aangemaakt: 20190511  /  laatst gewijzigd:20190802

CO2

CO2, of ook kool(stof)dioxide genoemd, is een anorganische verbinding en is in zuivere toestand een kleurloos en geurloos gas dat van nature in de aardatmosfeer voorkomt.
Het is geen giftige stof (zoals bv. CO = koolstofmonoxide), maar bij hoge concentraties (100x hoger dan de huidige atmosferische concentratie voelen we ons toch niet meer kiplekker. Planten daarentegen wel, voor planten is dit een levensnoodzakelijk gas. Je kan dit testen door planten in een grote fles of bokaal te doen en die af te sluiten. De plant zal sterven zodra ze al het beschikbare CO2 heeft opgebruikt.
Anderszijds groeit een plant beter bij hogere concentraties CO2 (zie hier). Als je de bladzijde op de link (https://www.ijsfabriekstrombeek.be/nl/toepassingsgebieden/voeding-verpakking/serreteelt/105/) gaat lezen, kan je zien dat concentraties van 1500ppm gebruikelijk zijn, die is 4x meer dan in de atmosfeer. Daarnaast kan je zien dat een plant minstens 150ppm nodig heeft voor de fotosynthese. Het besluit is dus, dat een beetje meer CO2 geen kwaad kan.

Patrick Moore, één van de mede-oprichters van Greenpeace, zegt het volgende: "All life is carbon based and the primary source of this carbon is the CO2 in the global atmosphere." Vertaald: Alle leven in gebaseerd op koolstof en de eerste bron van koolstof is CO2 in de globale atmosfeer. (zie ook hier.)

Bij het samenstellen van dit artikel worden een aantal gedachten uit de volgende webpagina gebruikt: https://www.climategate.nl/2018/12/de-onmisbare-rol-van-co2-bij-het-leven-op-aarde/ (Een bijdrage van Dick Thoenes en Guus Berkhout.)

 

CO2 in de loop der tijden (van bij het begin)

CO2 en temperatuur grafiek

Hoe meer naar links, hoe langer geleden (in miljoen jaren). De zwarte lijn laat het CO2-gehalte zien en de blauwe lijn de gemiddelde (globale) temperatuur op aarde.
We kunnen zien dat het een groot deel van de tijd gemiddeld 10°C warmer was dan nu en dat er tijden waren dat het CO2-gehalte ongeveer 100x hoger lag dan nu.

Bron: https://www.geocraft.com/WVFossils/GlobWarmTest/A6c.html

Temperatuur komt van C.R. Scotese http://www.scotese.com/climate.htm als pdf
CO2 naar R.A. Berner, 2001 (GEOCARB III)

Wat kunnen we nog op deze grafiek zien:
  • Gedurende de Jura (200 miljoen jaar geleden), was er een gemiddeld CO2-concentratie van ongeveer 1800 ppm of ongeveer 4.7 keer hoger dan vandaag.
  • Gedurende bijna het gehele Paleozoïcum, vooral tijdens het Cambrium, kwamen zeer hoge concentraties aan CO2 voor, bijna 7000 ppm -- ongeveer 18 keer hoger dan vandaag.
  • Enkel tijdens het Carboon en het Ordovicium waren er periodes dat de globale temperaturen even laag waren als vandaag (anders was het meestal véél warmer). Tot consternatie van globale-opwarming-aanhangers, was er op het einde van het Ordovicium ook een ijstijd en dat terwijl op dat ogenblik de CO2-concentraties bijna 12 keer hoger waren dan vandaag, nl 4400 ppm.
  • Er is geen verband te zien tussen de CO2-concentratie en de temperatuur

 


Hoe kennen we de gegevens van het verleden?

De ijskap van Antarctica is gevormd doordat elk jaar een laagje sneeuw achterblijft dat in de zomer niet smelt. Door de enorme druk van het bovenliggende sneeuwpakket worden de luchtkanaaltjes tussen de sneeuwkristallen afgesloten. De aldus ontstane luchtbelletjes bevatten lucht met een samenstelling die gelijk is aan die van de atmosfeer ten tijde van de afsluiting. Door nu een ijskern te boren tot de bodem van de ijskap en deze kern te versnijden tot ijsschijven kan men door middel van bepaalde methodes de ouderdom per schijf vaststellen.
Meer kan je lezen op https://www.climategate.nl/2018/01/bepaling-temperatuur-en-co2-gehalte-aardatmosfeer-verleden/. Dit is overigens een zeer goede site met meer wetenschappelijke artikels.

Met holle boren worden ijscylinders naar boven gehaald in Vostok


CO2 ijlt na (gegevens van een recenter verleden)

CO2 en temperatuur grafiek Vostok

Hoe meer naar rechts, hoe langer geleden (in jaren en met nul op 1995). De blauwe lijn laat het CO2-gehalte zien en de rode lijn de temperatuur.
De schaal van deze grafiek is helemaal anders dan de eerste.

Gedetailleerde analyses van de ijskerndata van Antarctica laten over het algemeen zien dat daar éérst de temperatuur stijgt en daarna de CO2 concentratie in de atmosfeer. Enkele voorbeelden: Fischer et al. 1999 rapporteerden een verschil (Engels: lag) van 600 +/- 400 jaar en Caillon et al. 2003 van 800 +/- 200 jaar. Een studie van Landais et al. 2013 over het einde van de één na laatste ijstijd, zo’n 130.000 jaar geleden, gaf een verschil van 900 +/- 325 jaar tussen de stijging van de temperatuur en de later volgende stijging van de CO2 concentratie.

CO2 en temperatuur grafiek detail laatste ijstijd (0 - 150.000jaar geleden) Vostok

De voorgaande grafiek maar dan van 1995 tot een 150.000 jaar geleden. Hierop zien we ook de laatste ijstijd meer in detail.

Bron: http://euanmearns.com/the-vostok-ice-core-temperature-co2-and-ch4/

Wij kunnen zien dat het CO2-gehalte, met een vertraging van een paar eeuwen, de temperatuurswijzigingen volgt. We kunnen dus niet besluiten dat een stijgend CO2-gehalte de temperatuur doet stijgen. Wel kunnen we zeggen dat als de temperatuur stijgt, het CO2-gehalte stijgt en omgekeerd. Dit komt waarschijnlijk omdat CO2 gemakkelijk/beter oplost in koude oceanen dan in warme. Dit zou ook het naijlen met verschillende eeuwen kunnen verklaren. Er verloopt heel wat tijd vooraleer de oceanen in de diepte opwarmen of afkoelen door de oppervlaktetemperaturen. En naarmate de oceanen warmer of kouder worden verdrijven ze meer CO2 of nemen ze juist meer CO2 op.

Nog een interessante grafiek is de volgende. Hierin staan de temperatuurvariaties en de CO2-gehaltevariaties (dus, geen trend of absolute cijfers, enkel de variaties) van de laatste 50/60 jaar. We kunnen ook hier zien dat de temperatuurswijzigingen worden gevolgd door de CO2-wijzigingen en niet omgekeerd. Voor de doe-het-zelvers: je kan deze grafiek zelf aanmaken op http://www.woodfortrees.org/plot/hadcrut3vgl/from:1960/mean:12/isolate:60/plot/esrl-co2/mean:12/isolate:60/scale:0.26

CO2- en temperatuurvariaties grafiek van 1960-2020




Wat kunnen we nog besluiten?
We zien dat als de temperatuur stijgt (daalt) dan heeft dit een stijging (daling) van het CO2-gehalte tot gevolg. Het is dus niet omgekeerd, dat het CO2-gehalte een stijging of daling van de temperatuur tot gevolg heeft, zoals sommigen ons verkeerdelijk willen laten geloven.


CO2 als zwak broeikasgas

Als we meer informatie zoeken op wikipedia over broeikasgassen, dan vinden we het volgende:
Broeikasgassen zijn gassen in de atmosfeer van de Aarde of een andere planeet met het vermogen om warmtestraling te absorberen en geleidelijk in alle richtingen weer af te geven. Hierdoor dragen ze bij aan het vasthouden van warmte in de atmosfeer en daarmee aan het verhogen en in stand houden van de evenwichtstemperatuur. Dit wordt het broeikaseffect genoemd.
De belangrijkste broeikasgassen in de aardatmosfeer zijn waterdamp, koolstofdioxide, methaan, lachgas (distikstofmonoxide) en ozon. Zonder broeikasgassen zou de gemiddelde temperatuur op Aarde zo'n 33 graden lager zijn: -18 °C in plaats van de huidige +15 °C.

We benadrukken dat bij min 18 °C alles hier op aarde bevroren zou zijn, broeikasgassen zijn dus noodzakelijk voor het leven zoals wij dat nu kennen.

1. "het vermogen om warmtestraling te absorberen": warmtestraling is infrarood-(of IR-)straling. Normaal kunnen er drie dingen gebeuren met straling:

  • die kan weerkaatst worden
  • die kan geabsorbeerd worden (zie ook de wet van Lambert-Beer)
  • die kan doorgelaten worden

De mate waarin die dingen gebeuren zijn sterk afhankelijk van de stof. CO2 is "kleurloos" en laat dus veel zichtbaar licht door. Dat het een (heel zwak) broeikasgas is, betekent dat het (heel beperkt) IR-straling absorbeert. Het is een veel zwakker broeikasgas dan bv. waterdamp. En dat kunnen we zien in onderstaande grafiek.
In het rechtse deel staat bovenaan in het blauw, het deel van het infrarode spectrum (warmtestralen) dat doorgelaten wordt, richting "de ruimte", door de verschillende broeikasgassen. Daaronder staat hetgeen de verschillende broeikasgassen absorberen (in het grijs). We kunnen zien dat waterdamp (Water Vapor) veel meer infrarode straling absorbeert dan CO2 (Carbon Dioxide). De smalbandige piekjes van absorptie door CO2 bevinden zicht bij 2.7, 4.3 en 15 micrometer.

absorptie door verschillende broeikasgassen

Bron

Terug naar de informatie over broeikasgas op wikipedia:

2. "...en geleidelijk in alle richtingen weer af te geven."
Dit betekent dat het broeikasgas eerst opwarmt (IR-staling absorbeert) en dan zijn warmte afgeeft aan de omliggende "luchtmoleculen" en zo de hele atmosfeer opwarmt.
Het is geweten dat er zich ongeveer 0,04% (of 400ppm) CO2 in de atmosfeer bevindt. Nu zijn er veel mensen die zich niet kunnen voorstellen hoeveel, of beter: hoe weinig, dit eigenlijk is. Stel dat je een kubusje hebt met een zijde van 1cm en je plaatst dit naast een gebouw van 25m (8 bouwlagen, 7 verdiepingen + gelijkvloers) hoog dan is de hoogte van het blokje tot het gebouw in dezelfde verhouding als het CO2-gehalte in de atmosfeer. Om het met volumes uit te leggen, ongeveer 8 druppels van 0,050ml (samen 0,4ml water) in één liter water; dat is bijzonder weinig.
Het is die kleine hoeveelheid CO2, die opgewarmd wordt als zwak broeikasgas, die dan de hele atmosfeer zou moeten opwarmen. Dat is een theorie die moeilijk verdedigbaar is.
We zagen dat de gemiddelde CO2-concentratie in de atmosfeer ongeveer 400 ppm (0,04%) bedraagt. Er komen echter wel plaatselijke variaties voor van ongeveer ± 10 ppm ondanks de hevige winden die op grote hoogte voor egalisatie zorgen. De hogere concentraties duiden op plaatselijk grote CO2-emissies. Deze doen zich vooral voor boven gebieden met tropische oerwouden zoals Brazilië, Centraal Afrika en Indonesië (Borneo en Nieuw Guinea) en niet boven dicht bevolkte gebieden in Europa en Noord Amerika, wat men misschien zou verwachten. Hoe dit precies zit moet verder worden uitgezocht, maar het klopt wel met het feit dat de natuurlijke productie van CO2 zeer veel groter is dan de door de mens veroorzaakte productie.

3. De invloed van het CO2-gehalte op de temperatuur verloopt logaritmisch. Zelfs het IPCC onderkent dit(zie hier IPCC noemt dit "the climate sensitivity of CO2"). Dat is in overeenkomst met de wet van Lambert-Beer. In de praktijk wil dit zeggen dat de temperatuurstijging altijd maar kleiner wordt bij gelijke verhoging van het CO2-gehalte. Nieuw onderzoek laat zien dat een verdubbeling van het CO2-gehalte een temperatuurstijgin van 0.02 °C tot maximum 0.7 °C tot gevolg zou hebben.
Op https://notrickszone.com/50-papers-low-sensitivity/#sthash.VcuWbQua.QTADfa5G.dpbs kan je lezen hoe meerdere wetenschappers hiernaar onderzoek hebben gedaan. Onderzoek van 2018 Gray, 2018 (2XCO2 = 0.5°C), Holmes, 2018 (2XCO2 = -0.03°C), Smirnov, 2018 (2X CO2 = 0.4ºC) doen vermoeden dan een verdubbeling van het CO2-gehalte misschien 0,5 °C zal teweegbrengen. Ook een zekere Prof

Als besluit kunnen we zeggen dat CO2 een heel zwak broeikasgas is, dat niet veel warmtestraling absorbeert en dat het slechts in zeer kleine hoeveelheden aanwezig is in de atmosfeer, zodanig dat het nauwelijks een opwarming kan bewerkstelligen.




De koolstofcyclus: menselijke en natuurlijke bronnen en verwijderingen van CO2

(zie ook https://www.climategate.nl/2018/12/de-onmisbare-rol-van-co2-bij-het-leven-op-aarde/)

Complete koolstofcyclus



Bron

We gaan nu de grootteorden van die CO2 stromen zichtbaar maken. De hoeveelheden CO2 worden hierbij uitgedrukt in Gt CO2 (gigaton CO2) per jaar, waarbij 1 gigaton een miljard ton is. Let op dat in de literatuur (zoals in IPCC AR4 WG1 fig.7.3, waarvan bovenstaande figuur een vereenvoudigde versie is) die stromen vaak worden uitgedrukt in Gt C (koolstof). Die getallen zijn dus een factor 12/44 = 0,27 kleiner1. In het volgende zullen wij ze allemaal uitdrukken in Gt CO2/jaar. Om onze systeemaanpak in de resultaten te benadrukken, willen we een detaildiscussie over getallen voorkomen en nemen we precies dezelfde cijfers die door het IPCC worden gehanteerd:

  1. De circulatie via de biosfeer wordt gegeven door de opname uit de atmosfeer 450 Gt, afgifte naar de atmosfeer 444 Gt waarvan 2 Gt door vulkanisme (gemiddeld).
  2. De circulatie via de oceanosfeer wordt gegeven door opname uit de atmosfeer 338 Gt en afgifte naar de atmosfeer 332 Gt.
  3. De afgifte door vulkanisme wordt geschat op 2 Gt CO2 per jaar (inbegrepen in de 444Gt), maar kan in bepaalde actieve jaren grote uitschieters vertonen.
  4. De afgifte door de mens (verwarming, transport en industrie) leiden tot een geschatte uitstoot van ongeveer 23 Gt CO2 per jaar.

Dus de totale afgifte van CO2 naar de atmosfeer is 444 + 332 + 23 = 799 Gt CO2 per jaar. En de totale opname uit de atmosfeer is 450 + 338 = 788 Gt CO2 per jaar. Dit betekent dat de netto afgifte van het totale systeem (biosfeer, oceanosfeer, vulkanisme, mens) aan de atmosfeer ca.11 Gt CO2 per jaar bedraagt. Merk op dat de uitstoot door menselijke activiteiten gelijk is aan 23/799 = 2,9% van het totale CO2 afgifte. Merk ook op dat van de totale jaarlijkse afgifte, zijnde 799 Gt, 788 Gt door de natuur wordt opgenomen. Dat is 98,6%! Dit wil zeggen dat van alle CO2 die wordt geproduceerd (door de natuur en door de mens) 98,6% door de natuur weer wordt opgenomen terwijl slechts 1,4% zich in de atmosfeer ophoopt. Hiervan is dus 0,04% van menselijke oorsprong (2,9% van 1,4%).

Besluit: Uit al het voorgaande bijeengenomen kunnen we besluiten dat de invloed van het CO2-gehalte op het klimaar uiterst klein is en dat de invloed van de mens op het CO2-gehalte werkelijk miniem is, dus: de invloed van de mens op het klimaat is nagenoeg onbestaand.

Startpagina | Contact | © 2019 | Vrijwaringsclausule