geschiedenis van het versterkte broeikaseffect

Svante Arrhenius (1859-1927) was een Zweedse wetenschapper, die in 1896 als eerste opmerkte dat de verbranding van fossiele brandstoffen de opwarming van de aarde kan versterken. Hij stelde dat er een relatie is tussen koolstofdioxide concentraties in de atmosfeer en temperatuur. Hij ontdekte dat de gemiddelde temperatuur aan het aardoppervlak zo'n 15oC bedraagt door de capaciteit van waterdamp en koolstofdioxide om infrarood te absorberen. Dit verschijnsel staat nu bekend als het natuurlijke broeikaseffect. Arrhenius beweerde dat een verdubbeling van de CO2 concentratie zou leiden tot een temperatuurstijging van 5oC. Hij en Thomas Chamberlain concludeerden beiden uit berekeningen dat menselijke activiteiten de opwarming van de aarde zouden versnellen door toevoeging van CO2 aan de atmosfeer. De bevindingen waren een bijproduct van onderzoek naar mogelijkheden om de grote IJstijden te verklaren uit de kooldioxidevoorraad. Het werd pas in 1987 bevestigd.

Na de ontdekkingen van Arrhenius en Chamberlain werd het onderwerp lange tijd niet behandeld. Al die tijd werd gedacht dat de invloed van mensen zeer klein was vergeleken bij natuurlijke verschijnselen zoals zonne-energie en oceaan stroming. Bovendien werd gedacht dat de oceanen zoveel kooldioxide opnamen dat de verontreiniging automatisch teniet werd gedaan. Waterdamp werd gezien als een veel belangrijker broeikasgas.

In de jaren 1940 ontwikkelde de infrarood spectroscopie zich tot een techniek bruikbaar voor metingen van langgolvige straling. Toen werd tevens bewezen dat een toenemende concentratie kooldioxide in de atmosfeer de absorptie van infrarood versterkte. Waterdamp bleek totaal andere soorten straling te absorberen dan kooldioxide. Deze resultaten werden in 1955 samengevat door Gilbert Plass. Hij concludeerde dat kooldioxide in de atmosfeer infrarood straling onderschept dat normaal gesproken de ruimte in gaat, waardoor de aarde wordt opgewarmd.

Het argument dat oceanen kooldioxide uit de atmosfeer opnamen werd nog steeds geloofd. In 1950 werd echter bewijs gevonden dat kooldioxide ongeveer 10 jaar in de atmosfeer aanwezig blijft. Bovendien was nog niet bekend wat met kooldioxide moleculen gebeurt als ze oplossen in de oceaan. Het was denkbaar dat oceanen slechts gelimiteerd kooldioxide op konden nemen, of dat het na enige tijd weer de atmosfeer in ging. Onderzoek wees uit dat oceanen nooit alle emissies van kooldioxide zouden kunnen tenietdoen. Nu wordt gedacht dat slechts 1/3 van alle antropogene kooldioxide door oceanen wordt opgenomen.

Eind jaren '50 en begin jaren '60gebruikte Charles Keeling de modernste technieken om concentratie curves van atmosferische CO2 voor Antarctica en Mauna Loa te produceren. Deze grafieken zijn nu deel van de belangrijkste afbeeldingen van het broeikaseffect. De grafieken toonden een neerwaartse trend van de gemiddelde aardse temperatuur tussen 1940 en 1970. Onderzoek aan oceaansedimenten toonde aan dat er niet minder dan 32 warm-koud cycli waren geweest in de afgelopen 2,5 miljoen jaar, en niet maar 4 zoals eerder gedacht werd. Men begon te vrezen voor het aanbreken van een nieuwe ijstijd. De media en veel wetenschappers negeerden echter wetenschappelijke data uit de jaren 1950 en 1960 betreffende mogelijke mondiale afkoeling.

In de jaren 1980 werd uiteindelijk een opwaartse trend zichtbaar in de temperatuur curve. Mensen begonnen vraagtekens te zetten bij de theorie van een opkomende nieuwe ijstijd. Aan het einde van de jaren 1980 begon de curve zo snel te stijgen dat de theorie van mondiale opwarming snel terrein begon te winnen. Milieuorganisaties begonnen een lobby voor milieubescherming, zodat verdere opwarming van de aarde voorkomen zou worden. Ook de media kregen weer aandacht voor het fenomeen. Al snel werd het broeikaseffect een belangrijk nieuwstopic over de hele wereld. Foto's van rokende schoorstenen werden naast foto's van smeltende ijskappen en overstromingen getoond. Een compleet media circus overtuigde menig mens ervan dat we ons aan het begin van een ingrijpende klimaatverandering bevinden, die veel negatieve gevolgen kan hebben voor milieu en volksgezondheid. Stephen Schneider voorspelde de opwarming van de aarde voor het eerst in 1976. Hij werd daardoor een van de belangrijkste experts op het gebied van het versterkte broeikaseffect.

In 1988 werd uiteindelijk onderkend dat het klimaat sinds 1880 niet meer zo warm was geweest. Het versterkte broeikaseffect kreeg officieel een naam en het Milieuprogramma van de Verenigde Naties richtte het IPCC en de Wereld Meteorologische Organisatie op. De organisaties proberen de invloed van het broeikaseffect te vorspellen met behulp van klimaatmodellen en literatuuronderzoek. In het IPCC zitten meer dan 2500 wetenschappers en technici uit meer dan 60 landen over de hele wereld. De leden komen van uiteenlopende wetenschappelijk disciplines, zoals klimatologie, ecologie, economie en oceanografie. Momenteel is het IPCC het grootste samenwerkingsverband tussen experts ter wereld. Klimaatveranderingrapporten werden gepubliceerd in 1992 en 1996, en een nieuwe versie verscheen in 2001.

In de jaren 1990 begonnen sommige wetenschappers de ernst van het versterkte broeikaseffect in twijfel te trekken, vanwege de grote onzekerheden in data sets en resultaten van modelberekeningen. Ze spraken zich uit tegen de basis van de hele theorie, welke mondiale gemiddelde temperaturen bevatte. Volgens hen waren metingen onjuist uitgevoerd en ontbrak data voor oceanen. Trends in mondiale afkoeling werden door bestaande gegevens niet verklaard, en satellietfoto's toonden heel andere temperatuur trends dan die aanvankelijk gebruikt werden. Het idee dat klimaatmodellen de mondiale opwarming in de afgelopen 100 jaar hadden overschat begon vorm aan te nemen. In reactie hierop bestudeerde de IPCC opnieuw de data die al beschikbaar was, maar dat leidde niet tot een heroverweging van het bestaan van de trend. Nu weten we dat 1998 op mondiaal niveau het warmste jaar ooit gerapporteerd was, gevold door 2002, 2003, 2001 en 1997. De tien warmste jaren waren allemaal na 1990.

Nog steeds worden de IPCC rapporten door veel wetenschappers in twijfel getrokken, zodat nieuwe onderzoeken worden gestart en sceptici boeken blijven schrijven. De discussie betreffende het broeikaseffect en mondiale opwarming duurt nog steeds voort en bestaande gegevens worden constant geëvalueerd en vernieuwd. Modellen worden ook gewijzigd en aangepast aan nieuwe ontdekkingen en theorieën.

Tot nu toe zijn niet veel maatregelen genomen om de mondiale opwarming terug te dringen. De oorzaak ligt vooral in de enorme onzekerheden die nog steeds aanwezig zijn in de theorie en in de gegevens. Daarnaast is mondiale opwarming een probleem dat niet zomaar is op te lossen door een enkel land. Daarom spraken in 1998 in Kyoto, Japan een aantal landen af om hun broeikasgas (CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, and SF6) emissies terug te dringen tot een totale reductie van minstens 5% beneden het niveau van 1990 wordt bereikt. Tussen 2008 en 2012 wordt het protocol uitgevoerd door 186 landen. Inmiddels hebben enkele landen, waaronder de Verenigde Staten en Australië, zich teruggetrokken en een alternatief protocol opgesteld.

Vanaf 1998 is de terminologie omtrent het broeikaseffect steeds veranderd, onder invloed van de media. Broeikaseffect als term wordt steeds minder populair, terwijl termen als klimaatverandering en opwarming van de aarde snel terrein winnen.