:

- In [25] is geen rekening gehouden met in dit hoofdstuk genoemde

"specifieke" mee- en tegenkoppelingen en met enkele stoffen.

- 55 -

- Het extrapoleren van een voor het (recente) verleden geschatte ex-

ponentiële groei in atmosferisch gehalte en de daaruit door [25]

voorspelde toenam~e (zie tabel 3) (en de onzekerheden (zie figuur

12) in de toename) van het atmosferisch gehalte van de verschillen-

de stoffen is discutabel, onder andere vanwege de mogelijkheid van

effektief milieubeleid. Dit komt verder ter sprake in hoofdstuk 7.

- Afkoeling door aerosolen is niet meegerekend.

- Andere onderzoekers zijn andere meningen toegedaan, volgens [102]

zijn bijvoorbeeld CH~ en NH3 belangrijker en Nz0 minder belangrijk

dan volgens [25].

- [25] betekent een broeikas-effekt van 0,44°0 door toename van Freon

(F-11 en F-12) en de afname v~~ statosferisch ozon. Opvallend is

dat andere onderzoeken (bijvoorbeeld [27, 46]) daarentegen uitkomen

op een verkoelend effekt eveneens door toename van freon (F-11 en

F-12) en afname vm~ stratosferisch ozon, [27] betekent bijvoorbeeld

een aFkoelin~ met 0,2°C. Volgens [31] is dit een gevolg van ver-

schillen in het vertikaal profiel in de stratosfeer van de afname

van het ozon-gehalte en daaruit volgende temperatuurprofiel en ver-

andering in watergehalte van de stratosfeer. Bedacht moet worden

dat het zowel bij [25] als [27] slechts om modelberekeningen gaat.

De conclusie uit bovenstaande beschouwing is dat de uitkomsten van

[25] voorlopig als willekeuri~ voorbeeld en als maximum gehanteerd

moeten worden.

Tabel ~~. Atmosferisch gehalte in 2030 vergeleken met 1980 (= 1,0)

volgens [25] "best estimate".

C02 1,33

CH~ i, 42

N2 0 i, 25

O~ (T)

o~ (s) 0,9F-il 6,1

F-~2 6,%

- 50 -

Figuur 12. Mondiale temperatuurstijging door C01 en andere broeikas-

gassen (zie tabel 5) volgens [25].

CUMULATIVE SURFACE WARMINGFOR ADOPTED TRACE GAS SCENARIO( Perlod:Fif~y Yeers from 1980 Levels)

Ronge

TRACE GASES

2.5 =

Conclusies

Naast C0~ zijn er nog andere stoffen die een broeikas-effect of een

verkoelend-effect teweeg kunnen brengen. Bijvoorbeeld aerosolen,

distikstof-monoxide, freon, methaan en ozon. Ook bij deze stoffen is

het gehalte van de atmosfeer door menselijke activiteiten toegenomen

en wordt een verdere toename voorspeld. Gezamenlijk kunnen ze netto

een broeikas-effect veroorzaken dat kleiner is of in dezelfde orde

v~~ grootte ligt vergeleken met het broeikaseffect door COl. Ook hier

zijn echter belangrijke onzekerheden omtrent de toekomstige emissie

van deze stoffen, de atmosferische verblijftijd, diverse mee- en te-

genkoppelingen en chemische interacties onderling en met andere stof-

fen.

- 57 -

í=. KLIMAAT-EFFEKTE~

Tot nu toe is in dit rapport de aandacht geconcentreerd op het broei-

kas-effekt sec: een gemiddelde opwarming van het aardoppervlak door

C02 en andere stoffen in de atmosfeer. De vraag is nu wat voor kli-

maatveranderingen dit broeikas-effekt tewee~brengt~ Belangrijke ne-

venvraag is wat voor andere oorzaken er zijn voor klimaatveranderin-

gen. In het schema in figuur 1 zijn deze vragen aangeduid met f en g.

Verder is natuurlijk van belang wat voor effekten klimaatveranderin-

gen hebben op energie (h) en op de maatschappij in het algemeen (i).

Dat komt pas in het volgende hoofdstuk ter sprake.

~,1. Klimaat-effekten door opw~ìming en meer C0Z

Bij de bespreking van klimaat-effekten in deze paragraaf wordt de

volgende opdelin~ gehanteerd.

- verdeling van de temperatuurstijging

- veìmlderingen in ciìculatiepatronen

- ver~~deringen in neerslag(patìoon)

- veranderingen in bioproduktiviteit

- veranderingen in zeespiegel//jsmassa’so

Deze worden nu afzonderlijk behandeld, waaìbij wordt aangetekend dat

ze elkaar onderling sterk beïnvloeden.

Verdeling temperatuurstijginK

De opwarming door het broeikas-effekt zal niet gelijk over de aarde

verdeeld zijn. Op hogere breedtegraden (naar de polen toe) zal de

temperatuurstijging groter zijn en op lagere breedte (bij de evenaar)

kleiner. Dit wordt vooral toegeschreven aan een verkleining van de

ijs- en sneeuwöedekking op hogere breedtegraden, waardoor de albedo

afneemt. Deze grotere temperatuurstijging zal in de winterperiode

relatief nog wat groter zijn omdat in de zomerperiode (pooldag) een

deel van de extra warmte voor smelten van ijs en sneeuw geconsumeerd

wordt, Van minder belang hier is dat de temperatuurstijging vertikaal

- 58 -

in de atmosfeer zal verschillen (zie fig~/ur 8) totdat, op grotere

hoogte, in stratosfeer sprake zal zijn van een temperatuurdaling.

Om de regionale en temporele spreiding in de temperatuurstijgin~ te

kunnen voorspellen wordt door veel onderzoekers gebruik gemaakt van

drie-dimensionale modellen (OCM’s = General Circulation Models). Bij

deze modelberekeningen spelen de onzekerheden een rol die al in

hoofdstuk 3 zijn besproken, zoals het niet meenemen vsn diverse mee-

en tegenkoppelingen en het ~ebruik van verhoudingsgetallen als

"fysische" constante in de berekeningen. De grootste onzekerheden

zitten in de zee-ijs/albedo-meekoppeling, toe- of afname van bewol-

king, de invloed van zeestromingen, veranderingen in neersla~patroon

(sneeuw) en de biomassa-responsie. De uitkomsten van GCM’s zijn ten-

tatief.

Slechts ter illustratie en uitdrukkelijk als willekeurig voorbeeld is

in figuur 13 de uitkomst van een dergelijke GCM-modelberekenin[ te

zien [48]. Volgens dit model leidt een verdubbeling van het COl-ge-

halte van de atmosfeer tot een wereld[emiddelde temperatuurstij[inz

van bijna 5°C. Naar de polen toe loopt deze op tot 6 à 8°C (’s win-

ters zelfs tot 12°C), aan de evenaar blijft de temperatuurstij[ing

beperkt tot 4°C. Er zijn de afgelopen jaren veel van dit soort model-

len gemaakt. De meeste modellen geven een naar de polen toe meer

geprononceerde temperatuuurstijging te zien dan het model van [48].

Volgens [47] komt dit doordat de zee-ijs/albedo-meekoppeling in de

berekening van [48] in belangrijke mate (tevee! volgens [47]) wordt

gecompenseerd door meer wolkenvorminz op ho[ere breedte. Ongetwijfeld

speelt echter ook een rol dat in [48] de invloed van zeestromingen is

meegenomen, in andere GCM’s wordt eenvoudig het atmosferisch horizon-

taal warmtetransport proportioneel vergroot.

Uit fig~]ur 14 blijkt dat een aanzienlijk deel van het horizontale

warmtetransport via zeestromingen plaatsvindt. Wanneer er geen zee

zou zijn, dan zou het in Nederland’s zomers ongeveer +4O°C en’s

winters -45°C zijn [Ii]. Over de omvang van het zeestroming-warmte-

- 59 -

~Temperatuur-veranderin~ bij verdubbeling van het atmosfe-

risch COz-~ehalte volgens [48].

°6O

-90F M A M J J A S 0 N 0 J

Mon~h

- 60 -

4

3

2

1

-i

-2

-3

-4

Figuur 14. (Noord-)poolwaarts warmtetransport (vanaf warmere gebieden

(evenaar)) [51].

Energieoverdracht in de

eenheid 1019 kcal/jaar

~ Totaal

---- Konvektie

..... Kondensatie en verdam:

......... Zeestromingen

90 70 50 30 i0 i0 30 50 70 90

Noord Breedtegraad Zuid

transport bestaat overigens onenigheid. Volgens veel onderzoekers is

het transpoït groter dan in figuur 14 is asngegeven [50].

Over de GCM’s en hun uitkomsten vindt een levendige discussie plaats

in wetenschappelijke kringen. Belangrijke constatering hierbij is dat

in het algemeen GCM’s de temperatuurstijging te hoog voorspellen om-

dat de mee- en tegenkoppelingen zo groot mogelijk worden ingeschat.

Een van de redenen hiervoor is dat veel GCM’s ontwikkeld zijn uit

weervoorspellingsmodellen waarvan de koìte-termijn voorspellende

waarde belangrijker is dan de vraag of de modelparameters (mee- en

tegenkoppelingen) fysisch correct gedefinieerd en gebruikt zijn.

Volgens [47] kan op grond van de GCM’s geconstateerd worden dat een

verdubbeling van het C02-gehalte leidt tot een wereldgemiddelde tem-

peratuurstijging van 1,5 à 5,5°C, zie figuur 9. Volgens de door [47]

- 61 -

gecompileerde GCM’s zou de huidige temperatuurstijging (als gevolg

van het historische verloop v~~ het atmosferisch COl-gehalte) 0,3 à

I,I°C moeten zijn. Een dergelijke temperatuurstijging is nog niet ge-

constateerd (en km~ eigenlijk ook niet geconstateerd worden, zie

hoofdstuk 3). Op hogere breedte, waar de temperatuurstijging 1,5 à 2

x zo groot zou moeten zijn, is eerder sprake van een lichte tempera-

tuurdaling gedurende de afgelopen 50 jaar. Bovendien zou er volgens

alle GCM’s sprake moeten zijn van een duidelijke afname yam sneeuw en

ijs. In werkelijkheid is het eneeuwdek de laatste decennia juist toe-

genomen [49].

Desondanks wordt toch een grotere temperatuurstijging op hogere

breedte (naar de polen toe) verwacht. De fysische processen die voor

een dergel~jke tempeìatuurverdeling zorgen zijn immers duidelijk. De

termijn waaìop zo’n verdeling (na een wereldwijde temperatuurstij-

ging) tot stand zal komen is echter onbekend. De GCM’s geven namelijk

alleen een nieuwe "evenwichtstoestand" weer, maar zeggen weinig over

hoe snel dat evenwicht bereikt wordt. Het is goed mogelijk dat de

temperatuurverdeling (nieuw evenwicht) pas decennia na de initiële

temperatuurstijging tot st~~d komt. De observaties van [49] vormen

hiervan wellicht een illustratie.

Verm~deringen in circulatiepatronen

Naast de temperatuurverdeling kunnen in het algemeen circulatiepatro-

hen verm~deren. Kleine veranderingen in atmosferische circulaties of

in zeestromingen kunnen lokaal belangrijke klimaat-effekten hebben.

Waar dergelijke effekten precies optreden valt echter niet te voor-

spellen. Atmosfersiche circulatiepatronen zijn in de GCM’s weliswaar

expliciet opgenomen, de uitkomsten op lokaal niveau vertonen echter

grote verschillen ten dele als gevolg van de grofmazigheid van de

GCM’s. Zeestromingen zijn niet (of sterk versimpeld [48]) in de GCM’s

opgenomen zodat over veranderingen van zeestromingen nog niets kwan-

titatief gezegd kan worden.

- 62 -

Wel kunnen kwalitatíeff enkele tendensen worden aan~e[even, bijvoor-

beeld:

- door de verdeling van de temperatuurstij[ing zullen temperatuur-

verschillen in de oceaan op den duur verminderen. Dit kan zeestro-

mingen vertragen (bijvoorbeeld door vertrazin~ van polaire advec-

tie)o

- door temperatuursti3[ing kunnen de Hadley-cellen (zie figuur 15) en

andere stabiele atmosferische circulatiepatronen versterkt woìden

en iets naar ho~eFe breedte[raden opschuiven. De "jet streams"

(krachtige Westenwinden van 200 à 500 km/uur op 12 km hoogte (sub-

tropische jet stìeam) en instabiel op ca. 7 km hoogte (polsire jet

stream)) kunnen daardoor iets veranderen. Lokaal kan dit het kli-

maat beïnv!oeden. In Nederland bijvoorbeeld wordt het weerpatroon

in belan[rijke mate bepaald door interactie van de polaire jet

stream met heìgketens in Amerika [51].

Ver~]derinF~_n in neerslagpatroon

Bij temperatuurstijging zal meer water verdsmpen: 2 à 5°C tempera-

tuurstijging leidt tot 5 à 10% meer waterverdamping. Uiteraard zal

dus ook meer neerslag optreden. De vraag is waar. Op wereldschaal

vindt thans 86~ van de verdamping en 78~ van de neerslag op zee

plaats

Volgens een aanta! onderzoekers zal hij het broeikaseffekt vooral

meer neerslag optreden in de winterperiode op hogere breedtegraden

(naar de polen toe), aan de Oostkust van continenten en aan de eve-

naar~ en za! minder neerslag optreden in de zomerperiode en wellicht

in een smalle subtropische zona tussen de dertigste en veertigste

breedtegraad en op hogere breedte aan de Westkust van continenten.

Dit algemene patroon vindt zijn oorzaak in de toegenomen verdamping

en in versterking en kleine verschuiving van de Hadley-cellen (zie

fig~u~ 15). Slechts ter illustratie en uitdrukkelijk als willekeurig

voorbeeld is in figmur 16 de veranderin~ v~~ neerslag en veìdamping

weergegeven volgens een berekening met het GCM van [52]. Meer in lo-

kaal detail lopen de veranderingen in neerslagpatroon volgens diverse

- 63 -

Figuur i~. Atmosferische ¢irculaties. Best ontwikkeld zijn de

"Hadley"-cellen aan weerszijden van de evenaar [51].

2O

i0

Hoogte

km

~--~.o..<~ , ; ,k I~ z I," " o_,.- .~- ~ ,~,, ~~~//, ,,, j’--.~-.--...~’//~ 1/~ , ~ ,I¯ ~__, .!li~i, . .~, .... , ., ~, _ +_, _iii, I/1"~,, - "’, "’’, - r" 11111I.., ,,~’’ I

90 70 50 30 0 30 50 70 90Noord Breedtegraad Zuid

modellen sterk uiteen. Het presenteren van een kaartje zou hier dan ,

ook misleidend zijn. Het ene GCM voorspelt bijvoorbeeld een sterke

vermindering van de neersla~ in het Zuid-Westen van de VS terwijl

volgens een ander GCM (bijvoorbeeld [50]) neersls[ en verdampin[ in

deze re[io niet noemenswaard veranderen. Daarbij komt dan nog dat in

al deze modellen de onmiskenbare invloed van zeestromin[en op neer-

slagpatronen (en op temperatuurverdelin[ en verdamping) niet is mee-

genomen. Vergelijk bijvoorbeeld de verdeling van de temperatuurstij-

gin[ in figmur 13 en 16 (in beide zevallen gemiddeld 5°C). Voorspel-

linnen van veranderin[en in neerslagpatroon als gevolg van het broei-

kas-effekt zijn no[ onzekerder dan voorspellin~en van de temperatuur-

stij~ing~ doordat meer factoren erbij een rol spelen. Een eenduidize

richtinz~evende uitspraak over veranderinz van neerslag op regionaal

niveau (bijvoorbeeld Nederland of West-Europa) is no[ niet mo[elijk.

- 64 -

~uur 16. Neerslag (a), verdamping (b)

stijging (°C) volgens [52]°

en bijbehorende temperatuur-

Veranderin~ in bioproduktiviteit

Door meer CO~ (tot 1500 ppm aan toe) groeien planten beter, Verder

kan meer ~eerslag planten beter doen groeien. In koude streken op

hogere breedtegraden doet een temperatuurverhoging planten beter

groeien of maakt plantengroei mogelijk op plaatsen waar dat voorheen

niet kon. In subtropische streken (rond de dertigste breedtegraad)

zal een afname van de neerslag en een temperatuurverhoging plsnten-

groei echter vermindereno

0ve~ deze veranderingen in bioproduktiviteit bestaan verschillende

schattingen. Volgens [53] bijvoorbeeld heeft de toename van CO2 in de

atmosfeer (gedurende de afgelopen 25 jaar) met 75 GtC geleid tot een

- 65 -

toename van de landbiomassaproduktie met rond 2 GtC per jaar. Dit is

alleen het effekt van C02-bemesting en dus exclusief het effekt van

meer neerslag, temperatuurveìhoging, ontbossing en humusafbraak.

Netto neemt momenteel het landbiomassa-reservoir immers vermoedelijk

juist af met enkele GtC per jaar (zie hoofdstuk 3) vooral door antro-

pogene ontbossing en brm~dhoutgebruik. Volgens [4] is er echter spra-

ke van een kleine netto toename.

Over de gehele aarde genomen wordt uiteindelijk toch een verhoging

van de bioproduktiviteit verwacht door het broeikas-effekt. Dit kan

klimaatgevolgen hebben, zoals het verschuiven van groeigrenzen naar

hogere breedten. In het al~emeen heeft meer biomassa verder een dem-

pende invloed op lokale klimaatveranderingen, en dient het als een

"put" voor toename van C02 in de atmosfeer. Ter illustratie zijn in

figuur 5 de omvang van het land-biomassa-reservoir (boven- en onder-

gronds) en de jaarlijkse aangroei (in ongestoorde toestand) weer~ege-

yen voor de verschillende klimaatzones.

Veranderin~en in zeespie~el/ijsmassa

Door het broeikas-effekt kan de zeespiegel veranderen door verschil-

lende oorzaken.

Door thermische expansie van water zal de zeespiegel stijgen. Wanneer

het enkele graden warmer wordt zal de zeespiezel daardoor met enkele

centimeters of decimeters ku~men stijgen [56, 57, 58]. Hoeveel valt

niet precies te zeggen. Dit hangt bijvoorbeeld af van de dikte van de

menglaag in de oceaan en de mengin[ssnelheid die men aanneemt en de

waarde die men aan observaties van zeespiegel en temperatuur toekent~

Door veranderingen van zeestromingen kan de zeespiegel lokaal veran-

deren. Het kan daarbij ga~~ om enkele centimeters stijging of daling.

Door versndering in waterverdamping zal de zeespiegel niet noemens-

waard veranderen, het gaat om millimeters.

Door smelten of afkalven van landijs kan de zeespiegel stijgen. Wan-

neer al het landijs op aarde zou smelten dan zou de zeespiegel met 60

- 66 -

à 70 meter stijgen. Het meeste landijs (91,1%) ligt op Antarctica

waar de temperatuur gemiddeld -20 à -50°C is, zie figuur 20. Een tem-

peratuurtoename met enkele °C, zoals bij het broeikas-effekt ver-

wacht, zal de afsmelting/afkalving v~~ Antarctica niet noemenswaard

doen toenemen. Blijft over landijs op Groenland (8,4~ van wereldto-

taal) en op andere plaatsen (0,5Z) zoals Ellesmere land (Cm~ada)

[58]. Bij een temperatuurtoename met enkele °C zou een deel van het

landijs kunnen smelten/afkalven waardoor op den duur de zeespiegel

met enkele decimeters of enkele meters zou kunnen stijgen.

Door veranderingen in neerslag kan de ijsaccumulatie (sneeuw) op

landijs veranderen waardoor de zeespiegel verandert. Door het broei-

kas-effekt neemt de neerslag toe (2 à 3°C temperatuurstijging bete-

kent 5 à 10% meer waterverdamping). Verwacht wordt dat op landijs de

neerslag nog iets meer zal toenemen. Vooral op Antarctica, waar het

klimaat nu erg droog is (op sommige plaatsen het midden van Oost-

Antarctica minder dan 5 cm/jaar, oplopend tot maximaal 68 cm/jaar aan

de Westkust) is dit van belang. In figuur 17 is aangegeven dat bij

het broeikas-effekt door neerslagtoename het ijsvolume met enige pro-

milles kan toenemen corresponderend met een zeespiegeldaling met en-

kele decimeters.

Figuur 17. Toename ijsvolume op Antarctica bij temperatuurstijgin~

(°K op zeeniveau) in combinatie met neerslagtoename (%),

volgens voorspelling van [55].

+6K

100 200TIME (YR)

Op zeer lange termijn (tienduizenden jaren) zou door de toegenomen

sneeuwdruk en toegenomen ijssnelheid (door temperatuurtoename van heI:

ijs) de afkalving weer gaan toenemen. De meeste onderzoekers verwach-

ten dat bij het broeikas-effekt afsmelten/afkalven en aangroei (door

meer sneeuw) van landijs elkaar ongeveer in evenwicht zullen houden.

Zie bijvoorbeeld figuur 18 en 19. Deze verwachting is gebaseerd op

algemene meteorologische en glaciologische inzichten en niet op mo-

delberekeningen. Uitkomsten van GCM’s zijn op dit punt immers ontoe-

reikend omdat veranderingen in het neerslagpatroon niet goed voor-

speld kunnen worden wanneer zeestromingen niet adequaat in het model

zijn opgenomen. Een ander probleem is dat de verhouding afsmelten en

afkalven versus accumulatie niet precies bekend is voor 8roenland en

Antarctica.

Fi~ur 18. [14] Afsmelting en accumulatie van sneeuw als functie van

de temperatuur aan het aardoppervlak, alsmede het

temperatuurverloop aan het oppervlak van de Groen-

isndse en Antarctische IJskap.

.km m/ir

2000 T 4Antarctica

i 1000 1- 2Groenland

0

L..__oppervlakte temperatuur (°C)

afsmelting

Teaccumulatie

0 2O

- 68 -

Wanneer zee-ijs smelt is er geen sprake van zeespiegelstijging, het

volume water neemt niet toe. Op Antarctica is evenwel sprake van een

grote hoeveelheid landijs die tot 500 ~ 1500 m beneden de zeespiegel

op de gìond rust: de West-Antarctische ijskap. Vanuit deze ijskap

worden ijsplaten "ice-shelf" ~evormd die op enkele plaatsen ("pinnin~

point/ice rise") aan de ~rond lopen, of van eilanden weerstand ondeì-

vinden, zie figuur 20 [56, 67]. Daarna kalft de ijsplaat af waarbij

regelmatig de karakteristieke tafelijsbergen worden gevormd. Wanneer

de zeewatertemperatuur toeneemt zou het ijs eerder los kunnen komen

Figuur 19. Schatting zeespiegelver~~dering (meters) door afsmelten

Groenland en accumulatie Antarctica vol~ens een broeikas-

scenario [56].

+I- massaba[ans - elf et f

-1 I ]1950 2050 2150

van de bodem wat gezien de bodemtopografie ter plaatse leidt tot in-

stabiliteit van de ijskap. Totale desintegratie van de West-Antarc-

tische ijskap zou de zeespiegel net ca. 5 m doen stijgen. Meeste zorg

- 69 -

gaat hierbij uit naar de situatie in de Ross-zee. Of en wanneer des-

integratie zal optreden door het broeikaseffekt valt moeilijk te

voorspellen. Volgens sommige onderzoekers is bij een mondiale tempe-

ratuurstijging met 5°C totale desintegratie van de West-Antarctische

ijskap binnen enkele eeuwen te verwachten, volgens anderen kan het

langer duren of "nooit" gebeuren [67]. Problemen hierbij zijn onder

andere het ontbreken van adequate oceaanmodellen, gebrekkige inzich-

ten in zeestromingen rondom Antarctica, onduidelijkheden omtrent de

dynamiek van ijs- en gesteente-bewegingen en verschillende interpre-

taties van paleoklimatologische gegevens. Zie ook paragraaf 5.2.

A1 met al is de relatie temperatuur/zeespiegel niet eenduidig. Er

zijn veel verschillende kwantificeringen van gemaakt. Ter willekeuìi-

ge illustratie zijn in tabel 4 effekten op de zeespiegel weer~egeven

bij het bìoeikas-effekt naar schatting van [67]. Wanneer we even af-

zien van de "autonome" base-trend, die later besproken zal worden,

blijkt dat volgens deze onderzoeker een mondiale temperatuurstijging

met 2 à 4°C zal leiden tot een zeespiegelstijging met 13 à 51 cm

[67]. Op zeer lange termijn is een stijging met enkele meters moge-

lijk door desintegratie v~~ de West-Antarctische ijskap. Volgens [67]

is het begin van zo’n desintegratieproces bij 2 à 4°C temperatuur-

stijging echter erg onwaarschijnlijk. Maar is desintegratie echter

eenmaal begonnen dan wordt verwacht dat de zeespiegel in 6 à 8 eeuwen

tijd met ca. 5 m zal stijgen [67].

Van belang hierbij is nog dat een zeespiegelstijging niet uniform

oveì de wereld verdeeld zal zijn doordat verdwijnen van ijsmassa’s

het zwaartekrachtveld van de aarde verandert. Is er bij verdwijnen

vsn (delen van) de West-Antarctische ijskap een mondiaal gemiddelde

zeespiegelstijging van een x-aantal meters dan zal deze volgens [78]

in Nederland eerst i04, in New York 154 en op Hawaï 25Z groter zijn.

Na circa 1000 jaar zou volgens dezelfde berekeningen het verschil met

de gemiddelde stijging gestabiliseerd zijn op voor deze drie gebieden

respectievelijk 3~, 7% en 174.

Figuur 20. [67] 0verzichtskaart Antarctica met gemiddelde oppervlak-

tetemperatuur’s zomers (a) en’s winters (b).

T

AMUND5EN

SEA

ROSS SEA 37

ANTARC, TICA

ICE SHELLANO

- 71 -

~iguur 20. [67] Vervolg. IJsplaten in Weddell- en Ross-zee~ met

ijsstromen en plaatdikte (meters).

WestAntarctica

SE.4

ROSS ICE SHELF

Figuur 20.

- 72 -

[67] Vervolg. Illustratie mogelijk desintegratieproces

West-Antarctische ijskap via Ross-zee.

2

2

PRESENT

800 1200D[STANEE (KM)

z,,00 800 1200DISTANCE (KM)

<00 800 1200DISTANCE (KM)

- 73 -

Figuur 20. [67] Vervolg. $chematische weergave van uitbreiding of

terugtrekken v~~ landijs bij stabiliserende

bodemtopografie (a: Groenland, 0ost-Antarctica) of

instabiliserende bodem topografie (b: mogelijk bij

West-Amtaretica).

advance

ba~k

- 74 -

Tabel 4. [67]. Schatting wereldgemiddelde zeespiegelrijzing (cm) bij

2 à 4°C tempeìatuurstijging.

Anticipated rise Effect on longerin 2085 AD time scales

more or less the sameThermal expansion of

8- 16 decreasingMelting of mountain

glaciers I0 - 25 decreasin~Growth Antarctica more or less the sameMelting of Greenland increasing

TOTAL : 28 - 66

Disintegration ofWest Antarctica 0 strongly increasing

TOTAL : 28 - 66 several meters withina few cen~uries

5.2. Klimaat-effekten door andere oorzaken

Het klim~at op aarde verandert voortdurend, door natuurlijke en ~~-

tropogene oorzaken. Onderzoek hiervan is belangrijk om de modellen

waarmee het C0z-broeikas~effekt wordt doorgerekend te valideren en om

inzicht te krijgen in effekten van klimaatveranderingen. Reconstruc-

tie van klimaten uit het verleden speelt hierbij een belangrijke rol.

Klimatologen die zich met natuurlijke klimaatveranderingen in het

verre verleden bezighouden ontwikkelen meestal een soort "Oaya" (Moe-

der Aarde)-visie, waarbij de aarde als een zelfregulerend "levend"

organisme wordt beschouwd. Over de rol van ~~tropogene klimaatveran-

deringen, die zich pas relatief recent doen gelden, zijn de meningen

dan verdeeld. Sommigen zien antropogene aktiviteiten als een kanker-

gezwel, anderen juist als het (ontluikende) bewustzijn van Gaya.

- 75 -

Bij de bespìeking van klimast-effekten wordt dezelfde opdeling ge-

volgd als in paragraef 5.1.

Verdeling temperatuur

Het is bekend dat in het verleden het klimaat op aarde zowel kouder

als warmer is geweest. In figuur 21 is dit schematisch weer~egeven.

In de afgelopen eeuwen/millenia was de temperatuurfluctuatie ca. i à

1,~°C. In Europa zijn warmere periodes te onderscheiden, zoals in het

begin van de jaartelling en in de Middeleeuwen, en koudere periodes

zoals de "kleine IJstijd" rond 1700.

Tijdens de laatste echte ijstijd, de periode tussen 10.O00 en 7~.000

jaar geleden, was het gemiddeld 3 à ~°C kouder dan nu (in Europa was

het 1O à 15°C kouder). Dergelijke ijstijden en warmere perioden ("in-

terglaciaal") volgen elkaar regelmatig op. De huidige tijd is een

"interglaciaal", normaliter zal de komende (tien-)duizenden jaren

weer geleidelijk een nieuwe ijstijd beginnen° Fluctuaties in het aar-

de-zon-systeem of sutonome processen op aarde worden gezien als moge-

lijke oorzaken van ijstijden en warmere perioden. Hoe dat precies in

zijn werk gaat is echter niet bekend. Vele theorieën zijn ontvouwd

over hoe een ijstijd ontstaat. Vreemd genoeg zijn er minder theoìieën

hoe een warme periode ontstaat, hoewel de overgang van koud naar warm

abrupter blijkt (zie figuur 21) waarvoor een duidelijke oorzaak waar-

schijnlijker lijkt.

In deze theorieën nemen "tri~ger"-mechanismes (kleine veranderingen/

grote gevolgen) en "fase"-overg~~gen (van de ene naar de andere

evenwichtstoestand) een centrale plaats is. Dit maakt ze moeilijk

verifieerbaar en "modegevoelig". In veel van deze theoriën spelen te-

genwoordig dan ook C02 en zeestromin~en een rol. Bijvoorbeeld: tij-

dens een interglaciaal komen door opwarming geleidelijk aan zeestro-

men "tot stilstand", waardoor de ijsbedekking aan de polen zich gaat

uitbreiden. Of: tijdens een ijstijd gaan vertikale zeestromingen op-

treden waardoor meer C02 naar de atmosfeer onstnapt wat een broeikas-

- 76 -

Figuur 21. [92] Historisch temperatuurverloop in Nidden-Europa.

Schatting van gemiddelde temperatuur op aarde,

duizenden/miljoenen jaren geleden.

I 1

3 4 5 6

800 800 400 280.i

MILJOEN JAAR0,2

1

T

120 100 80 80 40 20DUIZEND JAAR

MO

DUIZEND JAAR

1810 1830 1850 1870 1890 19~0 1930 . 1950 19703AAR

¯ 1905 1915 1925 1935 T945 1955 1965 !975JAAR

ST6691

~ ................. tFIIV%[lrrN ~

- 77 -

~i~uur 22. [53] Gemiddelde temperatuursveranderin~ in de afgelopen

eeuw in Tropische (T), Gematigde (G) en Koude (K) klimaatzone.

A T (°C)

1900 2000

effekt en toename van de plantengroei teweegbrengt waardoor het

ijs wordt teruggedrongen [3]. In tegenstelling hiermee zijn er echter

ook theorieën waarin de sterke toename v~~ het atmosferisch C02-ge-

halte juist wordt besohouwd als een "tçigger" waardoor binnenkort een

nieuwe ijstijd zal aanbreken [59], zie ter illustratie figuur 25.

Andere theorieën leggen meer nadruk op autonome "interne" processen

op de aarde zelf. Er zijn bijvoorbeeld theorieën waarin de afwisse-

ling van ijstijden en warmere periodes verklaard wordt door wissel-

werking tussen ijsbedekking en onderli~gend gesteente. Door landijs

wordt de bodem naar beneden [edrukt. Wm~neer 18ndijs verwijderd is

komt het onderligzende gesteente omhooz (uiteindelijk met ca. i/3

deel van de landijs-dikte) en kan, door toenemende hoogte (bereiken

van de "sneeuw~rens"), weer opnieuw met sneeuw en ijs bedekt raken.

De verschillen in dynamiek (ijs smelten gaat uiteraard sneller dan

- 78 -

opheffing van gesteente) en op een langere tijdschaal eventuele aard-

as zwenkingen en/of de "drift der continenten" (continenten in pool-

gebieden of niet) kunnen een verklaring geven voor recente ijstijden

/ snelle opwarming en warmere en koudere perioden op een schaal van

tientallen miljoenen jaren. Vergelijk ook figuur 21, 26 en 28.

Temperatuurschommelingen zijn naar de polen toe meer geprononceerd,

zie figuur 22. Dit ondersteunt in het algemeen de uitkomsten van de

broeikas-effekt-modelberekeningen. Uit paleoklimatologisch onderzoek

blijkt ook dat de gevolgen van een ijstijd op hogere breedtegraden

veel duidelijker zijn dan rond de evenaar. Tijdens de laatste ijs-

tijd was Europa grotendeels met ijs en toendra bedekt terwijl er in

de Tropen nauwelijks sprake van afkoeling was.

Kijkt men nog verder terug in de tijd dan is de huidige afwisseling

van ijstijden/interglacialen te beschouwen als een relatief korte

(enkele miljoenen jaren) koude periode (zie figuur 21). Uit paleokli-

matologisch onderzoek blijkt dat ook de gevolgen van een warme perio-

de op hogere breedte duidelijker te merken zijn. Het is waarschijn-

lijk dat tussen 3,5 en 14 miljoen jaar geleden de Noordelijke IJszee

(Arctische Oceaan) geheel ijsvrij was. Daarna is de huidige serie

ijstijden begonnen, met af en toe weer korte ijsvrije periodes echter

niet na 0,7 miljoen jaar geleden.

Circulatiepatronen

Veranderingen in circulatiepatronen hebben lokaal grote invloed op

het klimaat. Een voorbeeld is EI Nino, het regelmatig eens per ~ à 7

jaar stilvallen/omkeren v~, de zeestroming voor de kust van Peru. Een

~~der voorbeeld is dat de Noord-Atlantische warme golfstroom zo’n

duizend jaar geleden een iets meer Westelijke richting had wat, in

combinatie met een warmere periode, nederzettingen op 0ost-Qroenland

mogelijk maakte. Bekend is ook dat tijdens de "kleine IJstijd" rond

1700 het water in de lerse zee 2 à 4°C kouder was dan nu. Veranderin-

gen in zeestromingen kunnen grote invloed hebben op de visstand, bij-

voorbeeld in kustgebieden waar opwaartse nutriënt-rijke stromingen

- 79 -

optreden, zie figuur 23. Veel historische gegevens over plotselinge

achteruit~ang van de visvangst hebben echter ook met overbevissing te

maken.

~ig~ur 23. [66] Nutriënt-rijke opstromingsgebieden en overheersende

luchtdruksystemen die de zeestroming aandrijven.

Een ander voorbeeld van mogelijke verandering van circulatie- en

neerslagpatronen door antropogene aktiviteiten is het regelmatig te-

rugkerende Russische plan om de strominzsrichting v~~ enkele grote

rivieren (Ob en Jenissei) te veranderen voor irrigatiedoeleinden in

Kazakstan en Uzbekistan.

Neerslag~atroon

Neerslagpatronen veìanderen ook regelmatig. Referentie [60] noemt in

dit verband dat 8.000 tot ii.080 jaar geleden de subtropische gebie-

den van Noord-Afrika en het Midden-Oosten aanzienlijk natter, alth8ns

meer begroeid, waren dan nu. Het huidige droge klimaat in deze ~ebie-

- 80 -

den kan een gevolg zijn van een natuurlijke versndering in neerslag-

patroon (einde ijstijd). Volgens de meeste auteurs zijn in dit geval

antropogene aktiviteiten (ontbossing/verwoestijning) echter belang-

rijker.

Bioproduktiviteit

Van veranderingen in bioproduktiviteit zijn historische en paleokli-

matologische gegevens voorhanden. Een paar voorbeelden.

Tijdens de warme periode in de Middeleeuwen, zo’n 1000 jaar geleden,

was er in Europa wijnbouw in En~eland en graanbouw in Schotl~~d (en

zelfs in IJsland en Noorwegen). In de kleine ijstijd rond 1700 daar-

entegen begon de lente in Engeland een maand later dan nu. Ook werd

de graanbouw in Schotland opgegeven, hoewel daar ook economische oor-

zaken voor aangegeven kunnen worden (import[raan uit koloniën).

In de periode v~~ 5000-7000 jaar geleden, die wellicht iets warmer

was dan nu, lag de boomgrens in C~nada 400 km noordelijker dan nu

[66].

De bioproduktiviteit v~~ landbouwgewassen is door autropogene aktivi-

feiten (veredeling, irrigatie, bemesting, ziektebestrijding) sterk

toegenomen. In de toekomst is een verdere toename waarschijnlijk.

Wellicht zal daarbij ook genetische manipulatie een rol spelen.

Veel dorre subtropische gebieden zijn vroeger bebost geweest. Zo’n

10.000 jaar geleden zijn op grotere schaal zwer~landbouw en veeteelt

begonnen. Later kwam de permanente landbouw. Door ontbossing en over-

begrazing zijn veel subtropische gebieden geërodeerd en verwoestijnd.

In gematigde klimaatzones is veel bos omgezet in landbouwgebied.

Algemeen is door m~tropogene aktiviteiten ongeveer 1/3 deel van het

"natuurlijke" bosoppervlak (dat mondiaal ca. 70.i0~ km~ zou beslaan)

verdwenen. Ook tegenwoordig vindt ontbossing plaats voor tropisch

hardhout-produktie en brandhoutgebruik, vooral in ontwikkelingslan-

den, terwijl herbebossing en omzetting in landbouwgebied beperkt

- 81 -

ziön. Het huidige tempo van de ontbossing ligt op rond O,l.lOG km2

per jaar. Voorbeelden zijn de zuidelijke uitbreiding van de Sahel-

zone, Noord-Oost-Brazilië en Kalimantan (Borneo),

Tijdens de laatste ijstijd, van i0.000 tot 70.000 jaar geleden, tra-

den in de ~ematigde klimaatzones grote veranderingen op. In Europa

verdween het bos en kwamen daarvoor landijs en toendra in de plaats.

Ook het oppervlak tropisch regenwoud werd kleiner. Na de ijstijd

breidde het tropisch regenwoud zich weer snel uit. Deze veranderingen

in bioproduktiviteit weerspiegelen zich in ht COz-gehalte van de at-

mosfeer, zoals dat blijkt uit metingen v~n in ijs ingesloten lucht-

bellen ondersteund dooì isotopenonderzoek van onder andere boomrin-

gen. Uit de schaarse meetresultaten is door [94] een tentatief ver-

loop van het atmosferisch CO~-~ehalte geopperd, zie figuur 24.

F~24. [53]. Mogelijk verloop atmosferisch COz-gehalte, afgeleid

uit in ijs in~esloten luchtbellen.

200

Age (104 e BP]

Figuur 2~.

- 82 -

COz als "trio~er" voor ijstijden, vol~ens [59].

llistoric £~fects of Carbon Dioxide Changeson Air Temperature and Ice Volume

/~ glacial-interglacial switch

V interglacial-~lacial switch

GL glacial period IG interglacial period

carbonate dissolutionepisone~ indicates timesof pulses of high at~]spheric CO/2

indicates low at~~,spheric CO/2

The ice is melting. Kapid forest growth.Rapid rise in CO/2 as continental ~~elves a~e filoo~ed.Decreased supply of phosphorus slows rare at whichphytoplankton can pump CO/2 fr~ atmDsphere to deep ocean.

CO/2 "bu~fer zone" due to spread and gçowth of for~stbiomass. Interglacial period.

Rapid rise in CO/2 at end of interglacial as deminerali-zation, and eventually aridity and cold, decrease forestbicmass. Anthropogenic CO/2 accelerates this phase.

D

E

F

G

H

Early glacial phase, P~peated (/O/2 pulses result frc~rapid destruction of forestso ,

Major glacial advances.

Interstadial CO/2 pulses result frc~ forest destruction aspluvial zones shift.

Extreme glacial adv~nce cools c~ean to produce down-

Ice begins rapid melt. L~w CO/2 n~ans less screening ofnear infrared rays from the sun causii~ glaci~l "sunAltered world circulation pattern deprives glaciers o£moistureo

Fig~uur 24 is vaak gebruikt voor pogingen om een verb~~d tussen

C02-gehalte en de ijstijd-cyclus aan te geven. Veel resultaat heeft

dit nog niet opgeleverd, mede door het "kip of ei"-probleem of

eerst het C0z-gehalte of eerst de temperatuur en ijsbedekking zijn

veranderd. Als willekeuri~ voorbeeld van resultaat van zo’n poging is

in figuur 25 een mechanisme getoond volgens welk een sterk stijgend

C02-gehalte een nieuwe ijstijd teweegbrengt.

Bijkomend probleem is dat de meetresultaten niet eenduidig op één

verloop wijzen. Door [85] bijvoorbeeld zijn uit de I~C meetresulta-

ten twee nogal verschillende verlopen van het atmosferisch B0~-gehal-

te geconstrueerd, waarvan één lijkt op figuur 24. Bovendien duiden

~~0 metingen weer op een ander verloop. Het enige dat met zekerheid

gesteld kan worden is dat het atmosferisch C02-gehalte 15 à

28.000 jaar geleden rond 280 ppm lag, hetgeen duidelijk lager dan

rond 308 ppm zo’n 5 à i0.800 jaar geleden.

Interessante vraag is natuurlijk ook wat het COl-gehalte is geweest

in de periode van 125.800 jaar geleden of meer dan 3 miljoen jaar ge-

leden toen het op aarde warmer was dan nu, zie figuur 2i. Dergelijke

metingen zijn (nog) niet bekend [61]. Mede daarom moet overigens fi-

guur 25 met de nodige scepsis worden bezien.

Zeespiegel-niveau/ijsbedekking

Voor zeespiegel en ijsbedekking op zeer lange termijn is vooral de

Antarctische ijskap van belang.De historie van het Antarctisch conti-

nent is samengevat in figmur 26. Eerst raakte 0ost-Antarctica met ijs

bedekt. Vm~ belang is dat vanaf 3,5 à 5 miljoen jaar geleden de Oost-

en West-Antarctische ijskappen voor het eerst zijn samengegroeid,

compleet met ijsplaten in Ross- en Weddell-zee. Deze ijsplaten hebben

zich daarna regelmatig uitgebreid en teruggetrokken. Er zijn echter

nog geen duidelijke aanwijzingen dat bij terugtrekking van de ijspla-

ten de West-Antarctische ijskap desintegreerde [67].

Tijdens de recente ijstijden was de zeespiegel 188 m of meer lager

- 84 -

F~Guur 26. [67] Historie Antarctica. Romeinse cijfers geven perioden

waarin de Ross-zee met meer ijs (volgens sommige

onderzoekers tot aan de rand van het Continentaal

plat) was gevuld dan thans.

z

I

02550.235-i0.205~0.1657o.~~~~0.107-0072-

dan nu, door accumulatie van im~dijs elders op de wereld (Noordelijk

halfrond). In de loop van de vorige warme periode, zo’n 125.000 jaar

geleden, is de zeespiegel met 5 à 7 meter gestegen. In die periode

was het vermoedelijk gemiddeld 3°C warmer dm~ nu. Over de oorzaken

van dit voorhistorische zeespiegel-niveau lopen de meningen uiteen.

Er zijn drie theorieën. Volgens vele auteurs (zie bijvoorbeeld [62])

is het een gevolg van een eerdere desintegratie van de West-Antarc-

tische ijskap. Ook het volledig afsmelten van l~~dijs op Groenland

zou het gestegen zeeniveau kunnen verklaìen. Volgens [58 en 67] daar-

entegen zijn zowel de desintegratie- als de afsmeltingstheorie on-

waarschijnlijk. Volgens [58] omdat isotopen- en sediment-onderzoek

geen ondersteunende gegevens opleveren en omdat in een eerdere nog

warmere periode (4 à 6 miljoen jaar geleden) het oppervlak van de

Antarctische ijskap groter was dan nu. Als verklaring vooì het hogeìe

zeespiegelniveau 125.000 jaar geleden oppert [58] dat de Antarctische

ijskap als geheel toen kleiner was dan nu gezien de snelheid waarmee

de Antarctische ijskap groeit en de vermoedelijk lagere temperatuur

van de voorgaande ijstijd waardoor meer ijs elders (niet op Antarcti-

ca) was opgeslagen. Het door [58] mede op grond van meteoriet- en

isotopen-analyse geschatte verschil in omvang v~~ de Antarctische

ijsksp toen en nu correspondeert met de toenmalige hogere zeespiegel.

Een ander voorbeeld dat vaak wordt aangehaald is een ijskap ten Noor-

den van de Hudson baai in Csnada 7800 jaar geleden in enkele eeuwen

desintegreerde gelijktijdig met een snelle zeespiegelstijging met 7 à

i0 meter in Noordwest-Europa. Dii vond plaats ca. 2000 jaar nà een

vrij snelle temperatuurstijging a~_n het eind van de vorige ijstijd.

Vergelijk figuur 21. Het is echter de vraag of eenzelfde desintegra-

tie ook in West-Antarctica km~ plaatsvinden gezien onder andere geo-

metrische verschillen en de lagere breedtegraad.

Een nog recenter voorbeeld is de Oostkust van Groenland, die in de

warme Middeleeuwse periode vermoedelijk versterkt door een Westelij-

kere warme golfstroom, ijsvrij en "groen" was tot aan 81°N en bewoond

werd door Vikingen. Rond 132~ raakt Groenland geheel bedekt met ijs.

Tijdens de kleine ijstijd rond 1700 was IJsland 8 à 9 maanden per

jaar geheel door zee-ijs omgeven.

Gedurende de laatste eeuw is het zeespiegelniveau over de gehele we-

reld gestegen. Door sommige omderzoekers is dit in verband gebracht

- 86 -

Figuur 27. Mondiaal gemiddelde temperatuur en zeespie~el. Verloop

volgens [95].

5 Cm ~

met (thermische expansie van zeewater en smelten v~~ ~letsjers door)

een mondiale temperatuurstij~in[ zie bijvoorbeeld figuur 27. De zee-

spiegelobservaties zijn echter niet unaniem/uniform (sommige wereld-

zeeën zijn niet of nauwelijks ~eobserveerd), de observatieperiode is

ei[enlijk te kort voor statistische verbanden [67] en de [rootte van

het ~evonden "verband" kan moeilijk theoretisch (uit fysische ver-

schijnselen) verklaard worden. Ook verlagin[ van de waterspie[el in

meren (bijvoorbeeld de Kaspische zee) en antropo~ene aktiviteiten

zoals bijvoorbeeld oppompen en ~ebruik van ~rondwater, kanaliserin[

van rivieren en inklinkin[ van landbouw[ebieden kunnen daarbij een

zeespiegelstij[in~ in de orde van centimeters/decimeters teweez[e-

Figuur 28.

- 87 -

[67]. Opheffing van Scandinavië. Links: meters gedurende

de afgelopen 10.000 jaar. Rechts: huidige ophefFing

in centimeters per eeuw.

bracht hebben.

In Nederl~~d is de laatste eeuwen sprake van een iets grotere zee-

spiegelstijging met 20 cm per eeuw. Inpoldering en inklinking van

landbouwgebieden spelen hierbij een belangrijke rol. Op langere ter-

mijn (duizenden jaren) is er ook sprake van zeespiegelstijging door

tectonische daling vm~ Nederland met maximaal i0 cm/eeuw door isosta-

tische opheffing v~~ Scandinavië na de ijstijd, zie figuur 28 [67].

Verder is op lokale schaal de zeespiegelstij~ing in Groningen als

gevolg van bodemdaling door aardgaswinning interessant, zie figuur

29.

Ook smelten van ijs kan antropogene oorzaken hebben. Zo spelen bij

smelten vm~ gletsjers nabij dichtbevolkte gebieden ook depositie van

- 88 -

Fi~uur 29. [68]. Voorspelde bodemdaling (cm) in 2025 door aard~aswin-

nin~.

- 89 -

luchtverontreiniging en andere antropogene invloeden een rol. Voor

wat betreft Antarctica is de vrees ~euit dat delfstoffen-winning tot

versnelde afsmelting van de West-Antarctische ijskap kan leiden. In

het door de grote mo[endheden in 19~9 gesloten "Antaretica-verdrag"

is niets geregeld op dit punt omdat toentertijd rendabele delfstof-

fenwinning onder de extreme omstandigheden op Antarctica voor onmoge-

lijk werd gehouden. Inmiddels zijn door onder andere ervaringen in

Siberië en Canada rendabele e×ploitatiemethoden dichterbij gekomen en

is uit geologisch onderzoek gebleken dat in Antarctica delfstoffen

aanwezig zijn. Met name interessant zijn omvangrijke olievoorkomens

in het Continentaal Plat van de Ross-zee. Een ongeluk met een even-

tueel olieplatform aldaar is door bewegingen van de ijsplaat(zie fi-

guur 20) goed mogelijk. Dit kan grote olievlekken op de ijsplaat

brengen die door toenemende absorptie van zonlicht tot versnelde af-

smelting van het ijs kunnen leiden.

Conclusies

Meer C0z in de atmosfeer en een mondiale temperatuurstijging zullen

klimaatzevolgen hebben. Een belangrijk punt daarbij is dat de tempe-

ratuuìstijging niet evenredig over de wereld verdeeld zal zijn. Een

mondiaal gemiddelde temperatuurstij~in~ van 3 °C bijvoorbeeld zou

kunnen variëren van 1 °C op de evenaar tot 5 à i0 °C aan de polen.

Verdeì kunnen zeestromingen veranderen en de neersla[ toenemen. Re-

gionaal zullen klimaatgevolgen uiteenlopen tussen geen oí zeer drae-

tische veranderin~eno Welke veranderingen op zullen treden en waar

kan echter nauwelijks voorspeld worden. Een paar algemene trends

zijn:

- Vooral in koude en gematigde klimaten is een merkbare temperatuur-

stij[ing te verwachten~

- Door meer C0~, meer neersla~ en ho[ere temperatuur zal de planten-

groei toenemen en zullen groeizrenzen verschuiven naar hogere

breedten~

- Er zal meer ijs smelten en het zeewater zal uitzetten, daardooì zal

de zeespiegel met enkele decimeters kunnen stijgen. Aan de amdere

- 90 -

kant is ook enige daling vsn de zeespiegel mogelijk wanneer op Ant-

arctica meer neerslag (sneeuw) optreedt zodat de ijs massa daar

aangroeit.

- Op langere termijn van duizend jaar, bij voortga~nde C02-emissie

of zelfs als nawerking van de historische CO~-toename, bestaat de

mogelijkheid dat een deel van de ijskap op Antarctica gaat desin-

tegreren door hogere ijs- en zeewatertemperaturen, wa&ìdooì de

zeespiegel met enkele meters kan stijgen. De onzekeìheden hierom-

trent zijn echter zeer groot. De kans dat desintegratie begint is

in ieder geval erg klein. Is desintegratie eenmaal begonnen dan

tìeedt zeespiegelstijging met een vertraging van vijfhonderd ~ dui-

zend jaar op.

Als gevolg van de (verdeling van de)temperatuurstijging zal het

neerslagpatroon veranderen. De onzekerheden hierover zijn echter be-

duidend groter dan die over de tempeïatuurstijging, omdat geen goede

modellen beschikbaar zijn waarin de invloeden van de oceaan en wol-

kenvorming op neerslag en circulaties realistisch zijn verwerkt. Dit

maakt dat iedere uitspraak over neerslagveranderingen op regionaal

niveau met scepsis bezien moet worden. Er zijn pogingen gedaan wat

algemene trends aan te geven, zoals: Meer neerslag op hogere breed-

tegraden in de winter, aan de oostkust van continenten en in de Tro-

pen. Wellicht minder neersla[ in een subtropische zone, in de zomer

en aan de westkust van continenten. In het algemene zwakkere circula-

ties. Ook deze algemene trends zijn echter discutabel.

Klimaatveranderingen treden ook autonoom op. In vroeger tijden is de

temperatuur op aarde zowel lager als hoger geweest dan nu. In de af-

~elopen eeuwen/millennia was de temperatuurfluctuatie rond 1,5 °C. In

de periode tussen 10.000 en 70.000 jaar geleden, de laatste "ijs-

tijd", was het ca. 3 à 5 °C kouder dan nu. Dergelijke ijstijden vol-

~en elkaar re[elmati[ op. De huidige tijd is een "interglaciaal",

normaliter zal de komende (tien)-duizenden jaren geleidelijk een

nieuwe ijstijd beginnen. Kijkt men nog verder in de tijd dan is het

enige miljoenen jaren van nu weer beduidend warmer (geweest).

- 91 -

Een mogelijke temperatuurstijging met enkele °C, bij verdubbeling van

het C0a-gehal%e in de atmosfeer, is op een termijn van eeuwen bezien

abnormaal. Op zeer lange termijn van tienduizenden jaren is zo’n tem-

peratuurstiJging in dezelfde orde van grootte als de temperatuurda-

ling in een ijstijd. Een dergelijke zeer lange termijn komt in de

buurt van de leeftijd vm] de menselijke beschaving. Ook de zeespiege]

stijgt en daalt op een geologische tijdschaal regelmatig. In Neder-

land bijvoorbeeld is er over miljoenen jaren gerekend een langzame

daling van de zeespiegel, maar is deze aan het eind v~~ de vorige

ijstijd (5.000 à i0.000 jaren geleden) drastisch gestegen door smel-

ten van ijs. Sindsdien is er een langzame zeespiegelstijging door

isostatische bodemdaling in Nederland door trage opheffing van, nu

immers ijsvrij, Scandimavië. Veìder is de zeespiegel de afgelopen

eeuwen in Nederland met een decimeter per eeuw gestegen mede door bo-

demdaling door menselijke activiteiten (inpoldering, inklinking) ter-

wijl in Groningen binnen enige decennia een extra bodemdaling met

enige decimeters zal optreden als gevolg van aardgaswinning.

l J~

- 9~ -

6. EFFEKTEN VAN KLIMAATVERANDERINGEN

In dit hoofdstuk worden effekten van klimaatveranderingen besproken

in tijd, plaats, en waarschijnlijkheid waarin het effekt optreedt.

Deze bespreking is van belang voor de vraag of en zo ja hoe de C02-

pìoblematiek scenario’s voor de toekomstige energiehuishouding kan

beïnvloeden. Gekeken wordt naar de effekten in de volgende sektoìen:

- landbouw/bosbouw

- natuurlijke ecosystemen

- menselijk welzijn

- energie

- waterwerken/kustgebieden

- andere.

Ook wordt aandacht gegeven aan de mogelijke gevolgen voor Nederland

of andere landen.

Land- en bosbouw

Door meer C02 groeien planten beter. Bij beoordeling v~~ het effekt

van toename van atmosferisch COl-gehalte op land- en bosbouw is een

onderscheid in C~ en C~-planten bruikbaar. Zie tabel 5). C~-planten

gebruiken één stofwisselingscyclus bij koolzuurassimilatie, C~-plan-

ten gebruiken twee gekoppelde cyclii. Ruwweg 95~ van de landbiomassa

op aarde bestaat uit C3-planten, en 5Z uit C~-planten [86]. Deze

plantensoorten reageren verschillend op C02-veranderingen. Bij ver-

dubbeling van het atmosferisch C02-gehalte wordt een oogst-toename

verwacht met i0 à 50~ bij C~-~ewassen (bijvoorbeeld granen, rijst,

soya, bomen) en een toename met 0 à 10% bij C~-gewassen (bijvoorbeeld

maïs, sorghum, suikerriet) [63]. Dit zijn veld~emiddelden. Een ex-

treem voorbeeld is katoen, waar veldexperimenten met onder gangbare

Amerikaanse landbouwomstendigheden een toename met 100Z geconstateerd

bij verdubbeling van het COl-gehalte, zie figuur 30. Wanneer andere

groeifaktoren (bemesting, water, etc.) geoptimaliseerd worden is een

- 93 -

sterkere toerisme mogelijk. Ter illustratie kan ook het wijdverOreide

gebruik van C02-bemesting in de Nederlandse kastuinbouw dienen.

Tabel~~. [4]. Overzicht van belangrijke C3 en C4 planten.

C~-planten C4-plante~

inheemse granen, rijst

suikerbiet, aaçdappel,

zonnebloem

alle vlinderbloemigen metstikstofverbinding

alle bomen

tropische grassen als mais,

sorghtm~

gierst

~uikerriet

enkele zoutminnende planten als

Engelsslijkgras, loogkruid,

enkele meldesoorten

Er zijn naast COz meer klimastfaktoren van invloed op landbouwproduk-

tie, zoals water, nutriënten temperatuur, weersveranderin~en en na-

tuurlijke pla~en. Deze worden apart besproken.

Water is het belan~rijkst, zonder water kunnen planten niet [roeien.

~ebrek aan neersla~ maakt landbouw in veel subtropische [ebieden

moeizaam. Door het broeikas-effekt zal in het al~emeen de neersla[

toenemen, in sommige regio’s (met name in de subtropen) kan de heer-

slag echter afnemen. Door hozere temperatuur zal ook mee water uit de

bodem verdiepen zodat minder voor de plant beschikbaar is. Aan de

dere ks~~t doet verhoging van het atmosferisch CÔ~-~ehalte~ vooral bij

C~-planten, de efficiency van water[ebruik toenemen door vermindering

v~~ de plant-transpiratie door verkleining van huidmondjes.

Naast CO~ en water hebben planten ook nutriënten zoals stikstof (N),

fosfor (P), kalium (K) etc. nodi[. In moderne landbouw worden deze

nutriënten doorgaans met (kunst-)mest toegevoerd. In de natuur is de

beschikbaarheid van nutriënten vaak een [roei-beperkende faktor. Dooì

toenemend gebruik van kunstmest is wereldwijd de im~dbouwproduktie de

- 9LI -

afgelopen decennia sterk toegenomen. Door eutrofiëring/vermesting is

ook buiten de landbouwsektor de bioproduktiviteit toegenomen. Van

belang is verder dat een verhoging van het atmosferisch C02-gehalte

de efficiency van het nutriënt-gebruik (met name N) doet toenemen.

[103] Effekt atmosferisch C02-gehalte op ruwe katoen-

opbrengst.

Veldproef.

900

500

400

300

2OO

WETDRY

Plantengroei hangt met temperatuur samen. Planten hebben een tempera-

tuur-optimum, dat in het algemeen bij C~-plsnten hoger ligt dan bij

C3-planten. Bij temperatuurstijging zullen groeigrenzen naar hogere

breedte opsehuiven. Vooral in koude en gematigde klimaatzones, waar

veel planten bij suboptimale temperaturen groeien, zal dit merkbaar

zijn. Per °C temperatuurstijging zou in koude streken een uitbreiding

van de graanbouw met enkele honderden kilometers naar hogere breedte-

- 95 -

graden mogelijk zijn. Een andere illustratie van het effekt van tem-

peratuur op l~~dbouwproduktie is het gebruik van broeikassen in de

tuinbouw.

Plotselinge weersveranderingen kunnen de oogst doen mislukken. Voor-

beelden zijn cyclonen, overstromingen en vorst in het late voorjaar.

Door het broeikas-effekt za! de frequentie van weersveranderingen on-

getwijfeld veranderen. Het valt echter niet te zeggen waar, wanneer

en hoe. Er zijn ook nog geen variaties geregistreerd die a~~ het

broeikas-effekt toegeschreven kunnen worden. In het algemeen overi-

gens verhoogt meer CO~ de weerstand van planten tegen weersverande-

ringen.

Een voorbeeld van een langdurige weersverandering of klimaatvariatie

is de langdurige droogteperiode in de Sahel~ Ook het C02-broeikas-ef-

fekt zelf kan gezien worden als een klimaatvaïiatie. In veel gevallen

kunnen dergelijke variaties worden opgevangen door verbouw van andere

variëteiten of andere gewassen. De Nedeìlandse landbouw bijvoorbeeld

is erg adaptief. In andere l~~den zijn vaak minder aanpassingsmoge-

lijkheden, door sociaal-economsiehe oorzaken of doordat er minder

klimatologische vrijheidsgraden zijn. Ook in de bosbouw is aanpassing

moeilijker doordat er meer tijd ligt tussen lnzaaien en oogst.

Natuurlijke plagen kunnen een oogst doen mislukken, Verwacht wordt

dat met de te~name van de bioproduktiviteit ook het aantal plagen zal

toenemen, In sommige gevallen maakt meer C02 planten overigens meer

resistent tegen plagen.

Bij het inschatten van de gevolgen v~~ de C02-problematiek voor land-

bouw/bosbouw is een complicerende faktor het verschil in ontwikke-

ling. In regio’s met een relatief hole landöouwproduktiviteit, zoals

de natte-rijstbouw in Azië en landbouw[ebieden in gema~igde en koude

klimaatzones is een duidelijke toename van de landbouwproduktiviteit

te verwaohten. In sommmi[e subtropische landbouw[ebieden is een ver-

laging van landbouwproduktie mogelíjk. Ook in regio’s met een rela-

tief lage im~dbouwproduktiviteit, zoals de Sahel-zone in Afrika, zal

- 96 -

door C02 niet zonder meer de produktie verhoogd worden. Uitdroging,

klimaatvariaties en plagen kunnen de geringe produktie zelfs nog ver-

der verlagen. Wanneer echter de produktie wordt verhoogd met algemene

landbouwkundige maatregelen zoals irrigatie, plagenbestrijding, ande-

re landbouwmethoden, gewasverbetering, informatieverbetering of voor-

lichting dan kan meer COz de produktieverhoging versterken.

C0~ en broeikas-effekt zullen dus in het algemeen de i~~dbouwproduk-

tie kunnen doen toenemen, zeker in Nederland. In sommige subtropische

regio’s is echter een afname mogelijk, maar het valt niet te voor-

spellen wáár en ook het aanpassingsvermogen vmn de landbouwsektor

speelt een rol~ de stelligheid waarmee door sommige onderzoekers een

dramatische achteruitgang van landbouw in het Zuidwesten van de USA

wordt voorspeld (zie bijvoorbeeld [66]), is ook in dit opzicht voor-

barig. Verder is van belang dat de landbouwsektor in veel ontwikke-

lingslanden ook wanneer deze niet in de subtropen liggen, om 8ndere

redenen niet zal kunnen profiteren van COl.

Natuurlijke ecosystemen

GO2 en broeikas-effekt kunnen natuurlijke ecosystemen veranderen. Te

denken valt aan effekt van G0~ op plantengemeenschappen, verschuiving

van klimaatgordels, aantasting van aquatische milieus door zeespie-

gelstijging. Aandachtspunten zijn de snelheid waarmee de verandering

optreedt en de omvang v~~ de verandering vergeleken met andere (na-

tuurlijke/antropogene) oorzaken° L~]d-vegetatie wordt nu apart be-

sproken, aquatische milieus komen elders ter sprake (bij waterwer-

ken/kustgebieden).

De stijging van CO~-gehalte en temperatuur gaan zo langzaam dat in

het algemeen planten zich kunnen aanpassen. Binnen plantengemeen-

schappen zijn op den duur echter wel veranderingen te verwachten

doordat de ene plant meer door C02 en/of temperatuur beïnvloed wordt

dan de andere. Vergelijk bijvoorbeeld het hiervoor besproken onder-

scheid in C~- en C~-planten. Een ver~]dering in neerslag~atroon kan

- 97 -

Fig~Natuurlijke biotopen bij verschillende combinaties van

temperatuur en neerslag.

Warm

~ ~ra,ur.

regionaal op korte termijn planten en plantengemeenschappen beïnvloe-

den.

Op lange termijn is een mondiale verschuiving van vegetatie en kli-

maatgordels te verwachten. De "natuurlijke" vegetatie bij gegeven

temperatuur en neerslag is schematisch weergegeven in figuur 31 [66].

Hieruit blijkt dat bij een tempe~atuurstijging v~~ 2 ~ 3°C (met tem-

peratuurverdeling van I°C in de tropen tot 5 à 1O°C naar de polen

toe) en een neerslagtoename met 5 à i0%, zoals mogelijk te verwachten

bij verdubbeling van het atmosferisch COz-gehalte, een verschuiving

optreedt in de richting van toendra naar tropisch regenwoud. Ter il-

lustratie is in figuur 32 aangegeven welk soort veranderingen in op-

pervlak van zowel natuurlijke vegetatie als klimaatzones te verwach-

ten zijn bij 2 à 3°C temperatuurstijging, volgens de berekeningen van

[96]. Duidelijk is een verkleining van de polaire en een vergroting

van de tropische klimaatzone te zien. De nauwkeurig aangegeven veran-

derin~en in natuurlijke vegetatie in figuur 32 zijn echter twijfel-

- 98 -

Figuur 32. Biotoop-verandering (links) en verandering bos-areaal

(rechts) bij 2 à 3°C temperatuurstijging, volgens [96].

achtig gezien de volgende kanttekeningen:

- voor het berekenen van de temperatuurverdeling is één GC~, zonder

oceaan, gebruikt;

- neerslagtoename (met 5 à 10~) is niet meegerekend (wel meerekenen

zou minder woestijn en meer bos betekenen);

- de grens tussen bos en grasland is niet scherp (zie ook figuur 31),

een definitieprobleem;

- de effekten van C0~ op planten (bijvoorbeeld de vergroting van

weerstand van planten tegen klimaatveranderingen door meer C02 in

de lucht) zijn niet meegerekend;

- een groot deel v~~ de natuurlijke vegetatie is door menselijk in-

grijpen reeds veranderd in landbouwgrond of woestijn. Dit menselijk

ingrijpen is minstens net zo belangrijk als het broeikaseffekt.

Ter illustratie, momenteel is ongeveer I/3 deel van het natuuìlijke

bos-areaal in landbouwgrond omgezet.

- 99 -

Welzij~

Temperatuurverhoging en klimaatveranderingen hebben invloed op het

menselijk welzijn. ~en kan daarbij bijvoorbeeld denken aan comfort,

gezondheid, cultuur en internationale verhoudingen.

Menselijk comfort wordt beïnvloed door temperatuur en buitenklimaat

(weer). Mensen voelen zich in het algemeen het meest behaaglijk bij

temperaturen van 20 à 25°C. Een temperatuurverhoging door het broei-

kas-effekt zal gunstig zijn voor het comfort in gematigde en koude

klimaatzones en ongmnstig voor het comfort in de tropen. De verwachte

verdeling van de temperatuurverhoging: groter naar de polen toe en

kleiner in de tropen, is hierbij ook van belang. In Nederland is ge-

zien de verwachte temperatuurverhoging een comfort-verbetering moge-

lijk. Verder is natuurlijk belangrijker dat door klimatisering van

leefruimtes (bijvoorbeeld door verwarming, koeling, indeling, loka-

tiekeuze) een zeker comfort-niveau kunstmatig gecreëerd kan worden.

De volksgezondheidstoestand kan veranderen. Zo is een toename van

besmettelijke tropische ziektes mogelijk als gevolg van temperatuur-

verhoging en neerslagtoename. In veel ontwikkelingslanden kan dit de

volksgezondheid nadelig beïnvloeden. Aan de andere kant is echter ook

duidelijk dat hygiëne, medische zorg en weerstandsvermogen in dit

verband doorslaggevend zijn. Bij voldoende hygiëne en medische zorg

kunnen zelfs in het meest vochtige warme klimaat tropische ziekten

afdoende beetreden worden. In hoeverre in koude klimaatzones verkou~-

heidsziektes door het broeikas-effekt beïnvloed kunnen worden is niet

duidelijk, temperatuurverhoging en toename v~~ luchtvochtigheid wer-

ken hier tegengesteld.

De verhoging van de bioproduktiviteit k~~ niet alleen ongunsti[e

(meer ziektekiemen) maar ook g~nstige invloeden op de volksgezond-

heid hebben. De bioproduktiviteitsverhoging zou de voedselvoorziening

en de voedingstoestand kunnen verbeteren wat in veel landen een gun-

stig gezondheidseffekt heeft (minder hon~er en ondervoeding, meer

weerstand tegen infectieziekten) o Ook hiervoor geldt zoals eerder

gezegd dat regionale klimaatfluctuaties in kwetsbare laag-produktieve

landbouwgebieden juist averechts kunnen werken en dat thans landbouw-

hervormingen ("groene revolutie"), erosie en geopolitieke verhoudin-

gen een veel grotere invloed op voedselvoorziening hebben dan even-

tuele klimaatveranderingen door het broeikas-effekt.

Menselijke cultuur kan aangetast worden. Bijvoorbeeld wanneer kli-

maatveranderingen hopen tot ingrijpende wijzigingen in landbouw (an-

dere gewassen) of migraties, of w~~neer door drastische stijging van

de zeespiegel laaggelegen kuststreken ontvolken en overstromen. Ook

hier geldt weer dat in de huidige situatie andere omstandigheden (so-

cio-economische, politieke, etc.) een veel grotere invloed op de cul-

tuur hebben dan het broeikas-effekt.

Kosten en baten van het broeikas-effekt zullen internationaal onge-

lijk verdeeld zijn. Dit zou de internationale spanningen kunnen doen

toenemen. Sommige onderzoekers verwachten echter juist dat het mon-

diale karakter van COl-problematiek en broeikas-effekt juist heilzaam

kan werken bij het streven naar internationale ontspanning, als proe-

ve van internationale coöperatie danwel speeltuin voor internationaal

overleg. Ook hier geldt echter weer dat andere faktoren (economische,

geopolitieke, culturele, etc.) veel belangrijker zijn voor de inter-

nationale verhoudingen.

Klimaatveranderingen hebben invloed op de energiesektor. Een deel van

het energiegebruik (bijvoorbeeld ruimteverwarming, koeling, bemaling,

irrigatie) hangt samen met het klimaat en een deel van de energiepro-

duktie (bijvoorbeeld uit waterkracht, zon en wind, biomassa) wordt

door het klimaat beïnvloed. Veranderingen in de energiesektor hebben

een verandering in de C02-emissie tot gevolg. De vraag hoe groot die

verandering in COl-emissie kan zijn wordt in deze paragraaf voor bo-

vengenoemde energiegebruiks- en energieproduktiesektoren verkend.

Verwarming is een belangrijke energiegebruikssektor. Ruimteverwarming

is sterk afhm~kelijk van de buitentemperatuur, voor warm tapwater en

industriewarmte geldt dat in mindere mate, Mondi~al gezien dient rond

20% (in Nederland 25% à 30%) van het energiegebruik voor ruimtever-

warming. In figuur 33 is aangegeven waar ter wereld deze vorm van

energiegebruik voornamelijk plaatsvindt, in de zone met een jaarge-

middelde temperatuur tussen 2 en 18°C.

Energiegebruik voor ruimteverwarmíng is klimatologisch gezien ruwweg

evenredig met het aantal "graaddagen" of "graaduren" (zie ook figuur

34), Voor Nederland geldt een gemiddelde van omstreeks 3000 graadda-

gen per jaar, in andere landen is dit bijvoorbeeld 1500 (Italië) of

4500 (New York). Een temperatuurstijging met 5°C zou in Nederland het

aantal graaddagen, en daarmee het energiegebruik voor ruimteverwar-

~ur 55. [66]. Gemiddelde jaar-temperatuur (°C). In het gearceerde

gebied is de meeste vraag naar ruimteverwarming.

60"

min~, met omstreeks 25% doen afnemen. Mondiaal gezien zou in de hui-

dige situatie een temperatuurstijging met 2 à 3°C, met differentiatie

(grotere stijging aan de Polen, kleiner in de tropen), het energie-

gebruik voor ruimteverwarming met 15 à 30~ en het totaal mondiaal

primair energieverbruik met ~ à 6~ kunnen doen afnemen. Een verande-

ring in energie-inzet voor ~uimteverwarming zal omgeveeï dezelfde

ver~ndering in C02-emissie vanuit de energiesektor tot gevolg hebben,

- 102 -

omdat de mix van energiedragers voor ruimteverwarming (gas, olie, ko-

len, hout, elektriciteit, restwarmte) qua specifieke C02-emissie wei-

nig verschilt van de totale primaire energie-inzet.

Koeling is ook een belangrijke energiegebruikssektor. Het gaat om

koeling van voedingswaren (koelkasten, koelhuizen) en ìuimtekoeling

(airconditioning). Mondiaal dient thans hooguit 5% van het energie-

gebruik voor koeling. De omvang van dit energiegebruik hangt samen

met de buitentemperatuur. Bij een mondiale temperatuurstijging met 2

à 3°C, met differentiatie (grotere stijging aan de Polen, kleiner in

de tropen), zal het energiegebruik voor koeling in de huidige situa-

tie ruwweg met I0 à 20% en het totaal mondiaal primair energiever-

bruik met hooguit 0,5 à 1% doen toenemen. Twee kanttekeningen zijn

hierbij op hun plaats. In de eerste plaats is in het algemeen toename

van koeling mogelijk, door penetratie vsn koeling van landbouwproduk-

ten in ontwikkelingslanden en door penetratie van airconditioning in

gematigde klimaatzones zoals Europa, vergelijk figuur 34 (op dit mo-

ment is airconditioning voornamelijk beperkt tot het Zuiden v~~ de

VS, Japm~, Australië en de toeristenindustrie, overheidssektor en

kantoren in andere (sub)tropische landen). In de tweede plaats is van

belang dat toename van energiegebruik voor koeling niet volledig

doorwerkt in de CO2-emissie. Dit komt doordat voor koeling voorname-

lijk elektricteit wordt gebruikt. Bij primaire energie-inzet voor

elektriciteitsopwekking is de specifieke C02-emissie relatief laag

doordat mondiaal een aanzienlijk deel van de elektriciteit opgewekt

wordt uit waterkracht (ca. 25%) en kernenergie (ca. 13%) waarbij geen

C02-emissie optreedt.

Bemaling is nodig in gebieden beneden de zeespiegel. Voor bemaling

worden meestal elektrische pompen gebruikt. In de huidige situatie is

in Nederland voor polder- en rioolbemaling bijna 1% van het elektri-

citeitsgebruik (ofwel 0,2% van de totale binnenlandse primaire ener-

gie-inzet) nodig° Bij een zeespiegelstijging met enige decimeters zal

dit energiegebruik toenemen. Op de mondiale C02-emissie maakt dit

weinig uit, vermoedelijk beduidend minder dan 0,1%. Nederland is im-

- ~o3 -

~ [4D]. ~raad-uren/jaar in verschillende landen.

2 000

~-~

North Sweden

Germany (Il)

South Sweden

o-30 -20 -1o o lO

USA

South USA

J~pan, Tokyo

20 } 30

mers in dit opzicht niet representatief. Een zeespiegelstijging met

enkele meters, in principe niet uitgesloten op een termijn van dui-

zend jaar, zou uiteraard veel meer invloed hebben op bemaling. In Ne-

derland bijvoorbeeld zou de Rijn "de zee ingepompt" moeten worden.

Een kunstmatig behandelingssysteem voor de Rijn zou aan de andere

kant echter ook energiewinnin~ uit de zoutgradiënt mogelijk maken.

Volgens [68] bijvoorbeeld kan het verschil in zoutgradiënt tussen

Rijn en Noordzee met huidige elektìochemische technieken een vermogen

van 2000 MWe opleveren bij 3000 m3/sec (overeenkomend met rond 20~ in

het elektriciteitsgebruik in Nederland). Van belang is ook dat voor

extra kustwerin~ en bemaling veel konstruktiemate~iaal nodig is waar-

van produktie, transport en samenbouw energie kosten. Dit "indirekte"

energiegebruik van kustwerin~/-bemalin~ ligt naar verwachting in de-

zelfde orde van grootte als het direkte energiegebruik van de bema-

ling zelf.

Voor irrigatie is ook energie nodig. Door klimaatveranderingen zal

dit wijzigen, in welke richting is echter niet zonder meer duidelijk.

Meer verdamping (door hogere temperatuur) zal de irrigatiebehoefte

doen toenemen, terwijl meer neerslag (dus meer water "zondermeer"

beschikbaar) en meer C02 (bij hoger atmosferisch C02-gehalte gebrui-

ken planten water efficiënter) de irrigatiebehoefte zal verminderen.

Ook hier gaat het vermoedelijk om een kleine (hooguit rond 0,1%) in-

vloed op de COz-emissie vanuit de energiesektor.

Uit waterkracht kan energie geproduceerd worden. Momenteel voorziet

waterkracht mondiaal in rond 25~ v~~n de elektrciteitsproduktie ofwel

in iets meer dan 6Z van de mondiale primaire energie-inzet. Door

neerslagtoename kan dit toenemen. Gesteld dat de waterkrachtproduktie

evenredig is met de neerslag dan zou bij 2 à 3°C temperatuurstijging

gevolgd door 5 à i0~ neerslagtoename het waterkracht-aandeel in de

mondiale primaire energie-inzet met 0,3 à 0,6Z toenemen. Dit zou on-

geveer een proportionele afname van de C0~-emissie vanuit de energie-

sektor beteken, omdat de mix van energiedragers voor overige elektri-

citeitsproduktie (ca. 18~ kernenergie, rest fossiele brandstoffen

waaronder veel kolen) qua specifieke CO~-emissie weinig verschilt van

de totale primaire energie-inzet.

Wind en zon voorzien voor in ons klimaat een klein deel in de ener-

giebehoefte. Door klimaatveranderingen zal dit kunnen veranderen~ De

richting is echter niet duidelijk. Het zou bijvoorbeeld wat minder

kunnen waaien en de zon zou minder kunnen gaan schijnen (meer bewol-

king). In de huidige situatie zou minder zonneschijn vermoedelijk de

meeste invloed hebben. In Nederland bijvoorbeeld voorziet "passieve

zonne-energie" (zoninstraling) in 1O à 20% van de behoefte aan ruim-

teverwarming. Een bewolkingstoename in het stookseizoen met bijvoor-

beeld 5 à 10~ zou dan het Nederlands primaire energie~ebruik (en

daarmee de COz-emissie) met 0,1 à 0.5~ kunnen doen toenemen. Voor

koeling geldt uiteraard het omgekeerde, omdat er ook een duidelijk

verb~~d bestaat tussen zoninstraling en koellast. Mondiaal zal de

invloed van veranderingen in zon en wind op de COz-emissie vanuit de

energiesektoren vermoedelijk niet groot zijn, in de orde van hooguit

0,3%.~Hierbij moet worden aaugetekend dat zonnecellen in de toekomst

in zonrijke zuidelijke landen voor een belangrijk deel in de energie-

behoefte zouden kunnen voorzien.

Door meer C02 en het broeikas-effekt groeien planten beter. In de

huidige situatie voorziet biomassa in rond 10% van het wereldenergie-

gebruik. Het gaat vooral om brandhout, maar ook "agrarische" ener-

giebronnen zoals energieplantages, alcohol uit suikerriet of graan,

en biogas uit agrarisch afval zijn belangrijk. Gesteld dat een ver-

dubbeling van het atmosferisch COl-gehalte de bioproduktiviteit met

20 à 38% doet toenemen dan kan dat in de huidige situatie in principe

de bijdrage van biomassa a~~ de energievoorziening met 2 à 3% vergro-

ten en de netto COz-emissie vanuit de energiesektor proportioneel

verlagen.

In tabel 6 is een overzicht gegeven van de geschatte veranderingen in

de C0z-emissie vanuit de mondiale energiesektor wanneer in de huidige

situatie het atmosferisch C0~-gehalte zou verdubbelen, de temperatuur

met 2 à 3°C zou stijgen, de neerslag met 5 à 10~ zou toenemen en de

zeespiegel met enige decimeters zou rijzen. A1 met al lijkt dan een

vermindering van de COl-emissie met 4 à 9% een redelijke schatting.

Modelberekeningen van de COl-problematiek houden, voor zover bekend,

geen rekening met deze tegenkoppeling. Voor de goede orde moet hier-

bij worden aangetekend dat de becijferde tegenkoppeling een momentop-

name is, afgeleid van de huidige wereld-energie-huishouding. De toe-

komstige energiehuishouding zou kunnen afwijken vooral op het punt

van ruimteverwarming, koelbehoefte, zonneceltechnologie en energie

uit biomassa.

In Nederland is bij bovengenoemde temper~tuurstij~ing (in de huidige

situatie) een vermindering van energiegebruik en C0~-emissie met

omstreeks 5% waarschijnlijk.

Tabel 6. Verandering mondiale C02-emissie vanuit energiesektor bij:

huidige energiehuishouding, 2 x C02, AT: 2 à 3°C, A heer-

slag: 5 à i0%, A zeespiegel: decimeters.

cate2iorie ~-verandering

ìuimteverwarming

koeling +0,5 à +1%

bemaling 0 à +0,2~

irrigatie <0,1~

waterkracht -0,3 à -0,6%

zon en wind <0,3%

biomassa -2 à

totaal -4 ~ -9%

Waterwerken/kustgebieden

Een stijging van de zeespiegel met een of enkele decimeters zoals te

verwachten door het broeikas-effekt gedurende de komende eeuw(en) zal

niet veel gevolgen hebben. Een grote stijging heeft echter al snel

aanmerkelijk meer gevolgen.

Zo is in Nederlsmd een extra stijging van de zeespiegel te verwachten

met 50 cm langs de kust bij Delfzijl als gevolg van bodemdaling door

aardgaswinning. Zie figuur 29. Dit maakt extra kustverdediging nodig

(dijkverhoging, sluisaanpassing) met een geschatte investering van 50

miljoen g~iden. Indien echter elektrische pompen nodig worden (om het

water van het Eemskanaal in de Dollard te pompen) dan loopt dit op

tot 350 miljoen gulden [69].

Een ander voorbeeld is te vinden in [70], waarin wordt asngegeven dat

bij een zeespiegelstijging met 1 à 1,5 meter (door [70] ter plaatse

veìwacht vanwege het C02-broeikas-effekt) een groot deel van het

strand bij Ocean City in de buurt v~~ Washington zou kunnen verdwij-

nen.

Een overzicht van kustzebieden in Europa en elders op de wereld die

gevoelig zijn voor grote zeespiegelstijgingen is te zien in fig~lur

35.

In [7I] wordt als voorbeeld gegeven dat een zeespiegelstijging met 2

meter (door [71] na 10O jaar maximaal mogelijk geacht door CO~ en

broeikas-effekt) ~0 à 20% v~~ Bangla Desh zou kunnen everstromen.

Lokale kustverdedigingsmogelijkheden en door de Ganges meegevoerd

sediment vormen belangrijke onzekerheden rond dit toekomstheeld. Ver-

der wordt door [71] genoemd dat eilanden van dood koraal onder wateì

kunnen geraken. Dit geldt bijvoorbeeld voor de Malediven-eflamde~ ten

Zuid-westen van I~dia, die overwegend minder dan 2 meter boven zee

uitsteken. Levend koraal zou een geleidelijke zeespiegelstijging wel

bij kunnen houden.

Zoals geze~d is een grotere zeespie~elstijging met maximaal 5 meter

op een termijn van duizend jaar niet uitgesloten. Een inschatting van

de reaktie v~~ Nederland op een stijging v~~ de zeespiegel met 5 me-

ter gedurende een periode van 200 jaar is gemaakt door [72] ter de-

monstratie van de bij deze rijksdienst operationele modellen en aan-

wezige know-how. Gekeken is naar de gevolgen in Nederland voor getij-

den, indringing zout water, grondwater, golven, zeekust-profiel, na-

tuur en mogelijke kustverdediging:

- De getijdebeweging zal (afgezien van de zeespiegelstijging met 5

meter) verder niet spectaculair veranderen: het getij komt een uur

eerder en het tijverschil neemt in het Zuiden en Oosten van Neder-

land toe en rondom Den Helder af.

- Binnendringen van zeewater zal de rivierspiegel verhogen. De ver-

hoging aan de riviermonding met 5 meter zal bijvoorbeeld in Tiel

nog altijd 3 meter bedragen. Rivieruiterwaarden komen permanent on-

der water. Het zoetwater-estuarium rond het Hollandsch Diep zal

verzilten en niet meer geschikt zijn voor drinkwaterproduktie.

- De "zoute kwel" (opwelling van substantieel zout grondwater) in

laaggelegen gebieden in Nederland zal met een ~aktor 2 à 3 toenemen

- lo8 -

~ [7~]. Voo~ zeespie[el-~i~zin[ [evoeli~e [ebiedeno

en de grens van het kwelgebied zal zich 25 à 30 kilometer landin-

waarts verplaatsen. De behoefte aan zoet doorspoelwater zal met

omstreeks 50~ toenemen waarbij de vraag rijst of hiervoor ook in

droge zomers altijd voldoende zoet oppervlaktewater beschikbaar zal

zijn. De zoetwater-infiltratie-bekkens in de duinen kunnen in grote

lijnen blijven bestaan.

- Golven zullen, voora! bij waterdieptes van meer dan 20 meter verdeî

uit de kust, hoger worden doordat golven minder "last" hebben van

bodemwrijving. De deinin~ zal toenemen.

De kustlijn zal vers~deren. Deze zal tussen Den Helde~ en Hoek van

Holland 300 meter landinwaarts verschuiven. De Waddenzee zal in een

periode van rond 580 jaar een nieuw evenwicht bereiken waarbij de

Waddeneilanden zijn veranderd in grote kustparallelle zandb~~keno

Het Delta-gebied zal in deze periode eveneens een nieuw evenwicht

bereiken waarbij het gebied morfologische gelijkenis met de huidige

Wester- en Oosterschelde blijft houden.

Belangrijke veranderingen vm~ natuurlijke ecosystemen bij 5 meter

zeespiegelrijzing zullen zich op de Waddenzee voltrekken. De huidi-

ge estuariene levensgemeenschappen zullen plaatsmaken voor andere

zoals die nu in Deense fjorden voorkomen, gekenmerkt door helder

water en zachte bodemsubstraten. Alleen rondom de rudimenten van de

Waddeneilanden en enkele andere plaatsen blijft het karakteristieke

Waddenmilieu bestaan. Naast achteruitgang van inheemse planten en

dieren (bijvoorbeeld kwelderplanten, kluut, schol) zullen ook di-

verse trekvogels uit Nederland verdwijnen (bijvoorbeeld steltlo-

pers, zie fig~uï 36).

Uiteindelijk stelt [72] twee varianten voor om de veiligheid van Ne-

derland tegen 5 meter zeespiegelstijging te waarborgen, zie figuur

37. De eerste variant ("ringdijk") is duurder dan de tweede ("strate-

gische terugtrekking").

- ii0 -

[72]. Trekroutes v~~ in Groenland en Noord-Eurazië broe- ,

dende steltlopers. De ìol van de Waddenzee als

tussenstation is duidelijk te zien.

In de eerste variant wordt enige kilometers voor de kust van Noord-

en Zuid-Holland een dijk aangelegd met daarachter een ringmeer. EI-

ders langs de kust worden dijken drastisch verhoogd. De rívieren wor-

den de zee ingepompt (Rijn, Maas, Schelde, maximum 13.000, 2000 resp.

2008 m~/sec wat tezamen met bemaling volgens [72] maximaal 5% van het

huidige elektriciteitsproduktievermogen kan beslaan). De Waddeneilan-

den verdwijnen. Realisering van deze variant vergt, in huidige geld-

eenheden gerekend, een jaarlijkse investering van rond %,5 miljard

gulden (ter vergelijking: dit is i% van het reëel nationaal inkomen,

ofwel het drievoudige van de maximum-jaar-investering tijdens de on-

langs afgesloten Deltawerken) in de periode dat de ringdijk wordt

aangelegd, Deze daalt tot minder dan 1 miljard ~iden per jaar aan

het eind van de periode van 200 jaar. Deze variant heeft enige bijko-

mende economsiche vooï- en nadelen zoals verdwijnen van visserijgron-

- iii -

den (mossel) en landbouwgebieden (Waddeneilanden) en nieuwe visserij-

gronden (paling), landbouw- en infrastruktuurverbe~eringen (zeeha-

vens, windmolenlokaties).

In de tweede vari~~t worden gefaseerd gebieden van Nederland prijsge-

geven, terwijl in het overblijvende gebied dijken worden verhoogd of

aangelegd. Deze variant vergt jaarlijkse investeringen vm~ rond 1

miljard gulden. Er zijn veel andere kosten, samenhangend met het ver-

lias van 30% van het landoppervlak, kapitaalvernietiging, verdwijnen

van steden en cultuurhistorie.

Andere

Naast de hiervoor genoemde mogelijke gevolgen van het "broeikas-ef-

fekt" zijn er no~ vele andere te bedenken en bedacht. Een [avol~ dat

bijvoorbeeld re~elmati~ opduikt is een mogelijke aehteruitgan~ v~] de

visvan~st door veranderin~ van zeestromin~en [66]. E1 Nino toont aan

dat zoiets mogelijk is. Ook hier geldt weer dat ook andere faktoren

in het spel zijn (zoals overbevissin~) en dat de visserijsektor in

sommi[e landen er[ adaptief is ([emotoriseerde vissersboten, inter-

nationale afspraken over vangstquota).

[72]

F~fguur 37._ [72]. Vervo!g.

no strotegische lerug{rekking

Conclusies

Cruciaal is of klimaatveranderingen een gunstig of ongunstig effect

hebben. Kosten/baten-analyses kunnen hierbij een nuttig hulpmiddel

zijn. Toename van de plantengroei is een gunstig effect. De land-

bouwproduktie kan daardoor toenemen. Dit effect is niet homo~een ver-

deeld. Naar verwachting zal bijvoorbeeld in de Sovjet Unie de land-

bouwproduktie toenemen, terwijl in landbouwgebieden in de Uerenigde

Staten wellicht een afname mogelijk is als gevolg van neerslag ver-

mindering en uitdroging. Een hogere temperatuur is in koude en gema-

tigde klimaatzônes gunstig uit een oogpunt van menselijk comfort en

gezondheid, maar is in (sub)tropische klimaatzônes ongunstig. Een

stijging van de zeespiegel zal voor een land als Nederland grote na-

delen hebben. Extra waterstaatkundige werken zijn nodig° Uiteindelijk

is zelfs het verlaten van gebieden, met groot kapitaal- en cultuur-

verlies, niet uitgesloten. In het algemeen is natuurlijke iedere

snelle klimaatverandering uit milieu-oogpunt ongunstig vanwege schade

a~~ ecosystemen. Wanneer klimaatveranderingen zich betrekkelijk lang-

zaam voltrekken, zoals te verwachten bij de C02-priblematiek, dan is

niet altijd sprake van een nadelig schok-effect omdat er enige tijd

is voor aanpassing van het ecosysteem.

Klimaatveranderingen hebben invloed op energiegebruik. De vergroting

van de verwachte temperatuurstijging naar de polen toe zal een verde-

re vermindering van energiegebruik voor ruimteverwarming kunnen bete-

kenen. Andere mogelijke invloeden zijn verandering yen elektrici-

teitsproduktie uit waterkracht, toename van energiegebruik voor bema-

ling (stijging zeespie~el) en toename energiewinning uit biomassa.

Algemeen kan gesteld worden dat zowel gunsti[e als ongunstige effec-

ten op kunnen treden en dat deze verschillend verdeeld zijn (in tijd

en plaats).

- il5 -

~~ESTRIJDING AAN DE BRON

Inleidin~

In de vorige hoofdstukken is een beeld geschetst v~, oorzaken van het

broeikas-effekt en mogelijke gevolgen op velerlei gebied. Wanneer het

nu nodig is om het broeikas-effekt en haar gevolgen te bestrijden dan

zijn daartoe verschillende mogelijkheden aan te wijzen. In figuur 1

zijn deze aangeduid met j, k. i en m:

j = vermindering COz-emissie energiesektor

k : vermindering COl-emissie vanuit andere sektoren

i : vermindering emissie en effekt v~~ andere broeikasgassen

m : vermindering klimaat-effekten.

Bij de bespreking van deze mogelijkheden zijn nog een paar algemene

aspekten van de COl-problematiek vm~ belang:

- De onzekerheden zijn enorm. Het kan gaan om een wereldcatastrofe of

een "storm in een glas water~~.

- De mogelijke gevolgen zijn verdeeld over verschillende tijden, ver-

schillende regio’s en verschillende maatschappelijke sektoren zoals

landbouw, volksgezondheid, waterbeheersing. De richting kan ver-

schillen: wanneer de COl-problematiek gevolgen heeft zullen er zo-

wel "winnaars" als "verliezers" zijn. De snelheid van algemene

maatschappelijke veìanderingen, adaptievermogen en internationale

politieke verhoudingen zijn complexerende factoren.

- Bestrijdingsmogelijkheden (j, k, 1 en m) grijpen aan op verschil-

lende stappen in de C02-problematiek.

COl-emissie en energiesystemen~j~

De energiesektor is de belangrijkste antropogene bron van C02. Momen-

teel is "energie" mondiaal goed voor een COl-emissie van 5 OtC per

jaar. Bij een verder toenemend energiegebruik zal naar verwachting

ook de COl-emissie toenemen. De meningen hierover lopen echter uit-

een. Ter illustratie zijn in figuur 38 een aantal projekties van

[73] Verschillende scenario’s van de jaarlijkse mondiale

C02-emissie vanuit de energie-sektor.

3O oER 184high)

O IIASA (81high }

...... UPPER BOUND....’"" O EPA (high fos~il]

...""O NY {50th I:~n:enti{eO ER {B4 ~e }WEC ["rosé’}, ~~ovOlt~ {811ow)

....",,......, U IIASA] 83 }

.:..."O ER

5 ~ ......... O NY{Sth.................. 0 Go[~omberq

¯ " ................ 0 MIT (low,s~)

O- , t , I ~~v,~_ ~WER BOUND

~980 1~0 ~~ 2010 2020 ~30 2040Ye~r

toekomstig mondiaal energiegebruik en COz-emissie in het jaar 2050

samengevat, De projekties lopen tot een orde van grootte uiteen en

sommige projekties duiden op afname van energiegebruik en COz-emis-

sie.

Beperken van CO~-emissie vanuit de energiesektor is mogelijk door

energiebesparing, gebruik van andere energiedragers of verwijdering

van C0z. Veel onderzoekers van de C0~-problematiek komen uiteindelijk

met een pleidooi voor rigoreuze energiebesparing of kernenergie, vaak

met de toevoeging dat deze opties ook ekonomisch aantrekkelijk zijn

en soms dat er in het geval van kernenergie sprake is van risico’s

vergelijkbaar met (onzeker, op lange termijn optredend) de C02-pro-

blematiek.

Dit soort beschouwingen zijn weinig zinvol wanneer ze niet worden

onderbouwd met ener~ieseenaïío’s gemaakt met technisch-economische

modellen van de energiehulshoudin~, compleet met emissiefaotoren en

bestrijdingsteohnieken. In dit BOS-projekt bijvoorbeeld worden drie

verschillende energiescenario’s voor het jaar 2050 gebruikt, die

verschillende maatschappelijke ontwikkelingen weerspiegelen. Uit de

tot nu toe gemaakte scenaìioberekeningen kan worden opgemaakt dat de

lagere energieprojekties in figuur 38 realistischer zijn dan de hoge-

re projekties.

Naast omvang van het energiegebruik is voor de C02-emissie ook de

spreiding van energiedragers v~~ belang. Immers de specìfieke C0z-

emissie is bij kolen hoger dan bij aardgas (tabel I) en bij duurzame

energiebronnen (waterkracht, zen, wind) en kernenergle treedt hele-

maa! geen C0,-emissie op. Scenarioberekeningen met de geschetste mo-

dellen bieden de mogelijkheid de energie-inzet te optimaliseren naar

minimale C0~-emissie. Een moeilijkheid is dat omvang en richting van

de COl-problematiek in relatie tot energie nu nog onbekend zijn. Der-

gelijke onzekerheden zijn niet ongewoon bij milieu-effekten van ener-

giesystemen, andere duidelijke voorbeelden zijn de onzekerheden om-

trent de cluster zure regen/bossterfte/ozon en de risico’s in de

kernenergiecyclus. Steeds is hierbij sprake van onzekerheden van

"fysische" en "menselijke" aard. Onzekerheden van fysische (en tech-

nologische) aard kunnen in principe door verder~aand wetenschappelijk

onderzoek en technologie-ontwikkeling verklelnd worden. Onzekerheden

v~] menselijke (en maatschappelijke) aard, zoals adaptatie, risico-

beleving gewenning of de menselijke fout, zijn minder voorspelbaar.

Omdat bij de C0z-problematiek volgens veel onderzoekers de onzekerhe-

den vooral van fysische aard zijn, leert het perspektief dat door

verdergaand wetenschappelijk onderzoek er de komende jaren/ decennia

in ieder geval duidelijkheid zal ontstaan, dat wil zeggen dat de

C0~-problematiek "mani~est en erkend" zal worden of dat zal blijken

dat er "geen probleem" is. Hierbij moet echter worden aangetekend dat

de "maatschappelijke" onzekerheden rondom de C02-problematiek, gezien

de lange termijn waarop een en ander speelt, door diverse onderzoe-

- ij8 -

kers wellicht onderschat worden; te denken valt aan onzekerheden om-

trent de energiehuishouding, vegetatiedek, freon-gebruik en adaptatie

aan zeespiegelrijzing in de toekomst.

De laatste jaren zijn diverse concepten ontwikkeld ter beschrijving

van energiesystemen die in het algemeen geen milieuproblemen zullen

geven, ook niet in de toekomst. Men spreekt bijvoorbeeld over "mi-

lieuvriendelijke" energiesystemen [40 t/m 44], "error-friendly energy

technology" [74], "hedge-technology en robust energy systems" [75].

Wat dergelijke energiesystemen precies behelzen (en waarom) is niet

eenduidig. Veel faktoren spelen hierbij een rol, bijvoorbeeld:

- de maatschappelijke achtergrond (belangengroep) van de bedenker(s)

van het concept,

- het aantal "problemen" (ook niet-milieu-problemen) dat men meeneemt

in de systeem-~~alyse,

- niet zelden een zekere fixatie op technologische oplossingen (als

panacée en makkelijk richtpunt voor beleid).

Welk energiesysteem uit de beschrijving naar voren komt varieert dan

ook van een kleinschalige~ duurzame energievoorziening van windturbi-

nes, zonnekollektoïen, biogas e~d. ("soft energy", "small is beauti-

ful") met een sterke vergroting van de energieproduktiviteit, tot

juist een ~rootschalige combinatie van geavanceerde zonne-ener-

gie-technologie met kernfusiecentrales ("solfus" [76]). In dit EOS-

projekt vinden deze extremen enige afspiegeling in de scenario’s GO

en DO [108]. In figuur 39 zijn een aantal regionale energiescenario’s

verzameld van het eerste type. Deze verzameling suggereert dat een

lage C02-emissie vanuit de energiesektor mogelijk is zoals in figuur

38 bij "Lovins" aangegeven.

C0~-verwijderin~ (j)

Verwijdering van COz, bijvoorbeeld door toepassing van gasreinigings-

technieken is in principe ook een mogelijkheid. Grote installaties

- 119 -

[93]- Duurzame energiescenario~s voor verschillende lan-

den/regio’s

4

19~5 France 2030 1975 Sask~tchewan 2025

8

met een hoge specifieke C01-emissie komen hiervoor in aanmerking,

bijvoorbeeld kolengestookte elektriciteits-centrales of kraak-instal-

laties voor leisteen-olie. Ook zijn er lokatie-afhankelijke mogelijk-

heden zoals bij opwerking van biogas tot aardgas kwaliteit of bij

brandstofcellen. Beperking van C0~-emissie bij brandhout tenslotte is

mogelijk door te zorgen voor nieuwe houtaanplant; dit komt in de vol-

gende paragraaf ter sprake.

C02-verwijdering uit biogas wordt in de praktijk toegepast bij opwer-

king van fiool- of stortgas tot aardgaskwaliteit. Stortgas bestaat

voor 30 à 45% uit C0~, aardgas ("Slochteren-kwaliteit") bevat i à 8%

C0z. In de praktijk worden in onder andere de VS, BRD en Nederland

bij stortgasopwerking thans minstens 4 verschillende C02-verwijde-

ringstechnieken toegepast, ns~elijk MEA-abso~ptie (met regeneratie

van MEA = mono-ethanol-amine), moleculaire zeer (met Al-silikaat),

membraanscheiding en drukwaterwassing (PSA). Meestal zijn het gecom-

- 120 -

bineerde verwijderingsprocessen, dat wil zeggen naast CO~ worden

schadelijke stoffen zoals H2S en chloorverbindingen verwijderd. Een

nadeel is dat de processen nogal wat energie kosten. Op dit gebied

zijn wel verbeteringen mogelijk. In Nederland bijvoorbeeld is in een

recente toepassing van drukwaterwassing een aanzienlijke reduktie van

het energiezebruik bereikt (vergelijk [78] en [41]). Het verwijderde

C02 wordt afzeblazen of in vloeibare of vaste vorm [eproduceerd voor

specifieke toepassin~en (bijvoorbeeld droog-ijs, brandblussers), Een

overzicht van ontwikkelde en toegepaste C02-verwijderingsprocessen

bij stortgas is te zien in tabel 7. Welk proces in de praktijk het

beste is, han~t ook af van lokale randvoorwaarden zoals stortgassa-

menstelling, gewenste gaskwaliteit, beschikbaarheid van elektriciteit

en/of restwarmte en C02-toepassin[smogelijkheden.

Tabel~. [77] Processen voor de opwerking van stortgassen.

type proces actieve stof verwijderde componenten

adsorptie actieve kool zwavelwaterstof, gechloreerdeen hogere koolwaterstoffen

si[icagel, aluminiumoxide, zeo- kooldioxide, zwavelwaterstof,]iethische moleculaire zeven, waterkoolstof moleculaire zeven

chemisorptie of ad- actieve kool, reinigingsmassa zwavelwaterstofsorptie met reactie iizerhydrocxide)

fysische absorptie triethyleenglycol water

waterwas, polyethyleenglycoldi- kooldioxide, zwavelwaterstofmethylether (Selexol)

chemische ab- monoethanolamine, hete karbo- kooldioxide, zwavelwaterstofsorptie naatwas met toevoegingen als

katalysator (Benfield, Catacarb)

fysisch-chemische diisopropanolamine, polyethy- kooldioxide, zwavelwaterstofabsorptie leenglycol-dimethylether (Se-

lexol A)

gaspermeatie membranen uit polymeren kooldioxide, zwavelwaterstof,(Prism, Separa, Gasep) water/gechloreerde koolwater-

stoffen

Een sndere mogelijkheid is C02-verwijdering bij grootschalige elek-

triciteitsopwekking. Het rookgas van een conventionele kolencentrale

bevat 13~ C0~. Onderzoek naar CO~-verwijdering heeft zich tot nu toe

geooneentreerd op MEA-absorptie. Bij eenvoudige uitvoering zou hier-

bij een hoeveelheid elektriciteit nodig zijn evenredig met círca 50Z

vsun de elektriciteltsproduktie door de koleneentrale [76, 79]- Door

voor de hand liggende integratie met het stoomproduktde-systeem in de

centrale is echter een reduktie tot 5Z van de eigen elektricltelts-

produktie in ieder geval mogelijk [80]. Verder lijkt door combinatie

met andere amine-absorptie-middelen en SOz- en NO -verwijdering nogx

meer verbetering mogelijk, zie bijvoorbeeld [81]. Membraanscheiding

biedt op het eerste gezicht echter minder perspektief bij koleneen-

trales vergeleken met hiogasopwerking doordat het verschil in mole-

kuulg~ootte tussen CO~ en N~ (in kolen-rookgas) kleiner is dan tussen

CO~ en CH~ (in biogas).

Bij elektricteitsproduktie met gesmolten carbonaat-brandstofcellen,

al dan niet met internal reforming v~~ aardgas, is CO~-reoyclage be-

langrijk. ~esuggereerd is dat dit aanknopingspunten biedt voor aanpak

van de COl-problematiek [40]. Wanneer CO~ gerecycled wordt kan een

deel verwijderd worden. De gesmolten carbonaat brandstofcel is in Ne-

derland bij ECN in onderzoek.

Technisch gezien is C0~-verw~jdering bij bijvoorbeeld biogas-opwer-

king, kolencentïales of brandstofcellen geen groot probleem. Maar wat

er met het verwijderde 00~ moet gebeuren is nog allerminst duidelijk.

Op korte termijn kan een deel v~n verwijderd 00~ toegepast worden bij

ondeï andere produktie van dìoogijs, CO~-bemesting~ frdsd~ank en

ureum-prodmktie. Om het hroeikas-e~fekt op 18mge termijn tegen te

ga~~ moet het verwijderde C0~ echter ook elders opgeborgen worden~

"buiten" de korte termijn C-kringloop. Diverse mogelijkheden zijn

hiervoor geopperd [76, 79] zoals opslag in de d~epzee met een specia-

le pijpleiding tot 500 meter onder water of door gebruik van natuur-

lijke advecties zoals in de Straat van Gibraltar0 of ondergrondse

opsla~ in uitgeputte olie- of gasvelden al dan niet in combinatie met

tertiaire oliewinning of in zoutkoepels. Volgens [76] is een belang-

rijk nevenvoordeel v~~ oadergrondse opsla~ dat CO~ beschikbaar blijft

- 122 -

om in de verre toekomst weer versneld in de atmosfeer te brengen om

de volgende ijstijd tegen te gaan. Een nevenvoordeel van opslag in

diepzee lijkt de combinatiemogelijkheid met OTEC.

Een andersoortige mogelijkheid is omzetting van C02 met behulp van

archae-bacteriën in biomassa voor energiedoeleinden. Recente ontwik-

kelingen in de biotechnologie maken het mogelijk zo gasvormige of

vloeibare brandstoffen te produceren met behulp van C02 en bijvoor-

beeld zonne-energie. Het gaat dan dus om een combinatie van CO~-ver-

wijdering, duurzame energievoorziening en produktie van motorbrand-

stoffen.

Sleutelsektoren bij eventuele toekomstige introduktie van C0z-verwij-

dering zijn kolengebruik, biogas, biotechnologie en brandstofcellen.

Grootschalig gebruik van kolen (voornamelijk in kolencentrales) neemt

thans omstreeks 20~ van de mondiale C0~-emissie vanuit de energiesek-

tot voor z’n rekening. In de nabije toekomst zal dit aandeel ongeveer

konstant blijven, in de verdere toekomst bij uitputting van olie- en

gasvoorraden zal het toenemen. Het aandeel van biogas in de mondiale

C0~emissie vanuit de energiesektor is gering, minder dan 1%. In de

toekomst zal dit aandeel toenemen, tot wellicht enige procenten, ge-

let op de verdere verspreiding van biogas-technologie (bij stortgas-

winning, rioolwaterzuivering, mestverwerking) en de gestage uitbrei-

ding van lokale gasnetten. Naast kolencentrales, biogasopwerking en

brandstofcellen zijn leisteen-olie en ondergrondse kolenvergassing

toekomstige energie-opties met een hoge specifieke C0~-emissie èn

a~~knopingspunten voor C0~-verwijdering.

Beperking CO~ bij andere aktiviteiten (k)

Naast energieconversies in de energiesektor komt ook CO~ vrij bij

bepaalde mijnbouwsektoren (kalk) en ontbossing.

Kalk bestaat uit CaC03. Bij mijnbouw in kalkhoudend gesteente of bij

produktie van ongebluste kalk (CAO) komt CO~ vrij. In principe kan

deze CO~ verwijderd worden met de in de vorige paragraaf besohreven

technieken maar dit wordt in de pìaktijk (nog) niet toegepast. Er is

ook nog een verband tussen kalk en de energiesektor.Bij moderne ko-

lencentrales wordt meestal ongebluste kalk gebruikt voor rookgasont-

zwaveling waarbij CaS0~ (gips) wordt gevormd. Dit leidt d~~ dus tot

een indirekte C02-emiseie overeenkomend met in de orde van een pro-

cent van de direkte emissie bij steenkoolverbranding. (aerekend kan

worden met circa 0,5 g C0~ per MJ (primeire energie] per % zwavel in

de steenkool. Vergelijk tabel Io Steenkool bevat normaliter rend 2%

S). Vermoedelijk van minder belang is de COl-emissie bij depositie

van "zure tegen" (S0~ en N0 uit energiesektor) op kalkhoudende bo-

dems.

Veel belangrijker thans is de C0~-emissie bij ontbossing. Hierbij

treden direkte emissies op (platbranden van bos voor uitbreiding

i~~dbouwareaal) of pas na verloop van tijd (bij produktie van hout

als bouwmateriaal, na het verstrijken van de levensduur van het

hout of door toegenomen C0~-respiratie vanuit de achtergebleven hu-

mus). Een belangrijk punt bij ontbossing is dat in ontwikkelingslan-

den meestal geen herbebossing plaatsvindt en dat de im~dbouwgrond

vaak slechts kort in gebruik is. Op deze wijze verdwijnt momenteel

jaarlijks een bosareaal ter grootte van circa 3 x Nederland en neemt

het woestijnoppervlak evenredig toe. Wanneer dit proces door blijft

gaan dan verdwijnt dus ook een wezenlijk deel van de C02-opname-capa-

citeit in landvegetatie, vergelijk figuur 5. Dit kan de toename van

het atmosferisch C0~-gehalte versterken. Bij voortzetting van de hui-

dige trend zal in het begin van de volgende eeuw het huidige tropi-

sche bos goeddeels verdwenen zijn. Aan de andere kant kan groot-

scheepse herbebossing dit proces tot stilstand brengen en in principe

op termijn het atmosferisch C0~-gehalte doen dalen. Op dit moment

vindt herbebossing plaats bij slechts circa 10% van de houtkap in

tropisch bos. In gematigde en koude klimaatzones is de situatie min-

der zorgwekkend. Het bosaìeaal en de C0~-opnamecapaciteit zijn hier

de afgelopen decennia min of meer konstant gebleven of wellicht

enigszins toegenomen.

Beperking broeikas-effekt door aanpak andere stoffen (i)

Andere stoffen kunnen gezamenlijk eenzelfde broeikas-effekt teweeg-

brengen als C0~. Bij beperking van het broeikas-effekt kunnen dus

naast of in plaats van energie/C02 ook deze andere stoffen worden

aangepakt.

Het gaat vooral om de sporegassen ozon (troposferisch en stratasfe-

risch), freon, N20, methaan en C0. De groei in emissies/concentraties

van deze sporegassen overtreft momenteel de groei in C0~-emissie en

uit gedetailleerde berekeningen blijkt dat ze bij voortgaande groei

rond 2030 gezamenlijk eenzelfde broeikas-effekt kunnen bereiken als

C02 [25]. Er zijn diverse mogelijkheden om de sporegassen te beper-

ken, hoewel met name bij N20 en methaan nog veel onduidelijk is~ Er

zijn beleidsmomenten aan te wijzen die, los van "broeikas-beleid",

tot emissieverlaging/ concentratieverlaging leiden. Er zijn autonome

trends die de emissies beïnvloeden° Tenslotte zijn er verschi].len in

kosten/baten. Een belangrijk voordeel van aanpak van sporegassen in

plaats van aanpak van C02 is dat de ~unstige invloed v~~ C02 op de

landbouwproduktiviteit behouden blijft. Daarnaast zijn er per stof

nog andere nevenvoordelen. A1 met al lijkt aanpak van sporegassen het

beste begin van broeikasbeleid. Aansluiting bij andere takken van be-

leid is hierbij goed mogelijk (gezien de nevenvoordelen (zie tabel

8)) en het levert een proeve voor eventueel C02-beleid. Aanpak van

sporegassen wordt stofsgewijs besproken met het onderzoek van [25]

(zie hoofdstuk 4, figuur 12) als uitgangspunt.

Tabel 8. Schema nevenvoordelen aanpak sporegassen.

C0~-voordeel blijft

Minder aantasting ozon-schild

Energie/rendements-verbetering

Minder landbouwschade/bossterfte

Gezondheid/afvalverwijdering

Trop.0~ Strat.03 Freon

X X X

x x

x

x X X

N~ 0 CH~/C0

x x

X

x

X

x

Troposferisch ozon

Ozon komt van nature voor. Door antropogene aktiviteiten is vermeede-

lijk het troposferisch ozon-gehalte enigszins toegenomen. De belang-

rijkste oorzaken zijn autoverkeer (koolwsterstoffen en stikstofoxiden

in auto-uitlaatgas) en (chemische) industrie. Het milieubeleid is er

op gericht de auto-uitlaatgas-emissie en industriële koolwaterstof-

emissie terug te dringen. Doel is het troposferisch ozongehalte te

verlegen vanwege schade a~~ landbouwgewassen, bossterfte en nadelige

gezondheidseffekten die ozon teweegbrengt. In de berekening van [25]

(figuur 12) wordt uitgegaan van een toerisme van het troposferisch

ozongehalte met 12,5~, hetgeen dus veronderstelt dat het milieubeleid

ineffectief zal zijn terwijl de emissie van ozon-precursors juist

verder zal toenemen.

Stratosferisch ozon

In de stïatosfeer komt relatief veel ozon voor. Door antropogene ak-

tiviteiten (emissies van onder s~dere freon en Nz0) zou dit kunnen

verminderen, met een broeikas-effekt en nadelige gezondheids-effekten

(het ozon vormt een "schild" dat ons bechermt tegen UV-straling) als

gevolg. Een vermindering van het stratosferisch ozon-gehalte door

antropogene aktiviteiten is nog niet met zekerheid vastgesteld en er

zijn veel onduidelijkheden. Milieubeleid is erop gericht zo’n vermin-

dering te voorkomen. Het mondiale kaìakter van en de wetenschappelij-

ke onzekerheden omtrent dit milieuprobleem belemmeren het milieube-

leid. In de herekening van [25] wordt uitgegaan van een vermindering

van de hoeveelheid ozon in de stratosfeer met ea. 1O~ in 2050.

Freon

Freon komt niet in de natuur voor. De produktie/emissie van de be-

langrijkste freonen F-Il en F-12 is dan ook nauwkeurig bekend. Tot

1973 is er sprake van exponentiële gïoei, daarna is de pïoduktie on-

geveer konstant gebleven op een niveau rond 750.i0~ kg/jaar, zie fi-

guur

De eerste voorspellingen van aantasting vsn het ozon-schild door

freon hebben bij het stoppen van de produktie-groei een rol gespeeld

(moïatorium eN uitbreiding produktiecapaciteit, verbodsbepalingen~

- 126 -

WERELDPRODUCTZEFPeon -J~ en -~2

ESC/PO

...... non-aePOSO]aePoso~

I -[ I I:1950 1960 :!970 ~980

vrijwillige gebruiksbeperking) naast economische en marktverza-

digings-verschijnselen. Thans neemt de freon-emissie weer enigszins

toe° Het milieubeleid is er op gericht de freon-emissie te beperken.

De economische belangen, het mondiale karakter van en de wetenschap-

pelijke onzekerheden omtrent het freon-milieuprobleem belemmeren het

milieubeleid. Zie bijvoorbeeld [97].

De voorspelde toename vm~ de freon-emissie met 3% per jaar die aan de

berekeningen van [25] (zie figuur 12) ten grondsla~ ligt, veronder-

stelt dat het milieubeleid ineffektief zal zijn en dat de emissie

sterk zal toenemen, waarbij in 2030 een niveau bereikt wordt dat 4 x

zo hoog is als de huidige freon-emissie.

127 -

De huidige freon-emissie F-il en F-~2 is voor ongeveer 30~ afkomstig

uit spuitbussen ("aerosol" in figuur 40), Andere belangrijke bronnen

zijn vulgas schuimplastic en isolatiematerialen (vooral F-Il) en

werkvloeistof in compressor(koel)~ systemen (koelkasten, airconditio-

ning, warmtepompen, etc.vooral F-12). Er zijn legio mogelijkheden om

de freonemissie te beperken, zoals:

- vervanging. Freon in spuithussem, brandblussers, schuimplastic is

meestal makkelijk te vervangen, bijvoorbeeld door C0~, N~ 0 of pen-

taan. Op de mondiale C0z- of N~O-emissies heeft dat geen resp. wei-

nig effect.

- recycling. Bij freon-oplosmiddelen, compressorsystemen en (niet-ge-

bruikte) brandblussers zijn er goede mogelijkheden tot recycling.

0pvang-apparatuur, een gespecialiseerde sloperij en een statiegeld-

systeem kunnen behulpzaam zijn

- alternatieven. Spuitbussen zijn te vervangen door alternatieven.

Doorgaans is een spuitbus een luxevariant (duurder, met meer mate-

riaalgebruik) van een bestaand produkt. Bij andere freon-toepassin-

gen liggen alternatieven minder voor de hand, of moeten nog ontwik-

keld worden (bijvoorbeeld absorptiewarmtepomp ter vervs~ging van

compressiewarmtepomp [40]).

A1 met al zijn de grenzen aan de toekomstìge freon-emissie zoals [25]

die aangeeft te krap. Het is mogelijk de freon-emissie terug te drin-

gen door maatregelen zoals:

- verbod op uitbreiding freon-produktie

- verbod/beperking spuitbusgebruik

- recycling van fïeon

- ontwikkeling alternatieven

Naast vermoedelijke beperking van het broeikas-effekt heeft dit ne-

venvoordelen zoals minder aantasting stratosferisch ozon-schild,

vermindering gezondheidsrisico’s en chemisch afval bij freon-produk-

tic en efficienter materiaalgebìuik (recycling en tegengaan wegwerp-

produkten). Of freon índerdaad netto een bìoeikas-effekt oplevert is

overigens nog niet zeker. Volgens sommige onderzoekers heeft freon

- ~28 -

juist een licht verkoelend effekt op de temperatuur op aarde (zie ook

hoofdstuk 4).

Nz 0

Distikstofmonoxide N~0 ("lachgas") komt in de natuur voor, ontstaan

bij biologische processen. De jaarlijkse "natuurlijke" emissie is

volgens [26] 8 à 9 TgN. Daarnaast is volgens [26] de antropo~ene

N20-emissie 4 à 7 TgN/jaar, verdeeld over 3 à 4 TgN uit verbran-

dingsprocessen en 1 à 3 TgN bij (kunst)mestgebruik en landont[inning.

De onzekerheden in de omvang van de N20-emissies zijn echter veel

groter dan de marges in deze schattingen suggereren [26]. De schat-

ting’en zijn gemaakt op grond van uit metingen van het vertikale

N20-profiel in de atmosfeer berekende veblijftijd in combinatie met

fra[mentarische incidentele ge~evens van de historische N20-gehaltes

ten dele rekening houdend met N~0-verwijderin~sprocessen en enkele

geïsoleerde metingen van N20-emissies. In feite is de N~0-emissiever-

deling grotendeels onbekend.

Aan de berekening van [25] (figuur 12) ligt een exponentiële groei

van de antropogene N20-emissie ten grondslag volgens [~5], die resul-

teert in een emissieniveau dat in 2030 ongeveer 5 x zo hoo~ is als de

huidi[e antropo~ene N~0-emissie.

Er zijn ongetwijfeld mogelijkheden om de antropo[ene N20-emissie te

berperken. Milieubeleid in deze richtin[ wordt evenwel belemmerd

doordat niet voldoende bekend is welke bronnen N~0 van belang zijn.

De N20-emissie bij verbrandin[sprocessen bijvoorbeeld is door [25,

26] berekend met behulp van een vaste N~0/C0~-ratio gebaseerd op stu-

dies vòòr 1975. Een vaste N~0/- C0~-ratio is [ezien de recente in-

zichten in de problematiek van vorming van stikstofoxiden discutabel

[4o, ~~].

Bij (kunst)mestgebruik en landontginning zijn ook onduidelijkheden.

Vermoedelijk is nitrificatie van ammonium-houdende meststoffen de

belangrijkste bron vm~ N~0 [26]. Tot voor kort dacht men echter dat

- ~29 -

denitrificatie het belangrijkst was° Het gebruik van meststoffen

neemt wereldwijd toe. Daarbij is er enige verschuiving naar meststof-

fen met een hoger nitraatgehalte mogelijk. Ook biogas-technologie kan

in dit verb~~d belangrijk zijn [41].

A1 met a! zijn de grenzen die [25] aangeeft voor de toekomstige

N~O-emissie te krap en misleidend gezien de onbekendheid v~, huidige

N20-emissies en mogelijk toekomstige N20-bronnen en de onzekerheden

omtrent atmosferische N20-verwijderingsprocessen. De beperkingsmoge-

lijkheden voor antropogene N20-emissies moeten nader onderzocht wor-

den. Nevenvoordeel is een vermindering van aantasting van het ozon-

schild.

CH~/CO

Methaan (CH~) komt vrij uit natuurlijke bronnen (moerassen, toendra)

en door menselijke (antropogene) aktiviteiten. Over de omvang van de

methaan-emissie bestaan veel onduidelijkheden. Omdat deze niet recht-

streeks gemeten kan worden is men aangewezen op schattingen. De

meeste auteurs die schattingen hebben gemaakt leiden eerst een totale

methaan-emissie af uit inschattingen van de atmosferische verblijf-

tijd, verdelen de emissie in een antropogeen en een natuurlijk deel

(ondeì andere maar gelang de geconstateerde toename van het atmosfe-

risch methaan-gehalte in combinatie met isotopen-onderzoek) en maken

een verdere onderverdeling naar afzonderlijke bronnen met behulp van

incidentele metingen van methaan-emissies vanuit geselecteerdm pro-

cessen en ecosystemen. Ondanks dat de schattingen gezien deze proce-

dure sterk uiteenlopen (atmosferische verblijftijd 3 à 15 jaar, tota-

le methaan-emissie 0,2 à l,O GtC/jaar, antropogeen aandeel 25 à

is er mindeï onzekerheid over de antropogene methaan-emissie. Deze

wordt geschat op 200 à 550 TgC/jaar min of meer gelijkelijk verdeeld

- 130 -

over 4 bronnen:

- veeteelt

- natte rijstbouw

- biomassa verbranding/afvalverwerking

- fossiele energie-winning/gebruik (kolen, gas).

Door [25] is geen voorspelling gemaakt omtrent de toekomstige antro-

pogene methaan-emissie maar is aangenomen dat het atmosferische me-

tha~~-gehalte exponentieel zal (blijven) toenemen. Gezien de onbe-

kendheden met (de ontwikkeling van) de atmosferische verblijftijd,

het natuurlijke am~deel in de methaan-emissie en de mogelijkheden van

emissie-beperking is deze aanname discutabel. Aan de andere kant

voorspelt [182] een nog sterkere toename van metham~emissie dan [25].

Er zijn mogelijkheden om de methaan-emissie te beperken, bijvoorbeeld

door toepassing van biogastechnologie (mestver~istin[, stortgaswin-

ning, etc.) [41], doo~ verbeteringen in de fossiele energie sector,

door inpolderin~ of drooglegging van moerassen, etc. Dit kan ook ne-

venvoordelen hebben zoals ene~giewinnin~ (biogas, rendementsverbete-

fins), verbetering landbouwproduktiviteit (inpoldering, biogas) en

gezondheid (drooglegging moerassen, hygiënisering van afval).

Verder is onduidelijk of de atmosferische verblijftijd van methaan

zal toenemen. Een toename is mogelijk door meer CO en O~ die concur-

reren met methaan om verwijdering door "0H-radicaal. Deze mogelijk-

heid is nog niet bewezen en O~ speelt een dubbelrol (namelijk zorgt

ook voor vorming van "0H). Het is de vraag wat toekomstige CO- en

O~-gehaltes zullen zi~n. Voor troposferisch O~ is dit reeds bespro-

ken, [25] gaat uit van 12,5% toename in 2038, milieubeleid is er ech-

ter op gericht het troposferisch O~-gehalte te verlagen. Wat CO be-

treft gaat [25] uit van een verdubbeling van de antropogene C0-emis-

sie in 2050. In rijke landen is de CO-emissie de afgelopen decennia

echter juist gedaald, maar in ontwikkelingslanden neemt deze toe door

brandhoutgebruik. Milieubeleid is er op gericht C0-emissies te beper-

ken, Dit heeft (neven)voordelen in de sfeer van menselijke gezondheid

(kolendampvergiftiging) en rendementsverbetering (C0 is een produkt

van onvolledige verbranding) [43, 44].

Het blijkt dat er bij alle sporegassen grote onzekerheden zijn over

bronnen, toekomstige emissies, atmosferische verblijftijd, mogelijk-

heden voor milieubeleid, etc. Het doortrekken van een exponentiële

toename uit het verleden naar toekomstprojecties is dan ook mislei-

dend.

Beperking klimaat-effekte__ndoor menselijk ingrijpen (m~

In principe is het mogelijk een broeikas-effekt met andere middelen

teHen te gaan. Daarvoor zijn diverse idee~n geopperd. Grote stukken

l~~d en zee zouden bedekt kunnen worden met zon-reflecterend mate-

riaal, zoals witte verf of zilverpapiersnippers. Dit zou de albedo

doen toenemen en zodoende een afkoelend effekt hebben. Met nucleaire

explosiee zouden grote hoeveelheden aerosolen in de stratosfeer ge-

bracht kunnen worden. Dit zou een afkoelend effekt op het aardopper-

vlak hebben. Op het eerste gezicht lijken deze "soience-fiction"-ach-

tlge ideeën niet v~~ gevaar ontbloot. Het voert voor dit rapport ech-

teï te ver om ze serieus te bespreken.

Conclusies

j. Wanneer op grond van kosten/baten-analyses de klimaatveranderingen

als ongunstig worden gezien dan heeft dat invloed op energie~ Door

energiebeleid gericht op enerHiebesparing, verhoging van de ener-

gieproduktiviteit en meer inzet van duurzame en nucleaire eneì-

giebronnen is een vermindering van de COl-emissie mogelijk° Ener-

giescenario’s zijn hierbij belm~grijke hulpmiddeleno De inteìna-

tionale spreiding in kosten en baten door klimaatveranderinHen

vormen echter een bel~~grijke belemmering voor effectuering v~~

mondiaal energiebeleid.

k. Andere mogelijkheden om de COl-emissie te verlagen zijn tegengaan

van ontbossing, bevorderen van herbebossing, verminderen van kalk-

sie te beperken door met dure technieken bij grootschalige ener-

gie-omzettingen vrijkomend C02 af te rangen en op te bergen in

diepzee of geologische formaties.

Een ~~dere mogelijkheid om het broeikas-effect te verminderen is

het bestrijden van emissies/concentraties van andere broeikasgas-

sen in de atmosfeer, zoals freon, methaan, distikstofmonoxide en

troposferisch ozon. Dit ligt in eerste instantie meer voor de hand

dan ingreep in energie, omdat er bij deze stoffen minder sprake is

van gunstige klimaatveranderingen (ze spelen anders dan CO~ geen

rol bij de fotosynthese en bevorderen plantengroei/landbouwpro-

duktie dus niet) en omdat bestrijding positieve neveneffecten

heeft (minder nadelige milieu-effecten bij produktie en minder

kans op aantasting stratosferisch ozon-schild (freon), energiewin-

ning (methaan) en vermindering landbouwschade (troposferisch

ozoa)).

Verandering van het klimaat door menselijk ingrijpen is in princi-

pe mogelijk, omtrent de gerichtheid van dergelijke ingrepen be-

staan twijfels zodat het gewenste resultaat onzeker is. Dit maakt

bewuste klimaatbeïnvloeding door mensen gevaarlijk. Er is in de

historie wel regelmatig sprake van onbewuste klimaatbeïnvloeding

door menselijke activiteiten.

- 133 -

8. CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN

In de vorige hoofdstukken is een beeld gesehetst van de broeikas-

problematiek. Een mondiaal milieu-probleem op 18nge termijn veroor-

zaakt door opwarming door C02 en andere broeikasgassen uit de ener-

giesector en andere antropogene aktiviteiten. Het schema in fig~~ur i

en de (kwantitatieve) uitwerking van de stappen a t/m m in dit schema

in de hoofdstukken van dit rapport biedt de mogelijkheid een aantal

voorbeeldberekeningen te maken om het belang en de richting van ver-

der wetenschappelíjk onderzoek en de mogelijkheden voor energie- en

milieu-beleid te illustreren. Daartoe zijn vier broeikasscenario’s

voor de komende eeuw uitgewerkt. Daarna komen de twee in het begin

van dit rapport gestelde vragen (Jo Moet C02 als milieu-eis in lange

termijn (jaar 2050) energiescenario’s meegenomen worden?; en 2, Welk

onderzoek is nuttig?) aan de orde.

Broeikasscenario’s

Bij het opstellen van de broeikasscenario’s is het schema van figuur

1 als raamwerk gebruikt. De in dit rapport samengevatte kwantifice-

ringen van stappen a t/m h in dit schema voor de periode 1987-2087,

zijn samengevat in figuur 41. Wat hierbij opvalt is de Grote sprei-

ding in getallen. Deze spreiding heeft twee oorzaken:

- wetenschappelijke onzekerheden

- onzeke~heden over toekomsti~ energie- en milieubeleid.

De wetenschappelijke onzekerheden zijn nog erg groot. Zo lopen, ook

bij een vaststaande hoeveelheid CO2 en andere broeikasgassen in de

atmosfeer, de voorspellingen van effekten (temperatuurstijzinz, tem-

peratuurverdeling, zeespiegelrijzing, landbouwproduktie) sterk uit-

een° De geleerden zijn het dus niet eens° De oorzaken van deze on-

enigheid zijn velerlei~ Voor een deel gaat het om witte vlekken in de

kennis. Voor een deel komt de spreiding ook voort uit de organisatie

- 134 -

Figuur %1. Energie- en broeikasproblematiek, periode 1987-2087.

ENERGIE- EN CO2 -PROBLEMATIEK

o ~C-KRINSLOOP METEO-

[FREMAN, FR o ~ 90 ~ I MODELLENENERGIE~-â’~"~ ~O2-EMISSIE~~OPWARMING ~~ KLIMAAT---i

~öoo GT~C ~’ ~~ TMOSFEER~ ~FFECTEN

I ~700GTC (~,~ ~ ~ ~C)~ ~ ZEE ~ ~ 50C~

GECUMULEERDEANTROPOGENE ~ -zuu a ~uu ~TU I’ ~X~M~SS ~ ANDERE AC- IN-1987-2087 .

TIVITEITEN STOFFEN VLOEDEN

~ ESC / PO

/BATi

200 ~2000 - spreiding volgens verschillende onderzoekers-(350 à ]000)- realistische schatting in dit rapport

van het wetenschappelijk onderzoek en is ze inherent a~~ het inter-

disciplinaire karakter van de broeikasproblematiek. Wanneer vanuit

verschillende wetenschappelijke disciplines een complex milieu-pro-

bleem wordt ondeïzocht, bestaat vaak de neiging om onzekere factoren

hoog in te schatten om de eigen discipline belangrijk naar voren te

laten komen, Voorbeelden zijn te vinden in onder andere [98, 99]. Inzo’n situatie kan integrerend interdisciplinair onderzoek een bijdra-

ge leveren aan het veìminderen van onzekerheden,

In dit rapport is getracht uit de veelheid van schattingen op onder-

delen (zie figuur ~i) ïealistische schattingen te extraheren. Toch

blijven ook dan nog fundamentele wetenschappelijke onzekerheden over,

reden waarom zowel een "optimistische" als een "pessimistische" rea-

listische schatting zal worden gegeven (tabel 9).

Er zijn ook mogelijkheden om emissies en concentraties van CO~ en

broeikasgassen te vermin�eren. Bijvoorbeeld door een energiehuishou-

ding met geringe C02-emissies, he~bebossing en tegengaan van lucht-

verontreiniging, etc. Daarvoor is bepe~kend beleid nodig, gericht op

energiebesparing, inzet duurzame energiebronnen, beperken bevol-

kingsgroei, tegengaan ontbossing, bestrijding luchtverontreiniging,

etc. In tabel 9 is getracht de mogelijke effekten van "beperkend be-

leid" aan te geven. Dergelijk beleid komt niet v~~zelf tot stand;

wanneer het achterwege blijft dan is er sprske van "ongeremde groei"

v~n emissies en atmosferische concentraties.

Zo ontstaat een vierluik (tabel ij) van mogelijke (extreme) toekom-

stige broeikas-situaties. Als indicator van de broeikassituatie in

2087 zijn ingeschat de mondiaal gemiddelde:

- temperatuurstijgìng

- zeespiegelrijzin~

- toename landbouwproduktie.

Het jaar 2087 is gekozen omdat dit de zichtpeìiode van het EOS-onder-

zoek met enige decennia overstijgt. Aangenomen wordt dat de verwachte

broeikassituatie in 2087 de energiehuishouding in 2050 kan beïnvloe-

den.

- 136 -

Tabel~_.Voorlopige schatting broeikas-effekt periode 1987-2087.

De letters verwijzen naar figuur 1 en 41.

Politiek

Wetenschap

Beperkend beleid

Optimisme Pessimisme

0ngeremde gìoei

Optimisme Pessimisme

Gecumuleerde C02-emissie 300 atc

a+b +h

300 GtC 1500 OtC 1500 GtC

Remanente fractie 10% 50% 40% 75%

c (f~)

Toename atmosferisch I% ppm

C02-gehalte (736 ~tC=350 ppm)

71 ppm 285 ppm 535 ppm

Temperatuurtoename bij 1,4°C

700 ppm (2 x C0~) c

4°c 1,4°C 4°c

C02-temperatuurstijging

resulterend

0,08°c 1,07°C 1,20°C 5,35°C

Temperatuurstijging door 0,O5°C

andere broeikasgassen

(zie tabel i0) d

0,93°c 0,8o°c 4,i5oc

Zeespiegelrijzing per

°C temperatuurstijging

f

8 cm 25 cm 5 cm 16 cm

Toename landbouwproduktie

bij 700 ppm C0~

(2 x COl)

Idem, met inachtname v~�

zeespiegelrijzing en

temperatuurstijging

4o%

137 -

Tabel 10. Voorlopige indicatieve schatting broeikas-effekt andere

brôeikasgassen. Toen~ne atmosferisch gehalte (% in 2087 ten

opzichte van 1987) en resulterend broeikas-effekt (tempera-

tuurstijging aardoppervlak). Toelichting, zie tekst.

Politiek

Wetenschap

Bepe~kend beleid

Optimisme PessimismeOngeremde groei

Optimisme Pessimisme

cH~ 10% ~0% 50% 10o%o,o2°c o,31°c o,~3°0 0,77°c

o,o3oc o,B2oc a,o8oc 0,46ocO,-t~op. -10~ 15% 25%

-0,02°C - 0,86°C 0,27°C

03-strat. -5% -10% -25%

0,09°c 0,06°0 0,46°cFreon: F-11,12 50% i00~ 600% 1200%

0,02°C 0,16°C 0,~4°C 1,93°C

Andere

o,o5°c 0,13°C 0,26°C

Totaal 0,05°C 0,95°C 0,80°C 4,15°C

De mondiale temperatuurstijging speelt een centrale rol. Voor COz is

deze via een logaritmisch verband evenredig met de toename vm~ het

atmosferisch C0z-gehalte (wannee~ een verdubbeling I,~°C tempera-

tuurstijging oplevert, betekent een verviervoudigin~ van het atmosfe-

risch COl-gehalte 2,8°C en ve~achtvoudigin~ ~,2°C).

Voor de m~dere broeikasgassen is de temperatuurstijging lineair even-

redig gesteld (vanwege de geringe concentratie) met het atmosferisch

gehalte, zie tabel i0. Daarbij zijn de stralin~soverlapgegevens van

[25] gebruikt en is dezelfde onzekerheidsmarge in temperatuurstijging

zebruikt als bij C0~ (1,~ à 4°C bij verdubbelíng van het atmosferisch

COz-gehalte; [25] rekent op dit punt met 1,7°C).

- 138 -

De schattingen van de cumulatieve COz-emissie zijn afgeleid uit onder

andere figuur 38 en hoofdstuk 2. In het geval van "ongeremde groei"

is aangenomen een toename van jaarlijkse emissies vanuit de energie-

sektor van 5 GtC in 1987 naar 17 ~tC in 2050 ("EPA high íossil"),

daarna (periode 2050-2087) konstant, totaal dus ca. 1300 GtC. Daaìbij

geteld een emissie van 200 GtC door verdergaande ontbossing (vooral

in Tropische landen) komt de cumulatieve antropogene C02-emissie op

1500 GtC.

In het geval van "beperkend beleid" is aangenomen een afname van

jaarlijkse emissies vanuit de energiesektor van 5 GtC in 1987 naar 3

~tC in 2050 ("MIT Lewest"), daarna (periode 2050-2087) kenatant, to-

taal dus ea. 350 GtC. Daarvan afgetrokken een opname uit de atmosfeer

van 50 GtC door grootseheepse herbebossing (vooral in Tropische l~n-

den) komt de cumulatieve ~~tropogene C02-emissie op 3UO GtC.

De schatting voor de andere broeikasgassen (tabel 10) is tentatief.

Er zijn in het geval van "ongeremde groei" geen scenario-berekeningen

gebruikt maar extrapolaties van inschattingen van de groei gedurende

de afgelopen decennia van emissies/concentraties van deze stoffen.

De extrapolatie van [25] dient als willekeurig voorbeeld en als bo-

venwaarde. De schatting in tabel 1O is dus slechts indicatief. Aange-

nomen is verder dat de door [25] voor een periode van 50 jaar voor-

spelde eoncemtratietoenamee (zie tabel 3] in het eptimistische geval

eerst in 2087 worden bereikt, terwijl in het pessimistische geval in

2087 een dubbele concentratietoename tot stand komt. Het verschil zit

hem onder andere in onzekerheden over de atmosferische verblijftijd.

In het geval van beperkend beleid zijn de concentratietoenames klei-

ner. Voor CH~ en N20 is daarbij de marge tussen optimisme/pessimisme

groot gemaakt vanwege de onduidelijkheid over het effekt vm~ beleid

gericht op vermindering van CO en 0~, en zijn de beperkingsmogelijk-

heden bij CH~ iets ruimer ingeschat vanwege het vermoedelijk grotere

antropogene (beperkbare) aandeel in de emissies vergeleken met N~0.

Voor O~ is in het optimistische geval effektiviteit van het huidige

milieubeleid gericht op terugdringen van troposferisch ozon en smog

en voorkoming van aantasting van het stratosferisch ozon-schild ve-

rondersteld, terwijl in het pessimistische geval dit beleid ineffek-

tief is. Voor freon F-il en F-12 is een drastische emissieverminde-

ring verondersteld door recycling, vervanging en sluiting van freon-

fabrieken. In het pessimistische geval blijkt de atmosferische ver-

blíjftijd langer, in het optimistische geval korter. In het pessimis-

tische geval tenslotte zijn er nog anderre broeikasgassen zoals hij-

voorbeeld F-22 en F-134 die vaak ter vervanging vooï F-12 als koel-

vloeistof worden gebruikt.

Uit tabel Ii blijkt dat bij beperkend beleìd in een ~unstig (optimis-

tisch) geval de gevolgen van broeikas-effekt klein zullen zijn. In

een ongunstig (pessimistisch) geval zijn de gevolgen groter en zijn

er ook duidelijke nadelen zoals een zeespiegelrijzing. Het ziet eì

verder naar uit dat de gevolgen bij beperkend beleid reversibel zijn.

De conclusie is dan ook dat door beperkend beleid een mondiale ern-

stige klimaatverandering vermeden kan worden.

Uit tabel ii blijkt ook dat bij ongeremde groei in een ~unstig (opti-

mistisch) geval de gevolgen overwegend voordelig zijn (meer landbouw-

produktie, iets warmer klimaat)° In een on~unstig (pessimistisch) ge-

val zijn deze overwegend nadelig (grote temperatuuïstijging, foìse

zeespiegelrijzing) en irreversibel. De conclusie is dan ook dat bij

ongeremde groei het broeikaseffekt grote gevolgen zal hebben. De ge-

volgen kunnen deels ~unstig zijn maar kunnen ook leiden tot een vooì-

lopig onherstelbare verandering v~] het wereldklimaat.

Het gaat bij tabel ~i om een wereldgemiddelde. De gevolgen voor Ne-

derland wijken hiervan af. De temperatuurstijging zal naar verwach-

ting in Nederland groter zijn, wellicht 1,5 à 2 x. De zeespiegelrij-

zing zal anders zijn, maar het valt nauwelijks te voorspellen hoe.

In ieder geval tìeedt de zeespiegelstijg~ng met een zekere vertraging

na 2087 op. Van belang is ook dat in Nederland in 2087 een "autonome"

zeespiegelstijging met I0 à 20 cm wordt verwacht door isostatische

bodemdaling door opheffing van $candinavi~ en een lokale "antropoge-

na" zeespiegelstijging met minstens 50 cm door aardgaswinníng in Gro-

- ~4o -

Tabel ii.

BPûeikas-effect 1987-2087,mondiaal gemiddeld dooPC02 en andere stoffen.

Temperatuurstijging A T (°C) ~

Zeespiegelrijzing A SL Icm)

Landbouwtoename z% LB (~)

Beperkendbeleid

Poli~iek

0ngeremdegroei

WetenschapOptimisme

0, I Ci cm

o

iO cm

pessimisme

2,0 C50 cm

9,5 C150 cm~

COa -aandeel es.Grotere stijgingin latere eeuwen

~ Afname mogeliik, Kansverdeling

6O %(5 me~er)mogelijk

ESCPO007

ningen. De landbouwproduktie tenslotte kan in Nederl~]d procentuee!

meer toenemen gelet op de huidige gewassen en de verlenging van het

groeiseizoem door temperatuurstijging. Aan de andere kant kan de lan-

bouwproduktie bij forse zeespiegelrijzing ook d~astisch dalen.

Een interessante vraag bij tabe! ii is nog hoe de kansverdeling eruit

ziet. Wat betreft wetenschap stellen de meeste (groepen van) onder-

zoekers, die dit soort schattingen maken, dat de lagere (optimis-

tische) schattingen vm~ temperatuurstijging en zeespiegelrijzing

waarschijnlijker zijn dan de pessimistische. Deze stelling komt voort

uit de waarschijnlijkheidsveìdeling van de in de beschouwing öetìok-

ken fysische processen en uit zelfkennis (de eerder a~ngehaalde or~a-

nisatievorm van het onderzoek en het interdisciplinaire karakter van

de problematiek). Voor wat betreft beperkend beleid of ongeremde

groei valt geen kansverdeling te geven, dit hangt van politieke fac-

toren af.

CO en E0S

De vraag is of de broeikas-problematiek opname van C02 als "mi-

lieu-eis~’ in een van de energiescenario~s voor 2050 nodig maakt.

Over de gehele linie genomen komt uit dit rapport het volgende beeld

naar voren: De COl-problematiek kan aanleiding geven tot klimaatver-

anderingen. De onzekerheden zijn echter enorm. De grootste onzeker-

heden zitten in de toekomstige ontwikkeling van het energiegebruik,

de koolstof-kringloop en meteorologische/klimatologische modellen;

terwijl ook C02emissies bij andere menselijke activiteiten en kli-

maatver~~deringen door andere stoffen dan CO~ een rol spelen. Dit

maakt dat klimaatveranderingen kunnen variëren van onmerkbaar tot

ingríjpend.

Onderzoekaanbevelingen

Een tweede vraag is: welk onderzoek is nuttig?

Veel onderzoeksgebieden zijn relevant, zoals: energietechnologie, at-

mosferische chemie, bodemkunde, plantkunde, ocesnog~afie, meteorolo-

gie, energiescenario’s, biomassa en energie in ontwikkelingslanden,

etc.

Het in dit rapport gemaakte overzicht v~~ de broeikasproblematiek

kan een raamwerk bieden voor beoordeling van C02- en broeikas-onder-

zoek.

Klimaatvmranderingen kunnen gunstig of ongunstig zijn. Voor Nederland

zijn wellicht g~nstige effecten te verwachten zoals enige weersverbe-

tering en verhoging van de i~~dbouwproduktiviteit. Een belangrijk

ong~nstig effect is een mogelijke stijging van de zeespiegel. Mon-

diaal gezien zullen gunstige en ong~nstige effecten ongelijk verdeeld

zijn. Dit betekent bij de huidige internationale verhoudingen een

belangrijke rem op bestrijding van C02-emissies, afgezien van de

vraag of zo’n bestrijding reeds nodig is gezien de enorme onzekerhe-

den waarmee mogelijke klimaatveranderingen omkleed zijn, onduidelijk-

heid of er netto-voordeel of -nadeel zal optreden en het vermoeden

dat bestrijding van andere stoffen in eerste instantie meer voordeel

oplevert.

Met de huidige kennis van zaken is het opnemen van een laag-C02-sce-

nario in de EOS-studie dan ook voorbarig. Aan de andere kant kan een

dergelijke scenario-berekening wel een nuttige excercitie zijn ter

complementering van maatschappelijke kosten/baten-analyses van de

C02-problematiek.

In het project EOS (Energie Onderzoek Scenario’s) zijn tot nu toe

drie verschillende scenario’s gemaakt die verschillende maatschappe-

lijke ontwikkelingen weerspiegelen. De scenario’s zijn beschreven in

[1O0]. In het scenario "Gedeelde Ontwikkeling" lijkt geen C0~ beleid

nodig omdat in dit scenario al zoveel aan energiebesparing en milieu-

bescherming wordt gedaan dat het broeikas-effekt geen ernstige vormen

aanneemt (beperkend beleid in tabel ii). In het scenario "Blokvorming

en Stagnatie" kan het broeikas-effekt ernstige vormen aannemen maar

lijkt vanwege de internationale machtsverhoudingen geen C02-beleid

van de grond te kunnen komen. In het scenario "Dynamiek en Groei" kan

het broeikas-effekt ernstige vormen aannemen, maar lijkt vanwege het

non-dirigistische regeringsbeleid pas mondiaal C0~-beleid plaats te

zullen vinden wanneer blijkt dat er echt problemen ontstaan, de hui-

dige wetenschappelijke onzekerheden zijn daarbij nog te groot.

Referenties

- ~44 -

Siegenthaler, U. e.a.

History of non-fossil C0~-emissions reconstrueted from ice-core

measurements of C0~-concentration and C13/C12-ratio. Presented

at 11th EGS-Congress, Kiel (BRD) 21-3Q august 1986.

[2] Hut, G.

C02 en klimaat. In: Basisboek Milieukunde, J.J. Boersema e.a.,

Boon, Meppel, 1985.

Postma, H.

Kooldioxyde en klimaatveranderiag. Lucht en omgeving ’1 (1985),

nr. i pp. 9-12.

Deeladvies inzake C0~-problematiek Gezondheidsraad, ’s-aravenha-

ge, 24 februari 1983.

[5]

E6]

Moore, B. e.a.

The circulation of the Atlantic Ocean as deduced by using

hydrographic data and tracer data in combination, and some com-

ments on the role of the Atlantic Ocean for uptake of excess

C0~. Presented at llth EG$-Congress, Kiel (BRD), 21-38 au&~st

i986.

Watts, J.A.

Data Sampler. In: Carbon Dioxide Review, 1982. Ed. W.C. Clark,

0xford University Press, New York, 1982, pp. 429-469.

[?] Bolin, B,

The Carbon cycle. Scientific American 223 (1970), nr. 3, PP~

~24-135.

[8] Atmospheric Carbon Dioxide and the Global Carbon Cycle. Ed. J.R.

Trabalka. US DOE, december 1985.

- ~45 -

[9] Walin, 0.

Interaction of biogenic calcite production, alkalinity and flow

of exoess carbon into the oce~,. Presented at llth EOS-Con~ress,

Kiel (BRD), 21-30 au{ust 1986.

Baeì, C.F.

The role of oceans in the carbon cycle, pp. 31-56 in: Carbon

dioxide, current views and developments in ener~y/climate

research. Ed. W. Bach e.a., Reidel, Dordrecht, Holland, 1983.

[ii] Willebrand, J.

Ocean circulation ~~d climatic ch~ge. Presented at ilth

E~S-Con[ress, Kiel (BRD), 21-30 august 1986.

[12] Wenk, T., U. Siegenthaler, H. 0eschger

The influence of E1 Nino events on the [lobal carbon cyele. Pre-

sented at llth EOS-Congress~ Kiel (BRD), 21-38 aug~st 1986.

[13] Potter, O.Lo, R.D. Cess, L.W. Gates

Climate model intercomparison: the problem and the pr~cess. Pre-

sented at llth EGS-Con~ress, Kiel (BRD), 21-30 august 1986.

[14] Schuurmans, C.J.E.e.a.

Fysische aspecten van het COl-probleem. Energiespectrum 6

(1982), pp. 218-227.

[15] Rotmans, J.

De ontwikkeling van een simulatiemodel voor de mondiale COz-pro-

blematiek. RIVM, Bilthov~n, juni 1986.

[16] Kooldioxyde, si~~alering v~~ een beleidsvraagstuk. Ministerie

VROM, publikatiereeks milieubeheer nr~ 19, ’s Oravenha[e, sep-

tember 1984.

- 146 -

[i7] Onderzoek in Nederland naar de gevolgen van C0~ en andere

sporegassen in de atmosfeer door menselijke activiteiten. RMN0,

publikatie nr. 9, Leidschendam, mei 1984.

[18] Pálvögyi, T.

Potential role of the oceanic mixed layer dynamics on mode]_ cli-

mate sensitivity. Presented at llth EGS-Congress, Kiel (BRD),

21-30 august 1986.

[19] MacDonald, ~.J.

Climate change and acid rain. MITRE Corp. McLean, Virginia (VS),

i986.

[20] Changing Climate. Carbon Dioxide Assessment Committee, NRC/NAS/-

NAE/10M, Washington DC, 1983.

[21] Carbin dioxide review (ed. W.C. Clark), 0xford University Press,

New York, 1982.

[22] Carbon dioxide (ed. W. Bach e.a.), Reidel, Dordrecht, Holl@nd,

1983.

[23] Farman, J.C., B.G. Gardiner, J.D. Shanklin

Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal CI0x/-NOx interaction. Nature 315 (1985), pp. 2Q7-210.

[24] Volkskrant, 28 juni 1986, 16 augustus 1986, 20 september 1986.

[25] Ramanathan, V. e.a.

Trace gas trends and their potential role in climatic change. J.

of Geophysical Res~ 98 (1985), pp. 5547-5566.

[26] Bolle, H.J., W. Seiler, B. Bolin

Other greenhouse gases and aerosols. Presented at UNEP/WMO/ICSU-

Conference, Villach (Ös.), 9-15 october 1985.

[27] Chamberlain, J.W.e.a.

Climate effects of minor atmosferic constStuents. In [21],

PP. 253-278.

[28] Molina, M.J., F.S. Rowland

Stratospheric sink for chlorofluorimethanes: Chlorine catalyzed

destruction of ozone. Nature 249 (1974), pp. 810-812.

[29] Van Ham, J.

Chloorfluorkoolwateretoffen in de ozonsfeer. Chemisch Weekblad

1975, nr. 3, PP. 13-16.

[30] Pearman, G.I.e.a.

Evidence of changing concentrations of atmospheric COl, N20 and

CH~ from air bubbles in Antarctic ice. Nature 32~ (1986), pp.

248-250.

[31] Ramanathan, V.

Commentaar op [27], in [21], pp. 278-283.

[32] Bell, P.R.

Methane hydrate and the carbon dioxide quest$on. In [21],

Pp. 401-406.

[33] Jones, P.D.

Detection of C02-induced climatic ch~~ge: an update. Presented

at 11th EQS-Congress, Kfel (BRD), 21-30 au~ust 1986.

[34] Sch~nwiese, C.D.

Searching for the CO~ si~nals in climatic time series. Presented

at llth EGS-Congress, Kiel (BRD), 21-30 aug. 1986.

[35] Stauffer, B. e.a.

Increase of atmospheric methane recorded in Antarctic fce core.

Science 229 (1985), pp. 1386-~388.

[36] Khalil, M.A.K., R.A. Rasmussen

Causes of increasing atmospheric methane: depletion of hydroxyl

radicals and the rise of emissions. Atmospheric Environment 19

(1985), nr. 3, PP. 397-407.

[37] Khalil, M.A.K., R.A. Rasmussen

Carbon Monoxide in the Earth’s Atmosphere: Increasing Trend

Science 224 (1984), pp. 54-56.

[38] McElroy, M.E.e.a.

Reductions of Antarctic ozone due to synergistic interactions

of chlorine and bromine. Nature 321 (1986), pp. 759-762.

[39] V.d. Vate

Deeltjes in de aardse atmosfeer: heil en onheil. Ener~iespectrum

9 (19~5), pp. 60-69.

[40] 0kken, P.A.

Milieu- en energie-effekten van warmtepompen en HR-ketels. IVEM,

RU-Groninzen, februari 1986. Ministerie VROM, Publikatiereeks

Lucht nr. 51, 1986.

Zie ook: Gas 106 (1986) nr. 7, PP. 304-310.

[41] 0kken, P.A.

Milieu- en ener[ie-effekten van biogas uit mest en mestoverschot

verwerkin~. IVEM, RU-Gronin[en, augustus 1985. Ministerie UROM,

Publikatiereeks Milieubeheer nr. 4, april 1986.

[42] Okken, P.A.

Milieu-effekten van warmte-kracht-koppeling. MSG, RU-Groningen,

oktober 1983. Ministerie VROM, Publikatiereeks Lucht nr. 21,

februari 1984.

- 149 -

Okken, P.A.

Milieu-effekten van allesbranders en open haarden. MSG, RU-Gro-

ningen, november 1982. Ministerie VROM~ Publikatiereeks Lucht

nr, 2, december 1982.

[44] Okken, P.A.

Milieu-effekten van biomassa-gebruik voor energiedoeleinden in

ontwikkelingslanden. Concept, bureau B~G, Rotterdam, november

1985.

[45] Wefss,

The temporal ~nd spati@l distribution of troposphe~ic mitrous

oxide, J. Geophys. Res. 86 (1981), pp. 7î85-7~95.

[46] Volz, A.

Climatic impacts of trace gases, aerosols, land-use changes and

waste-heat-release. In [22], pp. 353-378.

[47] Dickinson, R.E.

How will climate change? Presented at UNEP/WM0/ICSU-Confeìence,

Villach (Ös), 9-15 oktober 1985.

[48] Hansen, J. e.a.

Climate sensitivity: Analysis of feedback mechanisms. In: Clima-

te Processes and Climate Sensitivity, Ed. Hansen & Tak~~ashi,

Am. ~eophys. Union, Washington D.C~, 1984.

[~9] Idso, $.B.

A review of recent reports dealing with the greenhouse effect of

atmospheric carbon dioxide. Journal of the Air Pollution Control

Association, 34 (1984), pp. 553-555.

[50] 0ilchrist,A.

Increased carbon dioxide concentrations ~d climate: the equi-

librium response. In [22], pp. 219-258.

- 150 -

[51] Zeedijk, H.

Atmosfeer en luchtverontreiniging. TH-Eindhoven, voorjaar 1983.

[52] Manabe, S, R.J. Stouffer

Sensitivity of a global climate model to an increase of C02-con-

centration in the atmosphere. J. Oeophys. Nes. 85 (1980), pp.

5529-5554.

[53] Kohlmaier, G.H.e.a.

The role of the biosphere in the carbon cycle and biota models.

In [22], pp. 93-144.

[54] Bolin, B.

How much C0z will remain in the atmosphere? The carbon cycle and

projections for the future. Presented at UNEP/WM0/ICSU-Conferen-

ce, Villach (Ös.), 9-15 october 1985.

[55] 0erlemans, J.

Modelling the cryosperhic response. In [22], pp. 281-298.

[56] 0erlemans, J.

C02-probleem en zeeniveau. Lucht en Omgeving 2 (1985), nr. i,

pP. 5-8.

[57] JTB. Zeespiegelrijzing. De Ingenieur (1985), nr. i, pp. 28-33.

[58] Robin, G. de Q.

Changing the sea level. Presented at UNEPiWM0/ICSU-Conference,

Villach (Ös.), 9-15 october 1985.

[59] Energy in transition 1985-2~00. Ed. Wey~:t, J.P., Sheffied,

IAEE, Washington D.C., 1984.

B~yant, A. Analysis and planning for C0~ reduction and climate

stabilization.

- 151 -

[60] Warrich, R.A, e.a.

The effect of increased CO~ and climatic change on terrestrial

ecosystems. Presented at UNEP/WMO/ICSU-Conference, Villach

(Ös.), 9-15 october 1985.

[61] Lorius, C, D. Raynaud

Record of past ~tmospheric COz from tree-ring and ice-core stu-

dies. In [22], pp. 145-178.

[62] Flohn, H.

Major climatic events expected during a C02-induced warming. In

[22], pp. 299-314.

[63] Bolin, B., J. J~ger, B.r. D~ös

The greenhouse effect, climat change, and ecosystems. Presented

at UNEP/WMO/ICSU-Conference, Villach (Ös.), 9-15 october 1985.

[64] Van Beusekom, W,A.

Metingen boven het Groningse aardgasveld. I~ - Bouwkunde en Ci-

viele techniek, 1986, nr, 6, pp. 9-15.

[65] Bodemdaling als gevolg van aardgasonttrekking in de províncie

Gronin~en. NAM-rapport nr. 11.391, Assen, januari 1985.

[66] Kellog, W,W.

Impacts of a C0z-induced climatic change. In [22], pp. 379-413.

[67] Coops,

Detectie van klimaatveranderingen als gevolg van een toenemend

COl-gehalte van de atmosfeer. IMOU-RU Utrecht, mei 1985.

[68] Jag~r-Grodzinsky, J. (Weizmann Institute, Israël)

Persoonlijke mededeling, Madrid, 22 mei 1986.

- 152 -

[69] Schmienk, T.

Nederland steeds verder beneden peil. Het Parool, 29 april 1986.

[70] Titus, J.G.e.a.

Potential impact of sea level rise on the beach at 0ce~~ City,

Maryland. US-EPA, Washington D.C,, october 1985.

[71] Workshop Impact of Sea Level Bise onSociety. Ed. J. Prins e.a.

Waterloopkundig Laboratorium, Delft, september 1986.

[72] Zeespiegelrijzing; Worstelen met wassend water. Ed. J.~. de Bon-

de, W.P.M. de Ruijter. Ministerie V&W, Rijkswaterstaat, Dienst

@etijdewateren, Den Haag 1986.

[73] Keepin, W., I. Mintzer, L. Kristoferron, Emission of C02 in the

atmosphere. Presented at UNEP~WM0/ISCU-Conference, Villach

(Ös.), 9-15 october 1985.

[7$] Von Weizsäcker, E.

Milieu, maatschappij en techniek. Lezing congres "Milieuvriende-

lijke energievoorziening", Amersfoort 7 november 1986.

[75] Larsson, T, C.A. Wene, B. Rydén

Bobust community energy systems, the COz-case as an example.

Chalmers Unviersity of technolgoy, Göteborg, Zweden, februari

1986.

[76] Marchetti, C.

Constructive solutions to the CO~-problem. International Insti-

tute fmr Applied Systems Analysis, Laxenburg, Oostenrijk, 1978.

[77] Menzel, C., F.A.J. Rietveld

De plaats van biogas in de gasvoorziening. Gas 105 (1985), pp.

392-400.

- 15B -

[78] Bos, H.T.P.

Een nieuw proces voor de opwerking van stortgas. Gas 1O6 (1986),

[79] Steinberg, M.

Recovery, disposal, and re-use of C02 for atmospheric control.

Environmental Progress, 4 (1985), nr. 2, pp. 69-77.

[80] Pearce, F.

How to stop the greenhouse effect. New Scientist ii (1986), nr.

1526, pp. 29-30.

[81] Chakrava~ty, T., U.K. Phukan, R.H. Weilund

Reaction of acid gases with mixtures of amines. Chemical Engi-

neering Progress 81 (1985), nr. 4, pp. 32-36.

[82] Edmonds, J., J.M. Reilly

Global Energy. Oxford University Press, New York 1985.

[83] An Broeikas-effekt. Lucht en Omgeving 3 (1986), p. 161.

[84] Duijves, K.A.

C0~-opname in zeewater in de vorm van organisehe deeltjes.

ECN-Petten, 1985,

[85] Lorius, C., D. Raynaud.

Record of past atmospheric C02 from tree-ring ~~d ice-core

studies. In [22], pp. 145-176.

[86] C0~-problematiek. Wetenschappelijke inzichten en maatschappelij-

ke gevolgen. Gezondheidsraad, tweede advies, december 1986.

[87] Henderson-Sellers, A.

In: Climatic Chsnge 1987.

[88] Lemons, J,

Carbon dioxide and the Evironment: a problem of unce~tainty. The

Jouìnal of Environmental Sciences, 1985, nr. 2, pp. 6~-66.

[89] Manabe, S., R.T. Wetherald.

Thermal equilibrium of the atmosphere with a Hiven distribution

of relative humidity. Journal Atmospheric Science 24 (1967),

pp. 241-259.

[90] Beekman, G.

Het Hat boven Antarctica. Intermediair 23 (1987), nr. 5, PP.

19, 21, 45.

[91] Tucker, G.B.

Trace gas trends in the Southern hemisphere. Clean Air 20

(1986), nr. 3, PP. 73-76.

[92] Schönwiese, C.D.

Klimaschwankun~en. Sprin[er Verla~, Berlin, 1979.

En: Staub, 46 (1986), nr. 7/8, pp. 354-356.

[99] Bach, W.

Carbon dioxide/climate thìeat: fate of forebearance?

In: [22], pp. 461-509.

[94] Neftel, A. e.a.

Ice core sample measurements give atmospheric CO2-content during

past 40.000 yearo Nature 295 (1982), pp. 220-223,

[95] Gornitz, V., L. Lebedeff, J. Hansen

Global sea level trend in the past century. Science 215 (1982),

nr. 4540, pp. 1611-1619.

[96] Emanuel, R.E., e.a.

Modelling terestrial ecosystems in the global carbon cycle with

shifts in carbon storage capaclty by land-use change. Ecology 65

(198~), pp. 970-983.

[97] Swager, J.

Geïndustrialiseerde isnden willen CFK-uitworp beperken. Chemisch

Weekblad, 29-01.87, p. 38.

[98] Enzing, C. e.a.

Lake Tahoe-onderzoek. Rapport Werkgroep Wet~nschapsdynamica,

W&S, Chemisch Laboratorium RU-0roningen, 1983.

[99] Nienhuys, K., P.A. Okken

De onzekerheden in de risico-analyse van radon-222 uit ura-

nium-ertsafval. Intermediair, 16 (1980), nr. 23, pp. 7-17.

[100]Boswinkel, H.H.e.a.

Energie Onderzoek Scenario’s, Verslag v~n de eerste fase.

ESC-WR-86-08, Petten, juni 1986.

[101]Crutzen, P.

Gepresenteerd tijdens symposium OZON. Vereniging Lucht

Ede, 13-14 november 1986.

[102]Lal, M. e.a.

Potential climatic eonsequences of increasing ~~thropogenic

constituents in the atmosphere.

Atmospheric Environment 20 (1956), nr. 4, pp~ 639-642.

[1@3]Kimball, B.A., J.R. Mauney

Effect of C02 on Cotton Yield

CDIC-Communications, fall 1986, pp. 3-5,

0K-86/1270-tz

0RNL-TN-USA.

Overzicht van verschenen ESC-rapporten

Onderstaande publikaties zijn~ indien in voorraad, veïkrijgbaar bij:Secretariaat ESCPostbus 1i795 ZG PETTENtel, 02246 - 4347

ESC- 1

ESC- 2E~C- 3

ESC- 5ESC- 6ESC- 7

ESC- 8

Esc- 9ESC-10ESG-IIESC-12È8C-13ESC-I~

ESC-16

Èsc-í7

ESC-18ESC-19ESC-2@

ESC-kl

ESC-22

Voorstel gecoördineerd onderzoekprogramma energie-opslag invliegwlelenPro~ectvoorbereidingsgroep "Vliegwielen"Rookgasontzwaveling (alleen bij biblotheek ECN te leen)Introductie scenario’s zonneboileraEnergetische en economische gevolgen van de introductie vanzonneboilers en andere verbeterde warmwaterapparatuur inNederland0il substitution in the Netherl~mdsA case of "negative oil substitution"Energiebesparing, hoe is het mogelijk?Een sociaal-psychologisch onderzoek naar de bevordering vanenergiebesparing door gedragsbeïnvloeding bijgezinshuishoudingen (alleen bij bibliotheek ECN te leert)Energiebesparing, hoe is het mogelíjk? (Samenvatting: SAH)Huidige en toekomstige stoomketelcapaciteit in NederlandEnergiegebruik van industriesectoren in relatie tot econo-mische karakteristieken peiljaar 1977De lasten en baten van de openbare elektriciteitsvoorzieningin Nedeìl~nd - waarin opgenomen de historische kosten vankernenergieKolen als industriële bramdstof

Bestrijding van 802- en NO -emissie bij steenkoolverbruikKolengestookte ketelinstal~atieeSteenkoolasChemie en KolenOptimale kapaciteit van warmtepompsystemen voor kollektieveruimteverwarmingDe werkgelegenheidseffecten van het Nationaal IsolatieProgramma (alleen bij bibliotheek ECN te leen)Energiebesparing @ebouwde Omgeving;Een technische en economische vergelijking van besparings-mogelijkheden in de gebouwde omgevingBeschrijving van SELPE~ een model van de NederlandseEnergievoorziening (herziene versie: ESC-WR-85-01)Energie uit Haas en Rijn: een systematische analyseStoomketelverv~iging in RijnmondEnergiebesparing in gezinshuishoudingen: Attitudes, normen engedragingen, een landelijk onderzoekIndustrieel proceswarmtegebruik in relatie tot het tempera-tuurniveauIntegrale Energiescenario’s en Modellen voor Nederland doorde Werkgroep Integrale Energie Scenario~s

ESC-23

ESC-2%ESC-25

E$C-26

E$C-27E$C-28

E$C-29

ESC-30

ESC-31

ESC-32

ESC-33

ESC-36

ESC-37

~$C-38

ESC-39ESC-40

De energievoorziening in de vier MDE-scenario’s gebaseerd opherekeningen met het energiemodel $ELPEWarmte/kracht koppeling en energiecentraBrandstofverbruikende installaties bij de Nederlandseindustrie; Een kwantitatief oveìzichtDe beleving van risico’sEen landelijk onderzoek naar veronderstellingen, attitudes,normen en gedragingen met betrekking tot het opwekken vanelektriciteit met kolen, uraan en windKostprijs van enige energieteohniekenDe mogelijkheden van in-situ vergassing van steenkool inNederlandHet EZ-Refeìentieseenario 198~ - Enige herekeningen met hetenergiemodel SELPEOptimale strate~ieën voor de bestrijding van zure tegenveroorzakende S0 - en N0 -emissies; Gebaseerd opberekeningen met2SELPE xNieuwe energiebronnen in Japan - Opzet en uitvoering vanenergisonderzoekprogramma’sNa-isolatie, werkgelegenheid en besparingen in het Noordendes Lands - Analyse en evaluatieSymposiumverslagNutsbedrijven - nieuwe stijf: Meer innovatie?Individuele oordelen over technologische vernieuwingenVoorstudies t.b.v, het project "Publiek en technologischeinnovaties"Grootschalige energieopwekking in de industrie0pties voor stoomproduktie 1990 tot 2800Gevoeligheid van de rentabiliteitInvesteren in energiekostenbesparingEen onderzoek naar de leverantie door hetNederl~~dse bedrijfslevenBuurtgerichte voorlichting over energiebesparingEen evaluatie-onderzoek naar de invloed van sociale netwerkenop het voorlichtingsproces - EindrapportEnergy consumption for steel productionAn example of energy accountingDe modellering in GAMS van het model SELPEEnergie en het broeikas-effekt - ’t Kan vriezen, ’t ke~dooien