De werking van het klimaat

Het klimaatsysteem omvat de atmosfeer (troposfeer én stratosfeer), de oceaan, de ijskap (land- en zeeijs), het landoppervlak en de biosfeer (flora en fauna). Naast fysische processen, spelen ook chemische en biologische processen en hun onderlinge beïnvloeding een belangrijke rol.

Er is de laatste decennia een enorme vooruitgang geboekt bij de studie van dit "complexe systeem". Een complex systeem is echter nooit helemaal te begrijpen en te voorspellen, want er kunnen altijd onverwachte dingen gebeuren. Ondertussen is er heel wat bekend over de invloed van veranderingen in de samenstelling van de dampkring op het klimaat, en ook over de invloed van variaties in zonnestraling. Verder vinden er wisselwerkingen plaats tussen oceaan, ijskappen en atmosfeer, die resulteren in natuurlijke klimaatschommelingen.

Energiebalans
De energie in het klimaatsysteem is afkomstig van de zon. Van de inkomende zonnestraling (100%) wordt 30% direct gereflecteerd door wolken, aërosolen, gassen en het aardoppervlak. Die energie verdwijnt in het heelal en heeft dus geen invloed op het klimaat. De resterende 70% wordt geabsorbeerd door de atmosfeer (23%) en het aardoppervlak (47%), die daardoor opwarmen. Het opwarmende aardoppervlak en de atmosfeer zenden daardoor warmtestraling (infrarode straling) uit die uiteindelijk aan de rand van de atmosfeer in het heelal verdwijnt.Op die manier ontstaat een evenwicht waardoor de aardse temperatuur niet oploopt.

Natuurlijk broeikaseffect
Het blijkt dat slechts 10% van de warmtestraling, die door het aardoppervlak wordt uitgezonden, ongehinderd kan ontsnappen Het grootste deel wordt geabsorbeerd door de broeikasgassen in de atmosfeer. In essentie komt het er dus op neer dat de zonnestralen het aardoppervlak veel gemakkelijker kunnen bereiken (47%), dan de warmtestraling ervan kan ontsnappen (10%), waardoor de oppervlaktetemperatuur hoger is dan in een situatie zonder broeikasgassen. Dat is het natuurlijk broeikaseffect. De theorie van het broeikaseffect is wetenschappelijk goed begrepen en bijvoorbeeld ook toepasbaar op de klimaatsystemen van onze buurplaneten, Venus en Mars.

Stralingsforcering
Fluctuaties in ontvangen zonne-energie of veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer leiden tot een onbalans tussen in- en uitgaande energiestromen. Dit noemen we ook wel stralingsforcering. Het resultaat is een verandering van de temperatuur van de aarde, die pas stopt als er een nieuw stralingsevenwicht bereikt is. Vanwege de grote warmtecapaciteit van oceanen duurt het overigens enige tijd voor zo'n nieuw evenwicht bereikt is. De stralingsforcering is een maat voor de omvang van de klimaatverandering is, ongeacht de oorzaak van deze forcering.

Klimaatgevoeligheid
Hoe groot de temperatuurverandering is voor een bepaalde stralingsforcering, de zogeheten klimaatgevoeligheid, wordt bepaald door temperatuurafhankelijke processen in het klimaatsysteem. Zo neemt bij een temperatuurstijging de hoeveelheid waterdamp toe en versterkt hiermee de temperatuurstijging. Onzekerheden met betrekking tot veranderingen in de waterkringloop, met name de respons van bewolking, als gevolg van temperatuurveranderingen resulteren in een bandbreedte van de gevoeligheid van het klimaat voor de diverse verstoringen.

Bron: Klimaatportaal