Gevolgen van de stijgende concentratie kooldioxide

Temperatuurstijging

De sterke stijging van de concentratie broeikasgassen in de aardse atmosfeer heeft een aantal effecten. Het belangrijkste gevolg is dat, door het broeikasgaseffect, de gemiddelde temperatuur op aarde stijgt. De onderstaande figuur geeft de gemiddelde temperatuurstijging aan het aardoppervlak over de laatste eeuwen ten opzichte van de gemiddelde temperatuur in het pre-industriële tijdperk tussen 1850 en 1990. De gemiddelde temperatuur op aarde is nu ongeveer 15 oC.

Grafiek van het verloop van de wereldwijde gemiddelde temperatuurstijging van 1850 tot 2017

Het eerste deel van de figuur (de paarse lijn) geeft het gemeten verloop van de gemiddelde temperatuurstijging op aarde van 1850 tot en met 2019 ten opzichte van de gemiddelde temperatuur in het tijdvak van 1850 tot en met 1900. Deze gemiddelde temperatuur is uit een veelheid van temperatuurmetingen samengesteld [Compendium voor de Leefomgeving]. Tot 1930 was de gemiddelde temperatuur op aarde vrij stabiel. Daarna steeg de temperatuur aanvankelijk licht. Vanaf 1980 neemt de temperatuurstijging echter toe. De tijd tussen 1989 en 2019 was, op het Noordelijk halfrond, de warmste periode van 30 jaar van de laatste 1400 jaar. Uit de metingen blijkt dat de gemiddelde temperatuur op aarde vanaf 1850 tot en met 2019 met meer dan 1,0 graden Celsius is gestegen. De stijging van de temperatuur heeft nadelige gevolgen voor de menselijke samenleving [IPCC], [Volkskrant].

De klimaatgevoeligheid geeft een verband tussen de CO2-stijging en de temperatuurstijging. Het IPCC hanteert een klimaatgevoeligheid met een waarde die ligt tussen de 1,5 en 4,5 graad Celsius. Dat betekent dat bij een verdubbeling van de hoeveelheid CO2 in de dampkring de gemiddelde temperatuur op aarde met 1,5 tot 4,5 graad kan stijgen. De meest recente studies geven aan dat de klimaatgevoeligheid waarschijnlijk rond de drie ligt [IPCC].

Ook in Nederland worden we geconfronteerd met de gevolgen van klimaatverandering. Het Nederlandse klimaat wordt warmer; de laatste jaren worden regelmatig temperatuurrecords gebroken. De gemiddelde temperatuur in Nederland is volgens het KNMI sinds 1906 met 1,7 oC toegenomen tot 10,6 oC in 2015. Vooral de winters worden warmer, de kans op extreme neerslaghoeveelheden neemt toe.

Met verschillende klimaatmodellen is het gemeten verloop zoals gegeven in de bovenstaande figuur nagerekend. Vervolgens is, op basis van deze modellen, voor de komende jaren tot 2035, voor verschillende emissiescenario's, het te verwachten verloop van de temperatuurstijging berekend. De gemiddelde waarden van het hoogste (hoge schatting CO2 concentratie, rode lijn) en het laagste (lage schatting CO2 concentratie, blauwe lijn) resultaat worden in de figuur gegeven. In alle scenario's wordt een verdere stijging van de temperatuur verwacht. In de figuur is te zien dat de huidige temperatuurontwikkeling valt binnen het gebied dat modellen eerder hebben berekend. Voor het jaar 2100 kan de variatie in de temperatuurstijging oplopen van rond 1 oC bij het nemen van maatregelen, tot rond 6 oC als er nauwelijks maatregelen worden genomen. Bij het huidige beleid wordt afgekoerst op een stijging van 3 oC [IPCC], [Volkskrant].


Gevolgen temperatuurstijging

Op zichzelf lijkt een stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde niet zo erg. Echter deze temperatuurstijging heeft verschillende gevolgen. Het leidt tot heviger regenval in sommige regio's met als gevolg overstromingen. In andere regio's leidt het juist tot minder regenval met als gevolg droogte. De hogere temperaturen leiden ook tot bosbranden, smeltende gletsjers, ijskappen en permafrost, heviger stormen, stijgende zeespiegel, verzurende oceanen en verminderde biodiversiteit. Een en ander heeft ook gevolgen voor de landbouw; hoge temperaturen, wateroverlast of juist te kort aan water leiden lokaal tot verlies aan oogsten met als gevolg voedselschaarste. Onderstaand worden de belangrijkste gevolgen genoemd. Deze worden vervolgens toegelicht.

De belangrijkste gevolgen van de wereldwijde temperatuurstijging zijn [IPCC]:

  • de verandering van het lokale klimaat op aarde,
  • het ontdooien van ijs- en sneeuwmassa's,
  • de stijging van het zeewaterniveau,
  • de nadelige invloed op oceanen,
  • de veranderingen in de natuur.
  • een schadelijke invloed op de menselijke samenleving,


Verandering lokale klimaat

Als gevolg van de gemiddeld hogere temperaturen op aarde wordt het klimaat beïnvloed. De verandering van het lokale klimaat op aarde manifesteert zich op verschillende manieren:

  • de minimum en maximum temperaturen zijn over de hele wereld aan verandering onderhevig,
  • de hogere watertemperatuur van de oceanen leidt tot meer extreme weersomstandigheden in de vorm van stormen met heviger windsterkten, grotere neerslaghoeveelheden en langdurige droogten
  • het Nederlandse klimaat wordt warmer, het meest in de winter, het minst in de lente, de kans op extreme neerslaghoeveelheden neemt toe.


Ontdooien van ijs- en sneeuwmassa's

IJs en sneeuw komen voor in de vorm van gletsjers in berggebieden, van ijs in bevroren rivieren, meren en zeeën en in de vorm van sneeuw- en ijspakketten op landmassa's. Verder komt ijs voor in de bevroren grond in permafrostgebieden. De hogere temperaturen hebben gevolgen voor deze ijs- en sneeuwmassa's:

  • via satellieten is waargenomen dat de bedekking met sneeuw sinds 1960 met minstens 10% is afgenomen,
  • het afnemen en verdwijnen van gletsjers heeft lokaal gevolgen voor de watervoorziening, voor de elektriciteitsvoorziening, voor de hoeveelheid neerslag en voor natuur en milieu,
  • de Noordpoolijskap is sinds 1950 met meer dan 40 procent in volume afgenomen; dit heeft gevolgen voor de natuur,
  • de afname van de ijskap op Groenland viel aanvankelijk mee; echter de laatste tijd wordt geconstateerd dat deze ijskap sneller afkalft en dat sommige gletsjers versneld de zee in schuiven,
  • de afname van de ijskap op de Zuidpool viel aanvankelijk ook mee; de laatste tijd wordt echter geconstateerd dat het zee-ijs aan de randen van de Zuidpool dunner wordt en ook sneller afkalft,
  • de temperaturen in de noordelijke permafrostgebieden stijgen sinds 1980 waardoor het oppervlak aan bevroren grond met 7 procent is afgenomen met gevolgen voor de menselijke samenleving en mogelijke gevolgen voor de broeikasgasemissies,
  • ontdooiend ijs heeft ook invloed op hoger gelegen berggebieden en levert schade op als gevolg van rotslawines.

Sneeuw en ijs reflecteren het zonlicht. Als sneeuw en ijs gesmolten zijn wordt het zonlicht niet meer gereflecteerd. De aarde warmt dan plaatselijk meer op waardoor de temperaturen op aarde sneller zullen gaan stijgen.


Stijging van het zeewaterniveau

Door de hogere temperaturen op de aarde zet het zeewater uit waardoor het zeewaterniveau stijgt. Bovendien stijgt het zeewater ook als gevolg van het smelten van ijs (gletsjers, ijskappen, sneeuwbedekking) op land. De zeewaterspiegel is als gevolg hiervan tussen 1800 en 2010 met 30 centimeter gestegen. Onderstaande figuur geeft een beeld van de mondiale zeespiegelstijging [PBL].

Grafiek met de mondiale zeespiegelstijging van 1880 tot 2017 ten opzichte van de gemiddelde hoogte tussen 1880 en 1900

De grootste stijging stamt uit de laatste jaren. Tussen 1900 en 2017 lag de stijging rond de 21 cm, dat is een gemiddelde stijging van 1,8 mm per jaar. Echter de laatste jaren neemt de stijging toe. Lag de stijging tussen 1900 en 1990 rond 1,6 mm per jaar, tussen 1990 en 2017 lag de stijging rond 2,4 mm per jaar. Van de laatste stijging van 2,4 mm is de bijdrage door het uitzetten van het zeewater 0,9 mm, door het smelten van gletsjers 0,7 mm, door het smelten van ijs op Groenland 0,3 mm, door smelten van ijs op de Zuidpool 0,2 mm, 0,3 mm is afkomstig van in zee stromend water. Een recente schatting van de zeespiegelstijging komt uit op 3,7 mm per jaar [IPCC]. De steeds sneller stijgende zeespiegel heeft een aantal gevolgen:

  • kustlijnen worden aangetast door de hogere waterstanden en heviger stormen,
  • lager gelegen gebieden dreigen onder water te lopen met ernstige consequenties voor de menselijke samenleving daar,
  • door de zeewaterspiegelstijging kan het water in de rivieren minder snel naar zee stromen met als gevolg een grotere kans op overstromingen,
  • voor Nederland wordt het risico op overstroming door een stijging van het zeewaterniveau vooralsnog niet groot geacht,
  • in lage gedeelten van Nederland treedt verzilting op door een toename van de kweldruk, met nadelen voor de landbouw.

Uit klimaatmodellen blijkt dat in deze eeuw, bij een scenario met een relatief lage uitstoot van broeikasgassen, een verdere stijging van het zeewaterniveau van 26 tot 55 cm is te verwachten ten opzichte van het einde van de 20e eeuw. Bij scenario's met een relatief hoge uitstoot van broeikasgassen kan de zeespiegel tegen het einde van de 21e eeuw met 52 tot 98 centimeter zijn gestegen opzichte van het einde van de 20e eeuw. De grootste stijging, ongeveer 30 tot 55%, wordt veroorzaakt door het uitzetten van het zeewater; ongeveer 15 tot 35% is het gevolg van het smelten van gletsjers. Het afkalven van de grote ijskappen op Groenland en de Zuidpool draagt rond de 11 tot 36% bij aan het stijgen van de zeewaterspiegel [IPCC].

Voor deze eeuw wordt tot 2100 een zeespiegelstijging van 26 tot 77 centimeter verwacht als de wereldwijde temperatuurstijging tot 1,5 graad beperkt blijft. Stijgt de temperatuur tot 2 graden dan wordt een zeespiegelstijging van 36 tot 87 centimeter verwacht. Er zijn momenteel onvoldoende gegevens om zeespiegelstijgingen boven de 1,0 meter te verwachten. Wel is het zeer waarschijnlijk dat het zeewaterniveau in het laatste interglaciaal (ongeveer 120.000 jaar geleden) ten opzichte van vandaag minstens 5 meter hoger, maar zeker niet hoger dan 10 meter, was [IPCC].


Invloeden op oceanen

Behalve de stijging van de waterspiegel hebben stijgende CO2-emissies nog een ander belangrijk effect op de oceanen. Een groot deel van de uitgestoten kooldioxide komt in de oceaan terecht. Van 1800 tot 2011 is 610 miljard ton kooldioxide door de oceanen opgenomen. Dat heeft tot gevolg dat:

In alle zeeën rond Europa is de klimaatverandering merkbaar. In het noorden wordt een temperatuurstijging van 4 tot 7 graden Celsius verwacht. Dit heeft gevolgen voor de visstand:


Verandering van de natuur

Het klimaat is een sleutelfactor voor elk organisme in de natuur. Vooral de temperatuur en de vochtigheid bepalen welke planten- en diersoorten waar in de natuur voorkomen. De temperatuur speelt een belangrijke rol in allerlei natuurlijke processen, bijvoorbeeld bij het bloeien van planten, het actief worden van insecten, de voortplanting en het trekken van vogels en het rijpen van vruchten. Natuurlijke systemen kunnen sterk beïnvloed worden door klimaatverandering omdat zij zich niet vlug aan snel veranderende omstandigheden kunnen aanpassen. De natuur zal wereldwijd negatieve gevolgen ondervinden van klimaatverandering:

  • met name gebieden met gletsjers, koraalriffen, atollen, mangrovebossen en tropische bossen lopen gevaar,
  • dat geldt ook voor bossen op de hogere breedtegraden (boreale wouden), voor polaire en alpine ecosystemen en voor waddengebieden,
  • door de hogere temperaturen kunnen sommige exoten (planten- en diersoorten die normaal niet in een gebied voorkomen) zich blijvend in een nieuw gebied vestigen,
  • de veerkracht van veel ecosystemen zal sterk op de proef zal worden gesteld door de gevolgen van de klimaatverandering,
  • koraalriffen worden aangetast door de toenemende verzuring van het oceaanwater en door de hogere temperatuur van het water,
  • het verspreidingsgebied van planten- en diersoorten verandert; zuidelijke soorten rukken op naar het Noorden vanwege de stijgende temperaturen,
  • ook in Nederland zijn de gevolgen van klimaatverandering in de natuur zichtbaar
    • planten gaan eerder bloeien, vogels leggen eerder in het voorjaar eieren,
    • sommige exoten (planten- en diersoorten die normaal niet in Nederland voorkomen) hebben zich blijvend in Nederland gevestigd; een aantal zijn bewust in Nederland ingevoerd; soorten die al in Nederland waren nemen sterk in aantal toe.

Stijgt de gemiddelde temperatuur op aarde met 1,5 graad dan wordt verwacht dat 6 procent van de insecten, 8 procent van de planten en 4 procent van de gewervelde dieren de helft van hun leefgebied kwijtraken. Bij een temperatuurstijging van 2 graden wordt dat respectievelijk, 18, 16 en 8 procent. Voor ondiepe koraalriffen kan de halve graad tussen 1,5 en 2 graden het verschil maken tussen 70 tot 90% neergang en het bijna helemaal verdwijnen van het koraal [IPCC]. In een recent rapport van de Verenigde Naties, Global Assessment Report on Biodiversity and Ecosystem Services, worden de gevolgen geschetst van menselijk handelen op de natuur. Naast de gevolgen van destructief landgebruik, overbevissing, vervuiling en invasieve soorten heeft de natuur ook lijden onder klimaatverandering. Tot een miljoen planten- en diersoorten dreigen in de komende tientallen jaren uit te sterven [Verenigde Naties].


Invloeden op de menselijke samenleving

De hierboven genoemde veranderingen, als gevolg van de optredende klimaatverandering door de stijgende temperaturen op aarde, hebben nadelige invloeden op de menselijk samenleving:

  • de hogere temperaturen leiden tot meer extreem weer in de vorm van hittegolven, zware stormen, hevige regenval of extreme droogte,
  • hittegolven, met hoge maximum temperaturen overdag en 's nachts, nemen toe met als gevolg hogere sterftecijfers,
  • door de hogere temperaturen rukken ziekteverwekkers op naar hogere breedtegraden en naar hogere gebieden,
  • het wordt waarschijnlijk geacht dat er een verband is tussen de kracht van de orkanen en het broeikaseffect; de verwachting is dat de orkanen in kracht zullen toenemen,
  • de hogere temperatuur tot leidt op plaatsen op aarde tot heviger regenval, wat leidt tot overstromingen, bodemerosie en aardverschuivingen, ook zware stormen gaan vaak gepaard met hevige regenval,
  • op andere plaatsen leiden de hogere temperaturen tot perioden van droogte met als gevolg problemen met de elektriciteitsopwekking, de watervoorziening, de scheepvaart, bosbranden, minder landbouwopbrengsten en minder toerisme,
  • wereldwijd wordt de landbouw gemiddeld negatief beïnvloed door klimaatverandering met als gevolg afnemende oogsten,
  • menselijke samenlevingen aan laaggelegen gebieden bij kusten en laaggelegen eilanden lopen gevaar door de stijging van de zeewaterspiegel,
  • het afnemen en verdwijnen van gletsjers heeft lokaal gevolgen voor de watervoorziening en voor de energievoorziening,
  • in gebieden met permafrost bestaat er een grote kans op schade als gevolg van het ontdooien van het ijs,
  • Nederland heeft de gevolgen van een veranderend klimaat ondervonden in de vorm van wateroverlast en droogte.

Samengevat: wereldwijd zijn de gevolgen van klimaatverandering merkbaar. Het smelten van sneeuw en ijs en veranderingen in de hoeveelheid neerslag beinvloeden op veel plaatsen de beschikbare hoeveelheid water. De voedselvoorziening komt onder druk te staan als landbouwgebieden minder oogsten leveren en visgronden onbruikbaar worden. De positieve gevolgen van klimaatverandering op de landbouw wegen niet op tegen de negatieve gevolgen. Wereldwijd lijken de gevolgen voor de gezondheid nog beperkt. Veel landen zijn onvoldoende voorbereid op extremen in het weer (orkanen, overstromingen, droogte, bosbranden) als gevolg van klimaatverandering. Deze leiden tot aanzienlijke economische schade. Omgaan met klimaatverandering betekent ook dat geleerd moet worden om om te gaan met de onzekerheden hierin [PBL], [IPCC].

Volgens een recent boek van het IMF is de schade veroorzaakt het gebruik van fossiele brandstoffen, als gas, olie en steenkool, enorm. De schade aan het milieu en aan de menselijke gezondheid wordt veroorzaakt door stormen, droogten en extreme regenval als gevolg van klimaatverandering. Daarnaast leidt het stoken van fossiele brandstoffen, met name van steenkool, tot luchtverontreiniging. Deze heeft een schadelijk effect op de menselijke gezondheid. De schade aan het milieu en aan de menselijke gezondheid wordt niet door de gebruikers van fossiele brandstoffen betaald maar door de maatschappij en is eigenlijk een verborgen subsidie aan deze gebruikers. Met deze subsidie is volgens het IMF in 2015 wereldwijd een bedrag van 5300 miljard dollar gemoeid. De schade door natuurrampen in de vorm van orkanen, tornado's, overstromingen, droogte, bosbranden en hevige stormen, die de verzekeringsbranche waarneemt, neemt ook sterk toe. De schade door het extreme weer is in de laatste decennia vervijftienvoudigd. In 2017 bedroeg de schade wereldwijd 350 miljard dollar, vooral veroorzaakt door de zware orkanen die de Verenigde Staten teisterden. In Nederland verhogen schadeverzekeraars hun premies om de betalingen van schade door extreem weer, als gevolg van klimaatverandering, op te kunnen opvangen. De schademeldingen aan woningen door extreme regen- of hagelbuien zijn bijvoorbeeld bij Interpolis in 2018 ruim 20% hoger dan in het jaar 2011 [Volkskrant].

Het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen alleen voldoet niet meer. Er zijn aanpassingen nodig om de gevolgen van een opwarmende aarde op te vangen, adaptatie. De Climate Adaptation Summit, gehouden in Den Haag in januari 2021, was de eerste wereldtop die helemaal gewijd was aan adaptatie. Het gaat daarbij vooral over financiële steun aan arme landen. Arme landen dragen nauwelijks bij aan de opwarming van de aarde, maar ondervinden wel in hevige mate de gevolgen daarvan in de vorm van hevige winden, zware regenval, overstromingen, langdurige droogte en een stijging van de zeespiegel [Volkskrant].


Gevolgen voor Nederland

Hierboven zijn de gevolgen voor Nederland tot nu toe, als resultaat van de verandering van het klimaat, aangegeven. Op dit moment zijn de gevolgen van klimaatverandering nog beperkt. Samengevat:

  • de gemiddelde temperatuur in Nederland neemt toe,
  • de hoeveelheid neerslag gemiddeld per jaar neemt toe,
  • er is vaker kans op extreme neerslag,
  • in de twintigste eeuw is de zeespiegel aan de Nederlandse kust met 19 cm gestegen,
  • het waterniveau in de rivieren neemt af in de zomer en toe in de winter,
  • de tekenen van de opwarming van de aarde zijn ook in Nederland in de natuur zichtbaar; de hogere temperaturen op aarde verstoren lang bestaande, uitgebalanceerde ecologische relaties tussen planten en dieren ,
  • in Nederland hebben zich de laatste jaren nieuwe soorten gevestigd,
  • de vegetatie vertoond eenzelfde beeld; sommige korstmossen en andere mossen vestigen zich in Nederland of nemen toe terwijl andere verdwijnen,
  • voor Nederland wordt geschat dat de grens van een verspreidingsgebied met vier kilometer per jaar opschuift, dit heeft consequenties voor planten- en diersoorten.

Het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) heeft berekend dat de uitstoot van schadelijke stoffen in Nederland jaarlijks tot 31 miljard euro schade leidt als gevolg van de luchtvervuiling. De schade wordt veroorzaakt door de uitstoot van broeikasgassen en van andere schadelijke stoffen naar de lucht. De meeste schade wordt veroorzaakt door verkeer en vervoer (12 miljard euro), gevolgd door de landbouw (6,5 miljard euro), industrie en raffinage (4,5 miljard) en de energiesector (4,0 miljard) [Volkskrant], [PBL].

De verwachting is dat deze ontwikkelingen zich voor Nederland in de komende jaren zullen versnellen. Op basis van een viertal klimaatscenario's uitgebracht door het KNMI in 2014 kunnen de gevolgen voor Nederland in de nabije toekomst als volgt worden samengevat:

  • temperatuur
    • de temperatuur in Nederland blijft stijgen
    • de temperatuur stijgt het meest in de winter, het minst in de lente
    • in 2100 kan de gemiddelde wintertemperatuur tot 4 á 8 oC, de gemiddelde zomertemperatuur tot 18 á 21 oC zijn toegenomen
    • de temperatuurstijging kan negatieve effecten hebben op de volksgezondheid: hittestress, ziekte van Lyme, longaandoeningen als gevolg van smog, allergieën (o.a. hooikoorts) en dergelijke
    • het sterftecijfer als gevolg van hittegolven in de zomer zal stijgen
    • het sterftecijfer in de winter zal dalen door de zachtere winters
    • het tempo van de temperatuurstijging is voor veel planten en dieren waarschijnlijk te hoog om zich te kunnen aanpassen of te kunnen verhuizen
    • nieuwe soorten uit zuidelijker landen zullen zich hier vestigen als die zich snel genoeg kunnen verplaatsen
    • het totale resultaat voor het planten- en dierenleven is dat de rijkdom aan soorten waarschijnlijk zal afnemen
  • het weer
    • het weer wordt extremer; meer kans op hittegolven en meer kans op zware regenval
    • vooral de kans op hittegolven in de zomer neemt toe
    • extreem warme en droge zomers zullen vaker optreden
    • de winters worden zachter; het aantal vorst- en ijsdagen neemt sterk af
    • alle seizoenen, behalve de zomer, worden natter; de kans op extreme neerslaghoeveelheden neemt toe in het najaar, in de winter en in het voorjaar
    • door de heviger regenval moeten rivieren meer water afvoeren en is er een grotere kans op overstromingen vooral in de winter
    • in drogere zomers kunnen er problemen optreden voor de binnenvaart als gevolg van te lage waterstanden in de rivieren
    • droge zomers kunnen schade aan de natuur toebrengen en de kans op natuurbranden vergroten
    • droge zomers kunnen tot watertekorten leiden voor drinkwater, koelwater en irrigatie
    • het toerisme kan profiteren van het langere en warmere zomerseizoen
    • zwemwater kan nadelig worden beïnvloed door de groei van blauwalgen of van botulisme
    • het aantal stormen zal ongeveer hetzelfde blijven
  • de zeespiegel
    • de zeespiegel aan de Nederlandse kust zal verder stijgen, rond 2085 zal de zeespiegel aan de Nederlandse kust 25 tot 80 centimeter hoger liggen,
    • de uitgaven voor dijken en zeeweringen zullen waarschijnlijk opgevoerd moeten worden
  • de landbouw
    • de hogere temperatuur en de hogere CO2 concentratie leiden waarschijnlijk tot hogere oogsten
    • de toenemende kans op wateroverlast en op droogte kunnen een negatief effect op de landbouw hebben
    • de landbouw kan ook hinder ondervinden van verzilting als gevolg van droogte en een stijgende zeewaterspiegel
  • het energieverbruik
    • het energieverbruik zal aan de ene kant dalen door de zachtere winters (minder verwarming), maar aan de andere kant toenemen door hetere zomers (meer airconditioning)