Waarom stopte de opwarming?

De politieke rapporten van het IPCC zijn gebaseerd op de hypothese dat CO₂ de belangrijkste regelknop is van de Aardse temperatuur. Het probleem is dat deze hypothese in het geheel niet overeenkomt met de empirische gegevens waarover de wetenschap beschikt. Men maakt voorspellingen aan de hand van modellen die niet in staat zijn het verleden te ‘voorspellen’.

In het voorafgaande artikel "Temperatuur versus CO₂ - een overzicht" zagen we reeds dat er op vrijwel geen enkele tijdschaal een duidelijke positieve correlatie bestaat tussen CO₂-gehalte en temperatuur. Hier gaan we nader in op een periode waarin we heel duidelijk kunnen zien dat de metingen van de werkelijkheid heel iets anders laten zien dan wat er volgens de CO₂-hypothese had moeten gebeuren.

De huidige ijstijd

Geologisch gezien bevinden we ons in een ijstijd, omdat er permanent ijs aanwezig is in beide poolgebieden. De termen “glaciale periode” en “interglaciale periode” worden gebruikt om de grote schommelingen binnen deze ijstijd aan te duiden.


Op de horizontale as van deze grafiek zien we de tijdschaal in miljoenen jaren, met het heden links. Op de verticale as, de toename in de zuurstof-isotoop ¹⁸O, een proxy (indicatie) voor temperatuur. Dit zijn dus geen graden Celsius.

In onze ijstijd zijn er ongeveer 30 glaciale en interglaciale periodes geweest, afgezien van kleinere schommelingen. We zien dat de temperatuur aan het begin van ieder interglaciaal vrij abrupt stijgt, altijd tot ongeveer hetzelfde niveau. De stijging begint ook altijd rondom het allerdiepste minimum van de voorafgaande glaciale periode, het zogenaamde glaciale maximum.

Om een beter beeld te krijgen van de omstandigheden tijdens de glaciale maxima, zien we hier op de laatste drie glaciale cycli.


Hier is rood de temperatuur, blauw de CO₂-concentratie en de horizontale as loopt van links naar rechts, dus met het heden rechts.

Gedurende de gehele ijstijd liepen CO₂-concentratie en temperatuur altijd hand in hand. Ook de vochtigheid van de atmosfeer is gedurende glaciale maxima zeer laag, heel veel water ligt dan immers opgeslagen in de enorme ijskappen.

De opwarming begint

Dat eerste zetje wordt gegeven door de Milankovich cycli. Dit zijn kleine, periodieke variaties in de baan van de aarde om de zon en de hoek van de aardas ten opzichte van haar baan. De klimaatauteur Javier geeft hier een compleet overzicht van deze cycli. Dit artikel is zonder meer aan te raden.
Als de eerste opwarming is bereikt, komen er broeikasgassen vrij in de atmosfeer omdat warmer water minder CO₂ kan bevatten en makkelijker verdampt. Ook komt er CO₂ vrij uit de ontdooiende toendra’s. Er begint een kettingreactie. Meer warmte, meer broeikasgassen, meer warmteabsorbtie, meer warmte enz.
Dit gedeelte van de redenatie komt in grote mate overeen met de IPCC hypothese.

Laten we nu het eindpunt van de laatste opwarming, aan het begin van het Holoceen, een beetje uitvergroten en dan komen we aan bij de centrale vraag van dit artikel.


Er was sprake van opwarming, er kwamen ruim voldoende broeikasgassen vrij en de broeikasgas kettingreactie was in volle gang.

Volgens de CO₂-hypothese zou dit precies de omstandigheid zijn om een onomkeerbaar, op hol geslagen ("runaway") verwarmingsproces in werking te zetten. Een kantelpunt.

Maar dat gebeurde niet. De opwarming vlakte plotseling af en werd er duidelijk een stabiel niveau bereikt. En niet een keer of twee... aan het begin van álle 30 interglacialen gebeurde precies hetzelfde, geheel in tegenstrijd met wat er volgens de CO₂-hypothese zou moeten zijn gebeurd.

De vraag is dus: Waarom stopte de opwarming?

Het enige “logische” antwoord dat vanuit de optiek van de CO₂-hypothese zou kunnen worden geven is dat de opwarming stopte omdat er geen CO₂ meer vrijkwam en dat dat stabiele niveau later door de mens zou worden verstoord.


Maar water? Water was volop beschikbaar en het broeikaseffect van water is veel sterker dan dat van CO₂. Er is niet alleen gemiddeld 10 keer zoveel water in de atmosfeer aanwezig als CO₂, water absorbeert ook nog eens veel meer en bredere electromagnetische frequentiebanden.

Warmte bestaat uit heel veel electromagnetische golflengtes, ieder broeikasgas is in staat slechts een gedeelte van die golflengtes te absorberen. De uitgestraalde warmte die niet wordt geabsorbeerd verdwijnt direct in de ruimte.




In de grafiek zien we op de horizontale as de golflengtes van de warmtestraling. De verticale as is het percentage van de absorbtie door de atmosfeer. De bovenste grafiek is water, de onderste grafiek CO₂. Het is duidelijk dat CO₂ slechts een heel klein gedeelte van de warmte kan absorberen, water een veel groter gedeelte.

Samen met het feit dat de concentratie van water in de atmosfeer gemiddeld 10 maal groter is dan die van CO₂, zien we eenvoudig in dat het broeikaseffect van waterdamp zo’n 50 maal groter is dan dat van CO₂.


Maar, wat is er dan wél aan de hand? Waarom stopte de opwarming?

Het antwoord is “verzadiging”. De kracht die de opwarming van de Aarde tot gevolg had neemt af naarmate de concentratie broeikasgassen stijgt en wordt uiteindelijk geheel overschaduwd door andere effecten die van invloed zijn op het klimaat, zoals de zonneactiviteit. Op dat punt heeft het toevoegen van meer broeikasgas geen meetbaar effect meer op de temperatuur en is het effect dus verzadigd.

Tot nu toe zijn we tot deze conclusie gekomen door het analyseren van haar effect op de temperatuur. Laten we het nu eens bekijken vanuit een ander perspectief, namelijk de totale absorbtie van de Aardse atmosfeer. Welke frequentiebanden worden in welke mate geabsorbeerd?




In deze grafiek zien we op de horizontale as weer de golflengtes van de warmtestraling en op de verticale as, het percentage van absorbtie van deze golflengtes door de Aardse atmosfeer.

Om het vergelijken wat eenvoudiger te maken, hieronder de grafieken van de totale atmosfeer en CO₂ samen in een plaatje.




Hier zien we vrij duidelijk dat vrijwel álle warmte die gevormd wordt door de golflengtes die CO₂ kán absorberen, bij de huidige niveau’s reeds wordt geabsorbeerd.

De conclusie die we op empirische gronden hadden verkregen, dat het CO₂ broeikasgaseffect al vrijwel verzadigd is, blijkt dus juist.

Dit feit is overigens al heel lang bekend. Reeds in juli 1971 schreven twee wetenschappers van de NASA (J. I. Rasool en S. H. Schneider) in een artikel in Science (Vol 173) (pdf) het volgende (tweede pagina, tweede kolom):


Het toevoegen van meer CO₂ aan de atmosfeer heeft geen meetbare invloed meer op de Aardse temperatuur.
We hoeven ons dus in het geheel geen zorgen te maken over CO₂ uitstoot.

Ter afsluiting

Vroeg of laat zullen de Milankovich cycli zich tegen ons keren en het einde van het Holoceen inluiden. De temperaturen zullen beginnen te dalen. Als wij als mensheid voldoende CO₂ in de atmosfeer terugbrengen zou het heel goed mogelijk kunnen zijn dat het CO₂ broeikaseffect ondanks de afkoeling verzadigd blijft. Dat zou het verwoestende effect van de volgende glaciale periode flink verzachten.

Bedenk dat álle koolstof die nu in diverse chemische verbindingen als fossiele brandstof onderaards ligt opgeslagen, eens in de vorm van CO₂ deel uitmaakte van de Aardse biosfeer, en dat was een volkomen natuurlijke en stabiele situatie.


Tom van Leeuwen, januari 2019