Hoofdstuk 2 en 7

ANW S.E. stof samenvatting
Hoofdstuk 2: Biosfeer in beweging • Kernbegrippen: - Bevolkingsgroei: Toename van de geboorte binnen een bevolking - Modellen: Tabellen of grafieken om de bevolkingsgroei zo nauwkeurig mogelijk te voorspellen - Exponentiële groei: Een constante groei, die met een constante groeifactor toeneemt (vermenigvuldigd) - Lineaire groei: Een constante groei, waarbij het aantal binnen een vaste periode steeds toeneemt - Variabele: Groeifactor - Rekenmodel: Een model in de vorm van een wiskundige formule - Onzekerheidsmarge: Iets dat niet zeker is omdat er met veel factoren rekening gehouden moet worden - Betrouwbaarheid: De mate waarin iets betrouwbaar is (minder betrouwbaar hoe verder je in de toekomst voorspelt) - Technologische en sociale
ontwikkelingen: Ontwikkelingen die zich in de loop der tijd voordoen (het ontwikkelen van nieuwe technologie, methoden en gebeurtenissen) en waarmee rekening gehouden moet worden in de modellen die men over de bevolkingsgroei maakt - Toekomstscenario’s: Verschillende beelden over de toekomst - Doemscenario: Een scenario waarbij het slecht afloopt - Fotosynthese: Onder invloed van licht maken de bladgroenkorrels in een plant zuurstof en glucose uit water en kooldioxide uit de lucht - Elementkringloop: Voorbeelden zijn de koolstofkringloop, stikstofkringloop en de Zuurstofkringloop, kringlopen waarbij steeds een element centraal staat - Koolstofkringloop: Mensen ademen koolstof uit, en planten ademen koolstof in, zo wordt de koolstof hergebruikt en omgezet in zuurstof - Zuurstofkringloop: Mensen ademen zuurstof in, en planten ademen zuurstof uit, zo wordt zuurstof hergebruikt en omgezet in koolstof - Stikstof kringloop: Kringloop van stikstof die doormiddel van bacteriën, onweer en groenbemesting wordt rondgedragen - Kunstmest: Een soort mest dat kunstmatig gemaakt is d.m.v. ammoniak - Intensieve landbouw: De landbouw productie is sterk veranderd door de ontwikkeling van mechanisatie. - Groene revolutie: Door de nieuwe landbouw methodes komen er nieuwe soorten planten bij en nieuwe kwaliteiten, dit proces is nog steeds bezig - Monocultuur: Het verbouwen van één gewas - Atmosfeer: Luchtlaag om de aarde - UV straling, Röntgenstraling, Gammastraling: Gevaarlijke soorten stralingen die, bij het raken van een mens, kanker tot gevolg kunnen hebben. - Natuurlijk broeikas effect: Een proces waarbij schadelijke straling van de ozonlaag wordt afgeketst waardoor leven op aarde mogelijk is (temperatuur) - IR straling: Het terugstralen van zonnestralen (als er geen natuurlijk broeikaseffect was) - Regelsysteem: Kringloop van energie om functies te laten werken - Stofkringloop: Bijvoorbeeld de waterkringloop, waarbij een stof zich steeds verplaatst doormiddel van bijv. fasen - Biosfeer: De samenhang van de atmosfeer, de wateren, de bodem en het leven - Buffers: Opslagplaatsen van koolstof uit de atmosfeer - Bronnen: De plaats waar een stof vandaan kan worden gehaald - Schaalmodel: Model die de verhoudingen tussen bepaalde gebeurtenissen weergeeft - Klimaat: De leefomgeving en structuur waarin even mogelijk is (temperatuur etc.) - Klimaatverandering: Het veranderen van het klimaat door invloeden van de zon e.a. - IJstijden Langere koudere perioden - Klimaatmodellen: Binnen het model worden er factoren die het klimaat bepalen bij elkaar gebracht om zo nauwkeurig mogelijk de volgende stappen uit te rekenen - Tijdschaal: De verandering in een bepaalde tijd weergeven in een schaal - Terugkoppelingen: Negatieve terugkoppeling is een kring die de temperatuur beperkt, positieve terugkoppeling is een kring die de temperatuurstijging niet beperkt. - Voorspelbaarheidshorizon: Het punt waarop het verband ophoudt tussen het huidige en de te voorspellen data. - Versterkt broeikaseffect: De hoeveelheid kooldioxide en methaan in de atmosfeer is toegenomen, zoals de temperatuur. De temperatuurstijging en versterkt broeikas effect hebben invloed op elkaar. Het effect dat dit proces veroorzaakt verandert het klimaat en is schadelijk voor de manier waarop de mens leeft
• Kernvragen: 1. HOE KUN JE BEVOLKINGSGROEI VOORSPELLEN? Om de bevolkingsgroei te voorspellen stellen wetenschappers modellen op. Hierbij houden ze rekening met invloeden van buitenaf. Bij zo’n model wordt er gekeken of er sprake is van exponentiële of lineaire groei en wat de variabele is. Een model kan in de vorm van een tabel, grafiek of formule. 2. HOE BETROUWBAAR ZIJN VOORSPELLINGEN? De voorspellingen over bevolkingsgroei geven ene onzekerheidsmarge, het is namelijk moeilijk te voorspellen want men moet rekening houden met enorm veel invloeden. Hoe verder een model in de toekomst voorspelt, hoe onnauwkeuriger het wordt. Dit komt doordat de invloeden (technologische en sociale ontwikkelingen) in de toekomst moeilijk in te schatten zijn. De betrouwbaarheid is dus beperkt. Wel kunnen er verschillende toekomstscenario’s gebundeld worden. 3. WAT LEVERT ONDERZOEK AAN PLANTEN OP? Vergroting van de voedselproductie is nodig om het groeiend aantal mensen op aarde te kunnen voeden. De gemiddelde aardbewoner eet in verhouding meer plantaardig voedsel dan vlees, dus zal de vraag naar plantaardig voedsel stijgen. Planten, dieren en mensen maken deel uit van de koolstofkringloop en de zuurstofkringloop. Dit zijn voorbeelden van elementkringlopen. Ook fotosynthese heeft hier mee te maken. Ook stikstof is belangrijk voor planten omdat het een onderdeel is van eiwitten, de basisbouwstenen van het leven. Planten krijgen stikstof van bacteriën waarmee ze in symbiose leven. Ze nemen stikstof uit de lucht en zetten het om in ammoniak en nitraat. 4. HOE VERANDEREN KENNIS EN TECHNIEK DE LANDBOUW? Er bestaan methodes om de voedselproductie te verhogen. Soms is dit een kwestie van proberen en ervaring of van wetenschappelijk onderzoek. Zoals kunstmest. De akkerbouw veranderde sterk door het toepassen van kunstmest en de ontwikkeling van mechanisatie; intensieve landbouw. Kunstmest is één van de weinige bronnen voor ammoniak voor planten, daarom is kunstmest nu onmisbaar geworden. Natuurwetenschappelijk onderzoek heeft ook nieuwe plantenrassen met een hogere opbrengst opgeleverd, waaronder granen, aardappels en tomaten. Die ontwikkeling heet de groene revolutie en is nog steeds bezig. Een gevolg hiervan is de monocultuur in arme landen. 5. HOE BEÏNVLOEDEN DE ATMOSFEER EN HET LEVEN OP AARDE ELKAAR? Naast voedsel is de atmosfeer van de aarde ook belangrijk bij het in stand houden van leven. De atmosfeer heeft niet altijd dezelfde samenstelling gehad. Het is niet bekend hoe de aarde is ontstaan, maar men weet wel dat het nauw verbonden is met de geschiedenis van de atmosfeer. Uit onderzoek is gebleken dat de eerste levensvormen geen zuurstof nodig hadden om te leven. Via fotosynthese produceerden ze zuurstof. Omdat er ook meercellige ontstonden, ontstond er een zuurstofkringloop. De dieren namen zuurstof op en de planten scheidde zuurstof uit. Er ontstond een evenwicht. De atmosfeer is een schild tegen ruimtepuin, filter tegen UV straling, röntgen straling en gammastraling die schadelijk zijn voor mensen en als isolatiedeken voor een leefbare temperatuur. Zonder natuurlijk broeikaseffect zou de gemiddelde temperatuur op aarde veel kouder zijn omdat de aarde dan de zonnestralen zou terugstralen als IR stralen. De aarde zou ijzig en onleefbaar zijn. 6. HOE REGELT WATER DE AARDSE THERMOSTAAT? Het menselijk lichaam is heel goed in het regelen van de temperatuur. Het lichaam blijft vrijwel altijd op 37 graden Celsius. Lichaamswarmte ontstaat door stofwisseling. De bloedsomloop behoudt de temperatuur in het lichaam, een vorm van een regelsysteem. Ook een thermostaat heeft een regelsysteem, die gebruik maakt van materie. De gemiddelde temperatuur op aarde is 14,3 graden Celsius. De aarde blijkt ook een regelsysteem te hebben. Dit wordt in plaats van de stofwisseling en het bloed veroorzaakt door oceanen en de atmosfeer. Hierbij spelen stofkringlopen een grote rol. De aanwezigheid van vloeibaar water zorgt ervoor dat een grote hoeveelheid zonlicht wordt opgenomen en heeft dus een matigende invloed op temperatuurverschillen op aarde. 7. HOE WERKT “SYSTEEM AARDE”? Leven speelt zich af in de biosfeer. Deze sfeer is gesloten op de afketsing en het binnenlaten van straling na. In de biosfeer worden stoffen, elementen en energie via kringlopen getransporteerd. Planten dienen als buffers in de koolstofkringloop, zij slaan koolstof op uit de atmosfeer. Planten zijn bronnen in de zuurstofkring, zij geven zuurstof af. Zo heeft elke kringloop een buffer en een bron. Elke kringloop staat met elkaar in subtiel evenwicht. Onderzoekers doen experimenten om de processen in de biosfeer te doorgronden. Vaak proberen wetenschappers een schaalmodel van deze processen te maken. 8. HOE ONDERZOEK JE KLIMAATVERANDERING? Als men de huidige temperatuur met de temperatuur van een tijd geleden wil vergelijken heeft men bronnen nodig. Deze bronnen tonen aan dat de temperatuur is gestegen. Geen enkele bron is 100% betrouwbaar, maar als je bronnen vergelijkt kom je al heel ver. Wetenschappers weten nu dat warme en koude perioden elkaar afwisselen. Het klimaat is van nature veranderlijk. Vanaf 1970 stijgt de temperatuur vrij snel. Wetenschappers peinzen hierover en hopen dat klimaatmodellen uitkomst bieden. Daarin brengen ze factoren die het klimaat bepalen bij elkaar, elk met hun eigen tijdlijn. Een klimaatmodel kan je op verschillende manieren testen. Een plotselinge gebeurtenis komt goed van pas. Het model moet de tijdelijke klimaat nabootsen. Ook gegevens uit het verleden kunnen meehelpen. 9. WAT LEVERT KLIMAATONDERZOEK OP? Ondanks supercomputers en werkende modellen kunnen we het weer niet meer dan 3 dagen vooruit voorspellen. Klimaatmodellen zeggen het klimaat over tientallen tot honderden jaren te kunnen voorspellen, dit lijkt tegenstrijdig, maar weer is niet hetzelfde als klimaat. De klimaatveranderingen gaan langzamer dan het weer. Dit komt doordat de oceaan een grote rol speelt bij het klimaat. Om een goed klimaatmodel te maken, is natuurkundige, scheikundige en biologische kennis nodig. Vooral over terugkoppelingen. Terugkoppelingen zegt iets over de manier waarop energie wordt beperkt. Negatieve terugkoppelingen wil zeggen dat binnen een kringloop energie wordt beperkt zodat de temperatuur constant blijft. Positieve terugkoppeling wil zeggen dat binnen een kringloop de energie steeds groter wordt en de temperatuur steeds stijgt of daalt. Er zijn twee soorten voorspellingen, soort weervoorspellingen (atmosfeer) met beperkte reikwijdte en klimaat voorspellingen waar er naar de klimaatfactoren wordt gekeken om de effecten te voorspellen. De onzekerheid wordt groter als het termijn langer is. Over de wisselwerking van de oceaan en atmosfeer en het proces van wolkenvorming is er weinig bekend. Door klimaatonderzoek weten we dat het aantal koolstofdioxide in de lucht te maken heeft met de temperatuurverandering. Het versterkte broeikaseffect. Maar daarover wordt er nog flink gediscussieerd en men is nog niet tot een feitelijke conclusie gekomen.   Hoofdstuk 7: Duurzame ontwikkeling • Kernbegrippen: - Duurzame ontwikkeling: Heeft als twee hoofdpunten de aarde te sparen en zuinig te doen met de middelen die we gebruiken maar zelf ook in onze behoeften te voorzien - Transitie: Structurele verandering van de maatschappij - Grondstoffen: Stoffen die nodig zijn om te verwerken tot een product - Recycling: Het hergebruik van afvalproducten - Uitputting: Het leeghalen van natuurlijke bronnen - Gesloten kringloop: Een kringloop waarbij niks verloren gaat - Milieubalans: Een model om na te gaan wat het afval voor gevolg heeft op de aarde - Milieubaten: Waar het milieu baat bij heeft, wat is goed voor het milieu? - Milieukosten: Waar het milieu slechter van wordt, wat is slecht voor het milieu? - Gat in de ozonlaag: Het jaarlijks verdunnen door Cfk’s van de ozonlaag leidt tot een gat - Uitstoot: Het uitzetten van een stof in een omgeving die de stof niet eerder had - Bestemmingsplannen: Plannen waarin precies staat waar woningen, winkels, kantoren en groenvoorzieningen zullen komen - Stappenplan: Plan waarin in stappen een onderneming of proces wordt behandeld - Backcasting: Het ‘terugfilmen’ van plannen om te plannen wat er moet gebeuren. - Overlast: Te veel van iets zoals verkeer of geluid - Katalysator: Een filter dat stoffen stopt van uitstoten - Mobiliteit: De mate waarin men kan ‘bewegen’ - Klimaatconferenties: Conferentie tussen landen waarbij huidige klimaatveranderingen en voorzorgsmaatregelen worden besproken en waar er afspraken worden gemaakt over duurzame ontwikkeling - Emissierecht: Het recht van de mate waarin er vervuild mag worden - Gedrag: de mate waarin iets of iemand zich uit - Beloning: Tegenprestatie voor iets dat goed is - Straf: Afname van bijv. vrijheid om de dader het slechte voorval af te leren - Alternatieven: Andere methoden voor bestaand gedrag - Fossiele brandstoffen: Energiebronnen zoals kolen, olie, gas en benzine die vaak worden verbruikt en zorgen voor uitstoot van schadelijke stoffen en uitputting - Duurzame energie: Energie soorten die onuitputbaar zijn - Waterstof: H, bestanddeel van water (H2O) - Brandstofcel: Elektrochemische toestellen die chemische energie van een doorgaande reactie direct omzetten in elektrische energie, waarbij anders dan bij een batterij of accu voortdurend nieuwe stoffen van buiten kunnen worden aangevoerd. - Waterstofeconomie: Economie waarbij waterstof een grote rol speelt en wordt gebruikt voor handel voor accu’s etc. - Subatomaire deeltjes: Hetgeen waar atomen uit bestaan - Kernfusie: Onder extreme omstandigheden kunnen kernen van waterstofatomen samensmelten tot heliumatomen - Kernsplijting: Atoomkernen worden gesplitst en daar komt energie bij vrij • Kernvragen: 1. WAT IS DUURZAME ONTWIKKELING? De twee uitgangspunten van duurzame ontwikkeling zijn ervoor zorgen dat de planeet in de toekomst leefbaar is en in onze eigen behoefte te voorzien. Critici vinden duurzame ontwikkeling een te vaag begrip. Technologische en maatschappelijke vernieuwingen en veranderingen kunnen leiden tot een duurzamere samenleving. Er is sprake van transitie. Iedereen speelt hierin een rol. - In 1987 schreef de Noorse oud-premier Gro Harlem Brundtland in het VN-rapport ‘Een duurzame ontwikkeling bevredigt de vraag van deze tijd, zonder de mogelijkheid van toekomstige generaties aan te tasten’. Dit rapport diende als basis voor de eerste VN-confrontatie over milieu en ontwikkeling in Rio de Janeiro in 1992. Andere conferenties zoals in New York (1997) en Johannesburg (2002) volgden. Op die conferenties worden er afspraken over duurzame ontwikkelingen gemaakt. 2. HOE BEPAAL JE DE MILIEUBELASTING VAN BIJV. BLIKJES? Om na te gaan in hoeverre mate de blikjes vervuilen, moet je een milieubalans opstellen. Ze rekenen uit hoeveel producten er nodig zijn om het product te maken, en hoeveel het product uitstoot. Er ontstaat een kasboekje met milieubaten en kosten. Dit is lastig op te stellen. Overheid en fabrikanten willen de druk op de biosfeer laag houden (met bijv. statiegeld). - Eerst kijk je naar grondstoffen, die uit de bodem komen. Deze grondstoffen worden uit bronnen gehaald die uitgeput kunnen raken. Afval van deze verpakkingen wordt verbrand of gestort. Productie en afvalverwerking maken deel uit van de grote kringlopen van stoffen in de biosfeer. De afvalstoffen hopen zich op in de bodem, water en de lucht. Bij recycling gebruik je het afvalmateriaal opnieuw en los je twee problemen op: minder uitputting van hulpbronnen en minder druk op de biosfeer door vervuilend afval. Er ontstaat dat een meer gesloten kringloop. 3. WAT GEBEURT ER MET DE OZONLAAG? De ozonlaag beschermt het leven op aarde tegen UV-straling van de zon. De hoeveelheid ozon varieert van tijd en plaats. Maar sinds de jaren ’70 is het algemeen bekend dat de ozonlaag is aangetast, er zit een gat in de ozonlaag. Dit komt door Cfk’s (chloorfluorkoolwaterstoffen). Deze Cfk’s worden veroorzaakt door spuitbussen, koelkasten en piepschuim en vormen wereldwijd een bedreiging. De uitstoot ervan is bij de meeste landen sinds 1987 verboden. Nu zijn er vervangers voor Cfk’s. het blijkt dat het met de ozonlaag nu de goede kant op gaat. 4. WANNEER IS EEN GEBOUW DUURZAAM? Er is behoefte aan meer huizen door de groeiende bevolking en welvaart. Er worden ook huizen gesloopt. Dit alles kost ruimte, materiaal, energie en water. Het zet de biosfeer onder druk door de uitputting van grondstoffen en het ophopen van afval. Architecten proberen nu rekening te houden met de eisen van mensen. Ze ontwerpen het huis zó, dat een huis met iemand kan meegroeien. Deze extra voorzieningen kosten geld maar zijn wel duurzaam. De duurzaamheid van een gebouw ligt ook aan de materialen en de techniek. Als men duurzaam wil zijn, dan gebruiken ze duurzame producten zoals gerecycled materiaal. Isolatie, grijs water en zonnepanelen spelen ook een rol. Niet alle gebouwen kunnen duurzaam zijn. 5. HOE ONTSTAAT EEN DUURZAME WOONWIJK? Bij het bespreken van de bestemmingsplannen worden keuzes gemaakt zoals of ze een duurzaam gebouw plaatsen of niet. Het is moeilijker een bestaande wijk duurzaam te maken, er moet dan heel veel verplaatst worden en worden weggehaald. Tegengestelde wensen moeten soms gecombineerd worden door middel van een stappenplan: uitgangspunten bepalen, toekomstbeeld schetsen, terugfilmen (backcasting) en het werkelijke project. Geld en techniek hebben invloed daarop. 6. WAT ZIJN DE GEVOLGEN VAN DE TOEGENOMEN MOBILITEIT? Er is overlast door meer verkeer (files) waar geen oplossing voor is, overlast door smog, dat voor het grootste deel door auto uitlaatgassen onder invloed van de zon wordt veroorzaakt. Er kwam een Clean Air Act en de situatie verbeterde een beetje. Nu hebben bijna alle auto’s een katalysator die het grootste deel van smog veroorzakende stoffen filtert. Alleen koolstofdioxide wordt nog uitgestoten, wat ook nog schadelijk is voor het milieu. Een ander gevolg is het verbruik van miljarden liters olie per jaar. De toenemende koolstofdioxide kan één van de oorzaken zijn van de stijging van de temperatuur. Op klimaatconferenties bespreken leiders van wereldlanden daarom ook hoe ze die uitstoot moeten beperken. Nu hebben de landen een afspraak van emissierecht. Die rechten worden steeds minder. Dit hoeft niet perse te zorgen voor minder auto;s, landen mogen ook een tegenprestatie leveren zoals schone energiecentrales plaatsen of bossen te planten (niet zeker of dat werkt). Het heeft zeker invloed op de economische groei in een land en in de wereld omdat de productie van bijv. auto’s terugloopt. 7. HOE KUN JE GEDRAG BEÏNVLOEDEN? Meestal bepaalt een combinatie van factoren je motivatie en daarmee je gedrag. Motivatie beïnvloed je tot beloning of straf. Mensen die milieu bewust leven, krijgen meer vrijheid en rechten en hoeven minder geld te betalen, is het idee voor de toekomst. Er worden ook alternatieve routes gezocht voor bestaand gedrag. Men blijft dan hetzelfde doen, maar dan op een andere, schonere, manier. Wetenschap en technologie helpen hierbij. 8. WELKE DUURZAME ENERGIEBRONNEN HEBBEN TOEKOMST? Energiebronnen zoals kolen, olie en gas zijn niet duurzaam (schadelijk voor het milieu) en zijn uitputbaar. Duurzame energie kun je gebruiken om waterstof te winnen en toe te voeren aan een brandstofcel. Daarmee wordt er elektriciteit opgewekt en reageert waterstof met zuurstof. De uitstoting is alleen water, wat niet schadelijk is. Door de stofkringloop is deze brandstof onuitputbaar. Het idee voor een economie die om waterstof als brandstof draait, heet een waterstofeconomie. Het is niet duidelijk of waterstof werkelijk een succes wordt, want de systemen om het mogelijk te maken kost technologie wetenschap, geld en tijd. Duurzame energiebronnen: zon, wind, water, biomassa en aardwarmte. 9. WELKE ROL KAN KERNFUSIE SPELEN? De oude Grieken wisten al dat er atomen bestonden. Atomen zijn te delen in subatomaire deeltjes. Atoomkernen kunnen gesplitst worden en daarbij komt veel energie vrij. Onder extreme omstandigheden kunnen kernen van waterstofatomen samensmelten tot heliumatomen, dit heet kernfusie. Dit is zeer duurzaam omdat waterstof zeer makkelijk te verkrijgen is en meedeelt aan de waterkringloop. Ook is het veilig. Kernfusie is nog niet gelukt op grote schaal die nodig is voor energiecentrales.