Verdubbeling CO2-gehalte
Hierbij kijken we welke temperatuurstijging te verwachten is bij een verdubbeling van het CO2-gehalte van 350 ppmv tot 700 ppmv. De beginsituatie correspondeert met de CO2-concentraties in de jaren ’80 en de verdubbeling kan aan het einde van deze eeuw worden bereikt wanneer de CO2-uitstoot onverminderd door gaat, dan wel geholpen door natuurlijke feedbacks. Het levert een stralingsforcering op van 4,7 W/m2 aan de stratopauze. Het is overigens gebruikelijk dat de forcing aan de tropopauze wordt berekend.
(Het model moet daarom nog wel gecontroleerd worden daarvoor, aangezien literatuurforcings zijn gebruikt bij de calibratie).
De effectieve stralingstemperatuur van de aarde bedraagt 255 Kelvin. Zonder atmosfeer met broeikasgassen zou de gemiddelde temperatuur aan het aardoppervlak -18 °C bedragen (=255-273). Bij verdubbeling wordt er 4,7 W/m2 extra warmte vastgehouden die weer uit kan worden gestraald wanneer de temperatuur stijgt. Volgens de wet van Stefan-Boltzmann hoeft de temperatuur van aarde plus atmosfeer maar met 1,2 °C te stijgen om weer in evenwicht te raken. Dit lijkt maar weinig als je het vergelijkt met de IPCC prognoses.
Echter de stratosfeer speelt ook een belangrijke rol in de stralingshuishouding. De troposfeer en de bovenste laag van de aarde vormen, klimatologisch gezien, één geheel. Deze lucht verwisseld voortdurend van hoogte en heeft intensief contact met het aardoppervlak.
De stratosfeer staat daar los van een verkeert in zijn eigen evenwicht. De berekeningen leveren daar een afkoeling op bij toename van broeikasgassen, in dit geval wel 6-7 graden.
Hierdoor is er een terugval in totale uitstraling van de aarde waardoor de balans weer positief wordt. Er moet dus nog voor de stratosfeer worden gecompenseerd, waardoor de temperatuurstijging 2,3 °C bedraagt.
(Invalid img)
Hierboven de vergelijking van de temperatuurprofielen bij een verdubbeld CO2-gehalte. De troposfeer en tropopauze warmen op. De stratosfeer koelt af.
Quote selectie