Broeikaseffect

Inleiding
Mijn praktische opdracht aardrijkskunde gaat over het broeikaseffect. Ik heb hier voor gekozen omdat het een maatschappelijk probleem is en omdat er veel informatie over te verkrijgen is. Ook hebben we het er tijdens de lessen aardrijkskunde over gehad. En tenslotte ook omdat ik er zelf meer over te weten wou komen.
Over het begrip broeikaseffect ga ik verder in bij de beantwoording van deelvraag 1: wat is het broeikaseffect?
Dan volgt hier de hoofdvraag met de bijbehorende deelvragen;


Hoofdvraag: Wat is het broeikaseffect en hoe is het op te lossen?

Deelvragen:
- Wat is het broeikaseffect?
- Wat zijn de gevolgen van het broeikaseffect voor de verdere samenleving?
- Wat zijn de oplossingen voor het broeikaseffect?

1. Wat is het broeikaseffect?

1.1 Het natuurlijk broeikaseffect
In de dampkring komen gassen voor die een speciale eigenschap hebben: ze laten namelijk wel het zonlicht door, maar houden de warmte-uitstraling van de aarde voor een groot deel tegen. Door deze eigenschap zorgen deze gassen voor opwarming van het onderste deel van de dampkring. Daarom worden deze gassen broeikasgassen genoemd.
Het is maar goed dat deze gassen bestaan want anders was het hier op aarde niet uit te houden. Zonder deze gassen zou de gemiddelde temperatuur op aarde namelijk -18ºC zijn en te koud om op te leven. Dankzij het vasthouden van de warmte door de broeikasgassen is de gemiddelde temperatuur +15ºC, dat is 33ºC hoger.
Het vasthouden van de warmte noemen we het ‘natuurlijk broeikaseffect’. Naast het natuurlijk broeikaseffect waar de natuur zelf voor zorgt bestaat ook het versterkt broeikaseffect. Voor dit broeikaseffect is de mens verantwoordelijk.


1.2 Broeikasgassen
De twee stoffen stikstof en zuurstof vormen samen 99% van de dampkring. De overige 1% bestaat voor een deel uit broeikasgassen. De opwarming van de lucht wordt voor 50% veroorzaakt door koolzuur. De anderen broeikasgassen zorgen samen voor de andere 50% van de opwarming.
In totaal zijn er dertig verschillende broeikasgassen bekend, ik beschrijf de vier belangrijkste.

1.2.1 Koolzuur
Koolzuur, waarvan de scheikundige naam kooldioxide is, komt in verhouding met de andere broeikasgassen het meeste voor. Namelijk tussen de 200 en 350 delen per miljoen delen lucht.
Tijdens de Industriële Revolutie (eind 18e, begin 19e eeuw; in Nederland vanaf 1850) werden er veel fabrieken gebouwd. Om aan de energie te komen die nodig was, worden er sindsdien grote hoeveelheden fossiele brandstoffen zoals olie, kolen en gas verbrandt. Deze brandstoffen zijn ontstaan uit resten van planten en dieren die miljoenen jaren geleden op aarde leefde. Bij de verbranding van fossiele brandstoffen worden de afvalproducten waaronder koolzuur, door fabriekspijpen en schoorstenen in de lucht uitgestoten.
Sinds de Industriële Revolutie is de hoeveelheid koolzuur in de lucht elk jaar met zo’n 0,4% gestegen tot zo’n 350 delen per miljoen delen lucht in 1997. Dat is een stijging met 25 tot 30% in 150 jaar.

1.2.2 Moerasgas
Moerasgas, waarvan de scheikundige naam methaan is, draagt voor 20% bij aan de opwarming van de aarde. Methaan komt van nature in de dampkring voor. Lange tijd lag het aantal moerasgaseenheden tussen de 0,7 en 1,2 delen per miljoen delen lucht.
Zoals de naam al doet vermoeden, komt moerasgas voor in moerassen. Maar de belangrijkste bron is de veeteelt. Daar komt het gas vrij uit de magen van herkauwers zoals koeien. In de koeienmest, die de boeren met een mestkar over het land verspreiden zit dan ook veel moerasgas.
Andere belangrijke bronnen van het moerasgas zijn vuilstortplaatsen, rijstbouw en de verliezen bij olie- en gaswinning (aardgas bestaat voor 90% uit moerasgas).

Op dit moment bedraagt de hoeveelheid moerasgas 1,7 deel per miljoen delen lucht. Deze hoeveelheid stijgt elk jaar tussen de 0,5 en 2%. In de toekomst zullen dat er nog veel meer worden als de permafrost voor een deel ontdooit. Permafrost is de eeuwig bevroren aarde in Siberië en Rusland. Als deze begint te ontdooien door het opwarmen van de aarde, zullen grotere hoeveelheden moerasgassen vrijkomen die nu nog bevroren in de grond gevangen zitten.

1.2.3 Lachgas
Lachgas waarvan de scheikundige naam distikstofoxide is komt maar in kleine hoeveelheden voor in de dampkring. Vroeger werd lachgas gebruikt bij verdovingen zoals bij de tandarts. Tegenwoordig komt lachgas vooral vrij bij het gebruik van bepaalde soorten kunstmest en bij verbranding van olie, kolen, gas en hout.
Lachgas wordt maar heel langzaam afgebroken, waardoor het langer dan een eeuw in de dampkring actief blijft.

1.2.4 CFK
CFK is de verzamelnaam voor een aantal stoffen, namelijk de Chloorfluorkoolwaterstoffen. Dit zijn verbindingen die bestaan uit chloor, fluor, koolstof en waterstof. Een andere naam voor CFK’s is freonen.
Het zijn stoffen die van nature niet in de dampkring voorkomen, maar door de mens zijn bedacht en gemaakt.
Sinds 1930 komen CFK’s in de dampkring voor. Ze worden gebruikt in koel-, vries- en airconditioninginstallaties, brandblusapparaten, piepschuim, schoonmaakmiddelen en in spuitbussen.
Tussen 1945 en 1997 steeg de uitstoot met 10 tot 15% per jaar, maar door een afname van het gebruik van spuitbussen met CFK’s daalt de uitstoot van deze stoffen.
CFK’s veroorzaken niet alleen de versterking van het broeikaseffect, maar de zorgen ook voor de aantasting van de ozonlaag.

1.3 Het versterkt broeikaseffect
Het versterkt broeikaseffect wordt veroorzaakt door de mens. Die zorgt ervoor dat er nog meer broeikasgassen in de dampkring terechtkomen. Daardoor wordt er nog meer warmte vastgehouden en stijgt de gemiddelde temperatuur op aarde.


1.3.1 Meer broeikasgassen
Zoals eerder al vermeld worden er sinds de Industriële Revolutie enorme hoeveelheden olie, kolen en gas verbrand om aan energie te komen. Voor alles wat in de fabrieken geproduceerd wordt is immers elektriciteit nodig. Daarbij komen grote hoeveelheden broeikasgassen vrij. Een andere belangrijke bron is echter nog niet genoemd en dat is de auto. Wereldwijd rijden er meer dan 600 miljoen auto’s rond. Bijna alle auto’s verbranden benzine of diesel en stoten daarmee uitlaatgassen in de dampkring. Deze bevatten onder meer de broeikasgassen koolzuur en lachgas, maar ook gassen die smog veroorzaken.
Ondanks alle maatregelen die er worden genomen, neemt de uitstoot van broeikasgassen nog steeds toe. Dat komt onder meer door de bevolkingsgroei en toename van de welvaart in de wereld. Verlagen van de uitstoot van broeikasgassen kan alleen als er voor de productie van goederen schonere methoden gevonden worden.

1.3.2 Waterdamp
Als er meer broeikasgassen in de dampkring komen, stijgt de temperatuur. Door de hogere temperatuur zal er meer water uit de oceanen verdampen. Water komt dan ook als waterdamp in de dampkring terecht. En ook waterdamp heeft de eigenschap warmte naar de aarde terug te kaatsen. Dat betekent dat de opwarming verder toeneemt.

1.3.3 Ontbossing
Een andere belangrijke oorzaak voor het verstekt broeikaseffect is de houtkap. Dat gebeurt op twee manieren;
1. Een groot deel van het gekapte hout wordt verbrand, bijvoorbeeld bij platbranden van bos om er akkerland van te maken. Bij deze verbranding komt koolzuur vrij.
2. Planten en bomen zetten koolzuur om in zuurstof. Als er dus veel bomen gekapt worden, blijven er minder bomen over om koolzuur om te zetten in zuurstof. De hoeveelheid koolzuur stijgt dan. Dit proces is al tientallen jaren aan de gang. Er worden steeds meer bossen gekapt waardoor het broeikaseffect versterkt wordt.

1.3.4 Naijleffect
De hoeveelheid broeikasgassen stijgt dus nog steeds. Hierdoor wordt het evenwicht in de dampkring verstoord. Het natuurlijk broeikaseffect en de gemiddelde temperatuur op aarde stijgt.

Stel dat er wordt gestopt met het uitstoten van steeds meer broeikasgassen, wanneer we erin slagen om de uitstoot van koolzuur en andere broeikasgassen op het huidige peil te houden. Dan betekent dit nog niet dat het broeikaseffect niet erger wordt. Dat komt door het langzame tempo waarin broeikasgassen uit de dampkring worden opgenomen door planten.
Als de uitstoot van methaan (moerasgas) hetzelfde blijft, dan nog stijgt het methaangehalte in de dampkring gedurende 50 jaar. Pas daarna blijft het peil gelijk.
Met lachgas is het nog erger gesteld. Als de uitstoot van lachgas hetzelfde blijft, dan blijft het lachgasgehalte in de dampkring nog 200 jaar stijgen. Als we het percentage lachgas op hetzelfde peil willen laten houden als nu, dan moeten we de uitstoot met 50% verminderen.
De versterking van het broeikaseffect blijft dus doorgaan, ook al worden er nu drastische maatregelen genomen om de uitstoot van broeikasgassen te stoppen of om snel te verminderen. Ook na het stoppen met het uitstoten van broeikas, stijgt het percentage broeikasgassen in de dampkring nog snel. Dit effect, dat mensen nog eeuwen last hebben van de uitstoot van broeikasgassen wordt ook wel het naijleffect genoemd

2. Wat zijn de gevolgen van het broeikaseffect?

2.1 De aantasting van de ozonlaag
De dampkring bestaat uit verschillende luchtlagen. In de stratosfeer bevindt zich tussen 20 en 40 kilometer hoogte de ozonlaag. Dit deel van de dampkring is geen dichte laag. Het is meer een gebied waar voortdurend ozonmoleculen worden gevormd die vervolgens worden afgebroken door het zonlicht. De ozonlaag werkt als een soort zonnebril. De laag houdt de meeste schadelijke stralen van de zon tegen. Deze stralen heten ultraviolette stralen (uv-stralen). Het kleine deel van de uv-stralen (1%), zorgt ervoor dat mensen bruin worden.
De hoogte en dikte van de ozonlaag is niet overal gelijk. Dat hangt af van tijdstip, plaats en seizoenen.
Tijdstip: Aanmaken van ozon vindt overal te wereld bij daglicht plaats. Het vormen en afbreken van ozonmoleculen vindt immers onder invloed van zonlicht plaats. Hoe meer zonlicht, hoe meer ozonmoleculen worden gevormd en afgebroken. ’s Middags, als de zon het hoogst staat en de meeste zonnestralen de aarde bereiken, is de dikte van de ozonlaag dan ook het grootst.
Plaats: Op de plaats waar de aarde het warmst wordt, is de ozonlaag het dikst. Dit is rond de evenaar. Op de Noord- en Zuidpool is de ozonlaag het dunst.

Seizoenen: Tijdens seizoenen dat het meeste zonlicht de aarde bereikt (’s zomers) is de ozonlaag het dikst. ’s Winters is de ozonlaag het dunst.
Door het broeikasgag CFK wordt de ozonlaag aangetast. Er ontstaan bij de polen dan gaten in de ozonlaag.

2.2 Mens
Door het gat in de ozonlaag zullen meer uv-stralen op aarde terechtkomen. Maar ook op andere plaatsen op de aarde waar geen gaten in de ozonlaag vallen, maar de ozonlaag wel dunner wordt, bereiken meer uv-stralen de aarde.
Zelfs een toename van uv-stralen met maar één procent is al gevaarlijk voor de mens. Als dit gebeurt, schat men dat het aantal gevallen van huidkanker in Nederland met duizend per jaar toeneemt. Ook zullen mensen meer staar krijgen, waardoor hun gezichtsvermogen ernstig wordt aangetast.
Twee groepen lopen vooral gevaar: mensen met een lichte huidskleur (blanken) en jongeren. Twee van de drie vormen van huidkanker (basaalcelkanker en melanoom) komen vooral bij baby’s en jongeren veel voor.
Als de ozon tot de helft van het normale peil zou worden teruggebracht, zoals nu boven de Zuidpool gebeurt, gaat al na een kwartier de huid van sommige zonnebaders vervellen. Surfers in Australië lopen het grootste risico. In december als de zomer daar begint, maar ook als de ozonlaag het dunst is surfen namelijk veel mensen en dit zijn dan voornamelijk blanke jongeren.

2.3 Klimaat
Het weer verandert elke dag. De ene dag is het droog, de andere dag regent het. De ene dag is het vijf graden onder nul, een maand later kan het vijftien graden boven nul zijn.
Zoals we met de lessen hebben geleerd is het klimaat het gemiddelde weer over een langere periode. Daarbij wordt gekeken naar temperatuur, vochtigheid en luchtdruk. Als het in een land vaak regent (tussen de 500 en 1000mm per jaar) en de temperatuur meestal tussen de -5°C en de 25°C, zoals dat in Nederland het geval is, wordt er gesproken van een gematigd klimaat. Er wordt van een woestijnklimaat gesproken als het bijna nooit regent, de temperatuur nooit onder de 20 en meestal boven de 35°C ligt.
Maar ook het klimaat verandert. Twintigduizend jaar geleden was er in Nederland een ijstijd. Heel geleidelijk in een proces van duizenden jaren is de temperatuur gestegen tot het huidige niveau. Maar ook in die duizenden jaren hebben we te maken gehad met een afwisseling van warmere (de Middeleeuwen) en koudere (1550-1850: de Kleine IJstijd) perioden.

Het is niet zo vreemd dat het klimaat verandert. Maar de veranderingen gaan de laatste jaren wel erg snel. De zes warmterecordjaren van de 20ste eeuw vielen allemaal in de laatste vijftien jaar. Als die trend doorzet, kan er in de volgende eeuw wijn gemaakt worden van druiven die in Nederland gekweekt zijn. Maar voor andere gewassen die er in Nederland gekweekt worden zal het dan te droog of te warm zijn. Kustgebieden zullen overal te wereld natter worden, terwijl de binnenlanden minder regen krijgen. Hogere temperaturen zullen leiden tot uitdrogen van deze binnenlanden waardoor woestijnen zich zullen uitbreiden.
De toekomst kan niemand voorspellen. Maar zeker is dat de stijging van de temperatuur met ernstige gevolgen door zal gaan als we geen maatregelen nemen. Over de mate waarin de temperatuur zal stijgen verschillen de deskundigen van mening. Ze gaan uit van een stijging tussen de 3 en 6 graden.

2.4 Zeespiegel
Dertigduizend jaar geleden waren de zeeën ongeveer 50 meter minder diep. Vanuit Nederland kom je te voet naar Groot-Brittannië lopen. Sinds de temperatuur langzaam omhoog is gegaan, is er veel ijs gesmolten en heb je een boot nodig om over te steken. De laatste duizend jaar bedroeg de stijging van de zeespiegel niet meer dan twee centimeter per duizend jaar. De laatste eeuw gaat het echter hard. De Noordzee is in die 100 jaar met 20 centimeter gestegen, de Waddenzee met 44 centimeter.
Maar waardoor stijgt de zeespiegel dan? Dat komt door het smeltende ijs. Op onze aardbol vind je grote hoeveelheden ijs in gletsjers, in berggebieden en op de Noord- en Zuidpool. Als al het ijs zal smelten, zou de zeespiegel 70 meter stijgen en zou Nederland tientallen meters onder water staan. Het smeltwater dat vrijkomt heeft ervoor gezorgd dat de zeespiegel is gestegen met tien tot vijftien centimeter.
Maar niet alleen het smelten van ijs zorgt voor een stijging van de zeespiegel. Ook het uitzetten van oceaanwater speelt een rol. Water zet namelijk uit als het warmer wordt.
Volgens deskundigen zal, als er nu geen maatregelen genomen worden tegen het broeikaseffect, de zeespiegel de komende eeuw tussen de 30 en meer dan 100 centimeter stijgen. Dit zal ernstige gevolgen hebben voor Nederland.

2.5 Nederland
Een groot deel van Nederland ligt nu al beneden de zeespiegel. Zonder duinen en dijken zou Utrecht een kustplaats zijn. Om ons tegen het water te beschermen heeft Nederland in Zeeland niet zo lang geleden alle dijken verhoogd en een stormvloedkering gebouwd. Het Deltaplan, zoals dit officieel heet, heeft Nederland ongeveer 9 miljard gulden gekost.
Als de zeespiegel de komende eeuw met een meter gaat stijgen, zal een veelvoud van dit bedrag nodig zijn om alle zee- en rivierdijken voldoende te verhogen en bruggen en sluizen aan te passen.
Stijging van de temperatuur heeft echter nog meer gevolgen voor Nederland. Niet alleen zal de Elfstedentocht alleen nog maar per kano of surfplank afgelegd kunnen worden. Veel ernstiger zijn de gevolgen voor het drinkwater en de landbouw. De temperatuurveranderingen zullen tot gevolg hebben dat de natte perioden natter zullen worden en de droge perioden nog droger. Grote problemen zijn te verwachten voor de drinkwatervoorzieningen in Zuid- en Oost-Nederland. Door de droogte daalt daar het grondwaterpeil. De droge zomers zullen ervoor zorgen dat boeren en tuinders in de problemen komen. ’s Zomers zullen akkers vaker besproeid moeten worden. Doordat ’s winters minder schadelijke organismen gedood worden, zullen boeren en tuinders meer (schadelijke) bestrijdingsmiddelen moeten gaan gebruiken. En de kans op misoogsten neemt dat toe.


3. Wat zijn de oplossingen voor het broeikaseffect?
In 1972 verscheen een rapport dat voor grote opschudding zorgde. Dit Rapport van de Club van Rome schetst een sombere toekomst voor de aarde als er niet iets wordt gedaan aan de groei van de wereldbevolking, vervuiling en uitputting van grondstoffen. Tot op dat moment weten de meeste mensen niet dat er wereldwijd milieuproblemen zijn. Ook in 1972 wordt in Stockholm de eerste grote milieuconferentie van de Verenigde Naties gehouden. 114 landen zeggen op deze conferentie gezamenlijk acties te nemen ten behoeve van het milieu.

3.1 Klimaatverdrag
Het klimaatverdrag is getekend door 196 landen. Alle landen hebben met elkaar afgesproken dat de concentratie broeikasgassen in de dampkring weer op het niveau moet komen dat gevaarlijke verstoring van het klimaat voorkomen wordt. Men denkt dit te bereiken door energiebesparing, onder meer door het invoeren van energieheffingen en door het gebruik van alternatieve energiebronnen.

3.2 Energiebesparing
De maatregelen die moeten leiden tot een verminderde uitstoot van broeikasgassen en energiebesparing kunnen in twee groepen verdeelt worden.
1. technische maatregelen
2. het veranderen van onze manier van leven.

3.2.1 Technische maatregelen
Een technische maatregel is bijvoorbeeld het vervangen van CFK’s in koelkasten door andere stoffen. In Nederland in de verkoop van koelkasten met CFK’s verboden. Maar in veel andere, vooral armere landen zijn nog volop koelkasten met CKF’s te koop. Daarbij worden oude, afgedankte koelkasten met CFK’s uit het Westen massaal in derdewereldlanden gedropt. Deze CFK’s komen later alsnog in de dampkring terecht.
Een andere technische maatregel is proberen het energierendement van machines te verhogen. Dus machines die beter zijn, maar die minder energie nodig hebben om hetzelfde te doen. Een voorbeeld hiervan is de Volkswagen Lupo 3L. Dit is een auto die drie liter brandstof gebruikt per honderd kilometer, maar nog wel dezelfde prestaties heeft als een ‘gewone’ Lupo 1.2 12V. Deze auto in nog niet succesvol omdat men vindt dat de benzineprijzen nog niet genoeg gestegen zijn om een echt zuinige auto te kopen.

Andere technische maatregelen zijn al gewoner. Iedereen kent de spaarlamp die minder energie gebuikt om hetzelfde licht te geven. Als alle lampen vervangen worden door spaarlampen, dan bespaart men 75% op de energierekening. Spaarlampen zijn weliswaar duurder dan gewone lampen, maar omdat ze veel langer meegaan zijn ze uiteindelijk goedkoper. Op de gasrekening kan 8 euro per persoon bespaard worden als iedereen zich douchet met een zuinige douchekop. Maar ook andere technische maatregelen hebben al succes. Huishoudelijke apparaten verbruiken tegenwoordig veel minder elektriciteit dan vroeger. Gasfornuizen worden steeds zuiniger. CV-ketels die zorgen voor centrale verwarming en warm water zijn ook zuiniger geworden. Bij alle nieuwe huizen worden de muren geïsoleerd om warmteverlies te voorkomen. Zo wordt steeds meer gas voor de verwarming bespaard. Al deze maatregelen samen hebben ervoor gezorgd dat sinds 1987 het gasverbruik met 20% is gedaald.
Weer een andere soort technische maatregel is het gebruiken van alternatieve energie.

3.3.2 Het veranderen van onze manier van leven
Naast technische maatregelen kunnen er ook maatregelen genomen worden die te maken hebben met onze manier van leven. Er kan voor gezorgd worden dat er minder energie gebruikt wordt door de verwarming één graadje lager te draaien en de gordijnen ’s avonds dicht te doen, door geen lichten te laten branden in ruimtes waar we niet zijn, radio en televisie uit te zetten als we er toch niet naar luisteren of kijken. Als hierop gelet wordt zal de energiemeter minder snel oplopen en de elektriciteitrekening omlaag gaan.
In plaats van met de auto te gaan, kan men vaker met het openbaar vervoer of met de fiets gaan.
De grootste fout die mensen maken, is te denken dat het niet uitmaakt was ze zelf doen. “ Ik kan mijn gedrag wel veranderen, maar ik heb zo’n kleine bijdrage aan de milieuvervuiling dat dat niks oplost.” Of: “Ik kan mijn gedrag wel veranderen, maar mijn buurman gaat toch gewoon op de oude voet door. Dan heeft mijn bijdrage ook geen zin.”
Als iedereen zo denkt, dan zal er inderdaad niks veranderen. Een bekend gezegde luidt dan ook: verbeter de wereld, begin bij jezelf.

Conclusie
Als er dus niet snel iets aan het broeikaseffect gedaan wordt zullen de problemen niet te overzien zijn.
Mijn hoofdvraag was: Wat is het broeikaseffect en hoe is het op te lossen?
Er zijn dus twee verschillende soorten broeikaseffect. Het natuurlijk broeikaseffect, dat veroorzaakt wordt door de natuur. En het versterkt broeikaseffect, dat veroorzaakt wordt door de mens. Het broeikaseffect kan worden opgelost door technische maatregelgelen, bijvoorbeeld door het energierendement van machines te verbeteren. Daarnaast moeten we onze manier van leven veranderen, bijvoorbeeld door minder energie te verbruiken.