Broeikaswerking van methaan ten opzichte van CO2

Discussie over klimaat en verandering daarvan, broeikaseffect, zeespiegelstijging, etc.
Plaats reactie
Bart
Berichten: 197
Lid geworden op: 31-12-2010
Contacteer:

Broeikaswerking van methaan ten opzichte van CO2

Bericht door Bart » 11-11-2015 13:10

(eerder geplaatst op het Verdiepingsforum van Weerwoord.be, maar daar komen vrijwel geen reacties. Misschien is er op dit forum iemand die er iets over kan zeggen?)

Een paar weken geleden liep ik tegen het volgende intrigerende probleem aan. Misschien kan iemand op dit forum me ermee helpen. Het gaat om de broeikaswerking van andere gassen dan CO2. Om de broeikaswerking van deze gassen te kunnen vergelijken met die van CO2 wordt gebruik gemaakt van 'CO2-equivalenten'. Maar daarbij speelt kennelijk niet alleen de actuele broeikaswerking, maar ook de te verwachten duur van de aanwezigheid in de atmosfeer. Wikipedia schrijft daar over:


schreef: Aangezien niet alle moleculen even lang in de atmosfeer blijven, is het aardopwarmingsvermogen meestal gedefinieerd over een periode van 100 jaar. Methaan heeft bijvoorbeeld een levensduur van ongeveer 10 jaar in de atmosfeer, en is in die periode per jaar ongeveer 300 keer sterker dan CO2 als broeikasgas. Gemiddeld over 100 jaar is methaan slechts 28 keer sterker.


Het gaat me hier om methaan: daar worden hier twee waardes (equivalenten) voor genoemd. De actuele broeikaswerking in een jaar is maar liefst 300 x die van C02. Omdat CH4 relatief snel weer verdwijnt is het effect van een emissie (zo vat ik het op) op de lange duur minder sterk: slechts 28 x.

Wat is dan op dit moment de bijdrage van methaan aan het broeikaseffect? De te verwachte levensduur is daarbij niet van belang, het gaat dan om de waarden die we nu meten. Wanneer we rekenen met een omrekeningsfactor van 300 wordt de belangrijkste oorzaak van de opwarming opeens anders: de bijdrage van methaan is dan groter dan die van CO2. Vergelijk:

Afbeelding

En vervolgens methaan. Rechts van de figuur heb ik de concentraties omgerekend in CO2-equivalenten, uitgaande van een factor 300.

Afbeelding

Het verloop doet denken aan de gemeten opwarming, inclusief 'hiatus'... maar misschien slaat mijn fantasie nu op hol.


De meetgegevens zijn afkomstig van Mauna Loa op Hawaii. De verdeling van de CH4 concentraties over de aardbol is erg ongelijk: op het noordelijk halfrond worden hogere concentraties gemeten dan op het zuidelijk halfrond. Het onderstaande plaatje komt van Climate4you, ik weet niet hoe dat gemeten of berekend is:

Afbeelding

Maak ik een denkfout? Of is de informatie van Wikipedia onjuist? Of is hier onvoldoende aandacht aan besteed? Meedenkers gevraagd, graag!
Laatst gewijzigd door Bart op 11-11-2015 13:12, 1 keer totaal gewijzigd.

Karel
Berichten: 3189
Lid geworden op: 31-07-1978

Re: Broeikaswerking van methaan ten opzichte van CO2

Bericht door Karel » 11-11-2015 14:57

De rol van Methaan is uitgewerkt door het IPCC. Rapportage in chapter 8 geeft antwoord op jouw vragen.http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/ Een plaatje uit dit rapport wat de recente stand van zaken van de stralingsforcering aangeeft:Afbeelding.
De mogelijke toekomst is in scenario's uitgewerkt door het IPCC.

Bart
Berichten: 197
Lid geworden op: 31-12-2010
Contacteer:

Re: Broeikaswerking van methaan ten opzichte van CO2

Bericht door Bart » 11-11-2015 15:49

Dank, Karel!
In hoofdstuk 8 komt inderdaad de Global Warming Potential (GWP) aan de orde. Maar ik zie nog niet direct het antwoord op mijn vraag: wat is op dit moment de bijdrage van CH4 aan de opwarming. In de onderstaande figuur uit hoodstuk 8 zien we de de CO2-equivalenten met een horizon van 10 jaar, 20 jaar en 100 jaar (emissies van 2008!). Bij de horizon van 10 jaar is te zien dat methaan al een grotere bijdrage levert dan CO2. Ik vraag me af hoe dat dan is met een horizon van 1 jaar. Of mag je er zo niet naar kijken?

Afbeelding

hetzelfde plaatje als link:
http://www.logboekweer.nl/Actueel/Chapter8_GWP.PNG
Laatst gewijzigd door Bart op 11-11-2015 15:55, 1 keer totaal gewijzigd.

Karel
Berichten: 3189
Lid geworden op: 31-07-1978

Re: Broeikaswerking van methaan ten opzichte van CO2

Bericht door Karel » 11-11-2015 19:07

De bijdrage aan de opwarming is voor mij niet de goede en betrouwbare maatstaf. De kennis van stralingsforcering is voldoende. Zie voor methaan daarvoor de figuur.

Edward
Berichten: 1856
Lid geworden op: 30-04-2010

Re: Broeikaswerking van methaan ten opzichte van CO2

Bericht door Edward » 11-11-2015 23:11

Ik ben (op dit moment nog?) niet een echte specialist, maar dit is wat ik ervan heb begrepen.

De GWP berekent de effecten van een uitstoot gelijk aan bijvoorbeeld 1 ppbv toename van bijvoorbeeld CO2 of CH4. Die uitstoot vindt plaats in een oneindig kort tijdsinterval. Het cumulatieve effect wordt berekend tot een tijdstip, de tijdsperiode van 20 of 100 of 500 jaar.

Stel dat er 1 ppbv toename van CH4 is en daarna neemt die niet meer toe. Deze 1 ppbv heeft over een bepaalde tijd een effect op het absorberen van langgolvig uitgaande straling. De totale energie is dan natuurlijk gelijk aan het product van de geabsorbeerde straling op een tijdsintervalletje en de intervalduur. Deze energie wordt berekend in het GWP. Na 50-60 jaar (met een verblijftijd van 10-12 jaar) is dit vrijwel geheel verdwenen (er is nog maar een paar tiende procent van die 1 ppbv over). Dan kun je bij benadering het effect van CH4 zien als uitgewerkt, er is (nagenoeg) geen invloed meer op de energiebalans.
Als er 1 ppbv toename is van CO2, is die pas na 500 jaar bijna weg, vanwege de langere verblijftijd. Het effect gaat nog lang door na die 50-60 jaar, op dat tijdstip is van de extra CO2 bijvoorbeeld nog 60 of 80% over.

Omdat de GWP een cumulatief effect geeft (tot op het tijdstip van 20, 100 of 500 jaar), heeft het weinig zin om dat van CO2 na 1 jaar te berekenen. Die van methaan is dan ook nog wat klein, maar groeit heel snel. Na enkele tientallen jaren is het effect uitgewerkt en neemt het cumulatieve effect over een periode niet meer toe. Het momentane effect van die 1 ppbv CO2 toename haalt op een bepaald moment het momentane van 1 ppbv CH4 toename in en het cumulatieve effect blijft nog lange tijd groeien.

Met andere woorden: voor een beeld van het huidige effect, moet je bedenken dat de huidige CH4 effecten bestaan uit 100% van de toename van vandaag plus 50% die van ca. 8 jaar geleden plus 25% die van ca. 16 jaar geleden etc. De huidige effecten van CO2 bestaan uit 100% van de toename van vandaag plus 95% die van ca. 8 jaar geleden plus 90% die van ca. 16 jaar geleden plus 85% van die van ca. 24 jaar geleden etc.

Uiteindelijk is na een paar honderd jaar (500 of 1000 jaar) de CO2 pas weg en dan is het zinnig de eindbalans op te maken of CO2 of CH4 veel effect heeft gehad. Voor het denken van ons mensen is het daarnaast zinnig naar kortere tijdsperiodes van bijvoorbeeld 20-50-100 jaar te kijken, mede doordat we pas rond 1850 begonnen met uitstoten van grote hoeveelheden broeikasgas en dit pas de laatste decennia nog verder is gegroeid. Ik hoop dat dit antwoord geeft op de vraag waarom het GWP over bijvoorbeeld 100 jaar wordt berekend.
Laatst gewijzigd door Edward op 11-11-2015 23:23, 1 keer totaal gewijzigd.

Oud-forumlid
Berichten: 514

Re: Broeikaswerking van methaan ten opzichte van CO2

Bericht door Oud-forumlid » 19-11-2015 18:41

Hier nog een (oude) weblog waarin het e.e.a. uit de doeken wordt gedaan:

De lange schaduw van de CO2 emissies

Mazzel & broge, Evert

Plaats reactie