Concentratie broeikasgassen in de atmosfeer

Doelstellingen

• Een verhoogde concentratie aan broeikasgassen zorgt voor een toename van de gemiddelde temperatuur op aarde met verschuiving van de klimaatgordels en wijzigingen in extreme weersfenomenen tot gevolg. Het VN-Klimaatverdrag bepaalt dat de mondiale, jaargemiddelde temperatuur maximaal met 2 °C mag stijgen ten opzichte van de pre-industriële periode 1750-1799.
• Daartoe moet de CO₂-concentratie in de mondiale atmosfeer stabiliseren beneden 400 ppm_v, en de concentratie van de belangrijkste broeikasgassen samen onder de 480 ppm_v CO₂-eq.

Toestand

• Met 417,9 ppm_v ligt die CO₂-concentratie nu 50 % boven het pre-industriële niveau van 278 ppm_v. Dat is bovendien de hoogste concentratie van de afgelopen 800 000 jaar (tweede figuur).
• Voor methaan (CH₄) bedroeg de atmosferische concentratie in 2022 al 1 923 ppb_v of meer dan het dubbele (+166 %) van de waarde van de pre-industriële periode (722 ppb_v). Ook deze concentratie is de hoogste in zeker 800 000 jaar (derde figuur).
• In 2022 bedroeg de atmosferische concentratie van lachgas (N₂O) 336 ppb_v. Dat is 24 % hoger dan de concentratie gedurende de pre-industriële periode (270 ppb_v), en op het hoogste niveau in minstens 800 000 jaar (vierde figuur).

Evolutie

Concentratie meeste broeikasgassen blijft toenemen

• Van alle CO₂ die door menselijke activiteiten wordt uitgestoten, wordt ongeveer een kwart opgenomen door de oceanen en een ander kwart door de biosfeer (o.a. planten). De andere helft van de CO₂-emissies blijft achter in de atmosfeer.
• Al in 2016 overschreed de jaargemiddelde atmosferische concentratie van CO₂ de drempel van 400 ppm_v, Het laatste jaar nam de concentratie nog met 2,2 ppm_v toe, een groeiritme dat beduidend hoger ligt dan in de jaren 90 (gemiddeld 1,5 ppm_v/jaar) maar wel net onder het gemiddelde van het afgelopen decennium (2,4 ppm_v/jaar). Het gros van de antropogene emissies van CO₂ in de atmosfeer gedurende de laatste 25 jaar zijn het gevolg van de verbranding van fossiele brandstof en cementproductie. De rest is voornamelijk te wijten aan ontbossing en wijzigingen in landgebruik.
• In het verleden zijn stijgingen in atmosferische CO₂-concentraties altijd gevolgd door equivalente temperatuurtoenames. Het huidige CO₂-niveau werd het laatst benaderd midden in het Plioceen, 3 tot 5 miljoen jaar geleden. Het was toen 2 à 3 °C warmer op aarde dan nu al het geval is, en de ijskappen op Groenland en delen van Antarctica waren gesmolten wat leidde tot een zeeniveau dat 10 tot 20 meter hoger lag dan wat we vandaag kennen.
• Tussen begin jaren 80 en 2006 liep de jaarlijkse concentratietoename van methaan (CH₄) terug van 16 ppb_v naar 0 ppb_v per jaar. Begin jaren 2000 zagen we zelfs enkele jaren een lichte daling. Ondertussen nemen de concentraties opnieuw toe met circa 9 ppb_v per jaar (zelfs 15 ppb_v in 2022). De redenen voor de hernieuwde stijging zijn verhoogde emissies uit waterrijk natuurland (o.a. moerassen) door de toegenomen neerslag in de tropen en van antropogene emissiebronnen te midden het noordelijk halfrond. Zo’n 60 % van de methaanemissies zijn van antropogene oorsprong (onder meer de winning en het gebruik van fossiele brandstoffen, veeteelt, rijstteelt en stortplaatsen).
• Slechts 40 % van de globale lachgasemissies (N₂O) is van antropogene oorsprong: vooral door gebruik van meststoffen en daarnaast ook bij industriële processen en bij de verbranding van biomassa. De toename in het laatste jaar (1,3 ppb_v) ligt wat boven de gemiddelde jaarlijkse stijging in de voorgaande 10 jaar (1,0 ppb_v/jaar).

Verstoring warmtebalans loopt verder op

• De eerste figuur geeft een overzicht van de toename van de atmosferische concentratie van de belangrijkste langlevende broeikasgassen samen sinds 1750, herrekend naar de overeenkomstige stralingsforcering in W/m². Hieruit blijkt een duidelijke versnelling sinds het begin van de jaren ’50 wanneer het energiegebruik sterk toenam en men stilaan CFK’s en aanverwante gassen (o.a. als koelmiddel en drijfgas) begon te gebruiken. De figuur maakt duidelijk dat de belangrijkste bijdrage aan de opwarming van de aarde komt van CO₂, maar dat ook de bijdrage van de andere gassen niet verwaarloosbaar is. De 3 belangrijkste broeikasgassen staan samen in voor bijna 89 % van de toename inzake stralingsforcering sinds het begin van de industrialisatie (1750): 63,9 % voor CO₂, 19,1 % voor CH₄ en 5,7 % voor N₂0. Zelfs na 1990, het referentiejaar voor het Kyoto-protocol, nam het gezamenlijke opwarmend effect van de voornaamste broeikasgassen in onze atmosfeer nog toe met 49 %. Hiervan is 79 % voor rekening van CO₂ zelf.
• Naast de gassen waarvan de emissies gereguleerd worden door het Kyoto-protocol van 1997 (CO₂, CH₄, N₂O, SF₆, PFK's en HFK's) spelen ook CFK's en HCFK's een niet te verwaarlozen rol in de warmtehuishouding van de atmosfeer. De uitstoot van die CFK's en HCFK's werd al aan banden gelegd via het Montreal-protocol van 1987 aangezien ze ook bijdragen aan de afbraak van de stratosferische ozonlaag. Het effect van emissiebeperkende maatregelen resulteert inmiddels in een afremming van de concentratietoename en voor enkele gassen zelfs al in een concentratiedaling. CFK-11 en CFK-12 zijn de twee belangrijkste gassen uit deze groep, en hun concentraties lopen terug sinds respectievelijk begin jaren 90 van vorige eeuw en sinds 2005. De concentraties van HCFK's en HFK's nemen daarentegen verder toe, ook al blijft hun bijdrage in de totale stralingsforcering nog beperkt.
• Omrekening van de stralingsforcering in de eerste figuur naar CO₂-eq leert dat de concentratie van de Kyoto-gassen tussen 1990 en 2022 is geëvolueerd van 402 ppm_v CO₂-eq naar 493 ppm_v CO₂-eq. Daarmee werd voor het vierde jaar op rij het plafond van 480 ppm_v CO₂-eq overschreden.

Andere stoffen spelen ook een rol in warmtehuishouding atmosfeer

• Troposferische ozon en aerosolen: ozon versterkt het broeikaseffect, terwijl de meeste aerosolen een afkoelend effect hebben. Door het luchtkwaliteitsbeleid los van het klimaatbeleid valt te verwachten dat de concentratie van aerosolen in de omgevingslucht zal afnemen, waardoor hun afkoelend effect zal dalen. In vergelijking met de stoffen die onder het Kyoto- en het Montreal-protocol vallen, hebben ozon en aerosolen een erg korte verblijftijd in de atmosfeer (vaak slechts enkele dagen of weken). Hun concentraties vertonen mondiaal grote verschillen en hun gemiddelde concentratie en effect op de stralingsbalans van de aarde kunnen maar met grote onzekerheid worden bepaald. Daarom zijn ze niet meegenomen in deze indicator.
• Waterdamp: levert eigenlijk de belangrijkste bijdrage aan het natuurlijk broeikaseffect, maar in tegenstelling tot de andere broeikasgassen is de directe invloed van de mens op de concentratie ervan minimaal en is de verblijftijd van watermoleculen in de atmosfeer veel korter dan die van de andere ('langlevende') broeikasgassen. Daarom wordt ook water(damp) buiten beschouwing gelaten bij de opvolging van deze indicator.

Meer informatie

• Doelstelling broeikasgasconcentraties bepaald door temperatuur.
• Klimaatportaal Vlaanderen: fijnmazige kaarten ondersteund door kerncijfers & grafieken per gemeente en heel Vlaanderen over de klimaattoestand (temperatuur, neerslag, verdamping, wind), de effecten ervan (hittestress, droogte, wijzigende grondwaterstanden, wateroverlast, overstromingen, zeespiegelstijging) en de gevolgen (getroffen personen, gebouwen, ecosystemen en landbouwteelten). En dit zowel voor het huidige klimaat als voor de mogelijke klimaatverandering tot 2100.
• Klimaatrapport 2015: Aan de hand van scenario’s worden de verwachtingen tot 2100 beschreven en antwoorden geformuleerd op vragen als: Welke gevolgen heeft de klimaatverandering voor Vlaanderen? En hoe kunnen we ons tijdig aanpassen om de effecten van klimaatverandering op te vangen?