Werkstuk: Klimaat
Logboek
Keuze onderwerp en vragen over onderwerp
De keuze van ons onderwerp is het klimaat, iets specifieker de klimaatveranderingen. Dit onderwerp hebben wij gekozen omdat het ons erg interessant leek. Dit is altijd een actueel onderwerp want er zijn altijd problemen met het klimaat. Wij vroegen ons met name af hoe klimaatveranderingen ontstaan en hoe dat door de jaren heen is veranderd. We wilden ook graag weten hoe groot nou eigenlijk het aandeel van de mens hierin was. Je hoort namelijk altijd van alles over het klimaat. Wij hebben in dit werkstuk onderzocht hoe dit nou allemaal in elkaar steekt: de geschiedenis, de invloeden en de toekomst van het klimaat; hoe ziet het klimaat er nou over 50 jaar uit? Is het echt zo slecht als de natuurwetenschappers ons voorspellen? Hoe kunnen we deze voorspellingen veranderen? Over deze drie onderwerpen gaat ons werkstuk.
Geraadpleegde bronnen
? Geschiedenis:
Bronnen voor dit hoofdstuk:
? Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, ?Weer en Klimaat; atmosfeer in verandering?, 1995.
? http://www.hetweer.org/hetwonderlijkeweer/index.htm
? http://www.nop.nl/
? http://www.knmi.nl/voorl/nieuws/klimaatveranderingeuropaongelijkmatig.htm
? http://www.falw.vu.nl/Nieuws/index.cfm?home_file.cfm?fileid=44543337-E4FA-4957-97C731CFED48CDB4&subsectionid=B931A1C5-EE57-4BB8-834162EDCFBA860A
? http://www.belspo.be/belspo/fedra/proj.asp?l=nl&COD=EV/01
? Bill Bryson, ?Een kleine geschiedenis van bijna alles?, 2004.
? Menselijke invloeden op het klimaat:
Bronnen voor dit hoofdstuk:
? http://www.ecn.nl/sf/products/emission_reduction/reductie.nl.html
? http://www.ghgonline.org/humaninfluencebig.htm
? http://www.stedelijkgymnasiumhaarlem.nl/alva
? http://www.stedelijkgymnasiumhaarlem.nl/alvak/Akpages/links.html#Milieu,%20het%20broeikaseffect
? http://www.john-daly.com/polar/arctic.htm
? http://www.hetweer.org/hetwonderlijkeweer/index.htm
? http://www.meteonet.nl/
? http://www.euronet.nl/users/e_wesker/meteo/clim-ned.html
? Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, ?Weer en Klimaat; atmosfeer in verandering?, 1995
? Wolters-Noordhoff Groningen, ?Pulsar-Chemie?, 2003.
? Natuurlijke invloeden op het klimaat:
Bronnen voor dit hoofdstuk:
? Bill Bryson, ?Een kleine geschiedenis van bijna alles?, 2004.
? Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, ?Weer en Klimaat; atmosfeer in verandering?, 1995.
? http://www.euronet.nl/users/e_wesker/meteo/clim-ned.html
? Toekomst:
Bronnen voor dit hoofdstuk:
? http://mediatheek.thinkquest.nl/~lla070/indexhtml.html
? http://www.ez.nl/content.jsp?objectid=29640
? Wolters-Noordhoff Groningen, ?Pulsar-Chemie?, 2003.
? Wolters-Noordhoff, ?Nectar; vwo bovenbouw; biologie deel 1?, 2004.
? Weetjes:
Bronnen voor de weetjes:
? http://www.kennislink.nl/upload/127418_391_1106844073629-ANW-antwoorden05_0405.pdf
? http://www.kennislink.nl/upload/125311_391_1103715653514-antwoorden04.pdf
? http://www.kennislink.nl/upload/124669_391_1102507040084-ANW2004_quiz04.pdf
? http://www.kennislink.nl/upload/121537_391_1098716186264-antwoorden02.pdf
? http://www.kennislink.nl/upload/118595_391_1097050004795-quiz02_2004.pdf
? Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, ?Weer een Klimaat; atmosfeer in verandering?, 1995
? http://www.hetweer.org/hetwonderlijkeweer/wetenswa.htm
Hoe verloopt de uitwerking van het werkplan
Datum Wat gedaan? Hoe lang(uren)
23 december Geori?nteerd, welk onderwerp 1.30
13 december Informatie gezocht op Internet, teksten doorgelezen. Misschien ander onderwerp dan klimaat want toch te breed. Gekozen voor onderwerp: Klimaatveranderingen 1.30
16 januari Informatie gezocht, taakverdeling gemaakt, werkplan gemaakt, Teksten doorlezen, boeken en tijdschriften in de bieb en mediatheek zoeken 1.30
20 januari informatie verzamelen, teksten doorlezen, bronnen verzamelen, overleg met leraar 1.30
22 januari Informatie verzamelen, teksten doorlezen 2.00
23 januari Informatie zoeken en verwerken voor verslag 1.45
29 januari Informatie zoeken en verwerken voor verslag, 2.00
30 januari Informatie verwerken 8.00
31 januari Verslag langzaam afwerken, lay-out etc, kost veel meer tijd dan we dachten 4.00
1 februari Afronden van titelpagina etc., lay-out 3.00
3 februari INLEVEREN
Er waren wel enkele knelpunten maar het is verder allemaal prima verlopen.
"Als je vind dat dijken duur zijn, probeer dan eens een overstroming."
?Wat staat ons de komende eeuw te wachten??
?Hoeveel Elfsteden Tochten in de 21 eeuw??
?Vanavond en vannacht blijft het bewolkt en valt er enige lichte regen. Het wordt niet kouder dan 3-6 graden.?
De zee van lucht waarin wij leven en bewegen,
waarin de bliksem uit de hemel wordt gesmeed en
de vruchtmaar makende regen condenseert,
kan voor de vurige natuurliefhebber nooit iets zijn
dat hem onberoerd laat en niet tot nadenken stemt.
Luke Howard (1774-1864)
k zwaai met mijn sikkel van vliegende hagel,
En maak de groene vlakten onder mij wit,
En dan laat ik het weer in regen verdwijnen,
En lach ik als ik met donder voorbijtrek.
Alles wat leeft waar schijnbaar niets kan leven, onder extreme hitte en koude, zon en wind, droogte en onverwachte wolkbreuken... getuigt van grootsheid en heldhaftigheid van alle vormen van leven. Ook van menselijk leven. Zelfs dat van ons.
Edward Abbey (1927-1989).
Inhoudsopgave
Doel van het onderzoek pag.
Werkwijze pag.
Resultaten
-Geschiedenis pag.
-Menselijke invloeden pag.
-Natuurlijke invloeden pag.
-Toekomst pag.
-Kennis van natuurwetenschappers
Weetjes pag.
Bijlage 1
Bijlage 2
Bijlage 3
Samenvatting pag.
Verklarende woordenlijst pag.
Bronvermelding (zie ook logboek) pag.
Nawoord pag.
Doel van het onderzoek
Het doel van ons onderzoek is om te vernemen wat nou eigenlijk klimaat is en hoe dit verandert door de jaren heen. Wij vroegen ons ook af wat nou de invloeden op het klimaat zijn en hoe er dit allemaal in de toekomst uit gaat zien, is dit nou echt zo, als voorspeld wordt. Dus:
*Wat is klimaat en hoe werkt het?
*Hoe ziet het klimaat er door de jaren heen uit?
*Wat zijn de invloeden op het klimaat?
*Wat zijn de plannen en hoe gaat het klimaat eruit zien in de toekomst?
Resultaten van het onderzoek
Geschiedenis
Wat is het klimaat?
Het klimaat is het gemiddelde weer van een bepaalde periode, een komen en gaan van koude tijden en warmere periodes. Dit wordt vaak vergeleken met andere landen of met bijvoorbeeld 30 jaar geleden. Zo was 140.000 jaar geleden Noord-Europa bedekt met een ijskap die zich tot aan de Utrechtse Heuvelrug uitstrekte. De zeespiegel lag zo'n 120 m onder het niveau nu. Kort daarna eindigde deze IJstijd waarbij de temperaturen opliepen. Daarna volgde een nieuwe IJstijd, die bijna 100.000 jaar duurde. Zo'n 18.000 jaar geleden begon een snelle opwarming naar de warmere periode waarin we nu leven.
Ook de afgelopen duizend jaar varieerde de temperatuur. Opvallend waren in Europa een aantal warmere zomers in de Middeleeuwen en het vaker voorkomen van koude winters in de vijftiende tot achttiende eeuw.
Hoe werkt het klimaat?
De aarde wordt verwarmd door de zon. Een deel van de zonnestraling wordt teruggekaatst; een ander deel wordt omgezet in warmte door . Broeikasgassen zoals waterdamp(H) en koolstofdioxide (CO2), zorgen ervoor dat een deel van de straling wordt vastgehouden en leggen zo een soort van deken om de aarde. Zonder de dampkring zou de aarde veel kouder zijn.
Blz 17
warmte transport
Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Wind en oceaanstromingen spelen een belangrijke rol bij de verdeling van de warmte over de aarde. Als deze warmtetransporten er niet zouden zijn, zou het temperatuurverschil tussen de tropen en de polen nog veel groter zijn dan nu.
Wat ook een belangrijke rol speelt is de rotatie van de aarde. De zon schijnt namelijk op sommige plekken op de aarde meer dan op andere plekken.
Er zijn natuurlijk nog veel meer invloeden waardoor het klimaat veroorzaakt wordt. Die behandelen we later nog.
IJstijden
Plaatje blz 66
De belangrijkste ijstijden in de geschiedenis van de aarde
Bron:Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Precarbium
De oudste gesteenten die gevonden zijn, zijn ongeveer 4,2 miljard jaar oud. Deze komen van een oceaanbodem. Na onderzoek bleek dat er in het Precarbium vloeibaar water was. Dit betekent dat toen de gemiddelde temperatuur op aarde boven de nul graden was. Van de periode hiervoor zullen we waarschijnlijk nooit iets te weten komen, wel kunnen we zeggen dat er altijd water is geweest en er sprake is geweest van een soort atmosfeer.
Omdat er kalksteen is, dat bestaat uit CaCo3 kunnen we zeggen dat de vroege atmosfeer al CO2 bevatte.
De ondergrens van de temperatuur op aarde in het Precarbium is af te leiden van het vriespunt van het water. De bovengrens is minder makkelijk af te leiden. Deze lag waarschijnlijk wel onder het kookpunt. Dit is bepaald door fossielen en tillieten. Tillieten zijn gesteenten die door gletsjers worden afgezet wanneer deze zich uitbreiden en weer terugtrekken. Deze gesteenten ontstaan alleen onder bepaalde omstandigheden en binnen een bepaald temperatuurbereik. De gemiddelde temperatuur lag rond de zeven graden Celsius
Grafiek blz 65
De temperatuurgrenzen aan het aardoppervlak sinds het ontstaan van de aarde. De bovengrens wordt bepaald aan de hand van het voorkomen van diverse levensvormen
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
In de loop van de tijd zijn de continenten gevormd en verschoven, de oceanen in grootte veranderd, poolkappen zijn aangegroeid en gesmolten, wat ervoor zorgde dat de weerkaatsing van zonlicht door de aarde ook steeds veranderde.
Paleozo?cum
Na het Precambrium werd het duidelijk warmer en bleef het de volgende 300 miljoen jaar behoorlijk warm. Dit tijdperk, van 570 tot 245 miljoen jaar geleden, is het Paleozo?cum. Aanwijzingen voor een korte ijstijd zijn te vinden in de rotsformaties van de Sahara.
In de volgende periode, het Carboon, daalde de temperatuur, met als dieptepunt de lange permo-carbonische ijstijd van 330 tot 245 miljoen jaar geleden. Deze viel samen met het ontstaan van het supercontinent Pangea, toen alle landmassa's bij elkaar kwamen en zich uitstrekten van pool tot pool. Het huidige Antartica, Australi? en India lagen op hoge breedten en er vormden zich daar veel gletsjers.
Mesozoicum
In deze periode was het relatief warm. Dit was het tijdperk van de dinosauri?rs. Pangea viel uiteen in twee enorme landmassa's. Bijna niet gehinderd door verspreide landmassa?s dan nu, konden zeestromen gemakkelijk warmte vanaf de evenaar naar de polen transporteren, waardoor er bijna geen temperatuurverschillen waren. Door de continentale drift ontstond er een verandering van de geografie en er zijn aanwijzingen voor enige schommelingen in het klimaat tijdens dit tijdperk. Aan het eind was er misschien een plotselinge, korte afkoeling die ongeveer samenviel met het uitsterven van de dinosauri?rs.
Kenozo?cum
Het Kenozo?cum is de laatste 65 miljoen jaar van de aardgeschiedenis. De aarde koelde af, maar niet voortdurend. Er waren behoorlijk stabiele periodes, onderbroken door een snellere afkoeling ongeveer 50 en 38 miljoen jaar geleden. Een verdere afkoeling ongeveer 15 miljoen jaar geleden leidde tot de vorming van berggletsjers op het noordelijk halfrond en van de Antarctische ijskap.
De tweede periode van het Kenozo?cum is het Kwartair, dat 1,6 miljoen jaar geleden begon en tot op nu doorloopt. Deze periode begon in het Pleistoceen, dat zeven ijstijden telde, waarbij op het hoogtepunt 32% van de aarde bedekt was met ijs. De meest recente ijstijd bereikte zijn hoogtepunt ongeveer 18.000 jaar geleden. IJskappen van soms wel 3 km dik bedekken heel Noord-Amerika en heel Scandinavi?. Ze strekten zich uit tot halverwege Engeland en de Oeral. Op het zuidelijk halfrond waren een groot deel van Nieuw-Zeeland en Argentini? met ijs bedekt. Ook de Snowy Mountains in Australi? en de Drakensbergen in Zuid-Afrika waren bedekt met ijs. Maar ongeveer 12.000 jaar geleden begon er een opvallende opwarming en 7.000 jaar geleden waren de Noord-Amerikaanse en Scandinavische ijskappen gesmolten. De zeespiegel steeg en de kustlijnen van de continenten kregen geleidelijk hun huidige vorm.
Grafiekjes blz 86
Het temperatuurverloop op diverse tijdschalen. Aan de rechterkant staat de marge waarbinnen de temperatuur varieerde. De zwarte vlakken geven telkens de grafiek meteen erboven weer. Deze info is verzameld dmv meetapparatuur, historische bronnen, pollen en alpiene-analyse en marien plankton
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995.
Zon
Op een korte periode na, direct na het ontstaan van een ster, heeft een ster als de zon in het begin een kleinere helderheid, die met de leeftijd groeit. Vroeger ontving de aarde dus minder straling dan nu. Volgens berekeningen was de temperatuur tussen de 10 en 15?C lager dan nu, maar volgens de geologische gegevens is de aardtemperatuur veelal vergelijkbaar geweest met die van nu. Onderzoekers houden zich er erg mee bezig hoe een minder heldere zon toch voor zo?n hoge temperatuur op aarde kan zorgen.Misschien heeft de zon, net als vergelijkbare sterren, tijdens haar evolutie een aanzienlijke hoeveelheid massa verloren met een grotere helderheid als gevolg daarvan. Er zijn nog maar weinig gegevens die het model van massaverlies van de zon ondersteunen.
Tot nu
Wij leven nu in het Holoceen, een warme periode die 10.000 jaar geleden begon. Maar het is mogelijk dat we alleen in een interglaciale periode leven die uitloopt op een ijstijd.
Na al deze veranderingen is het klimaat niet meer drastisch veranderd. Alleen de laatste decennia van de 20e eeuw is het klimaat erg veranderd. Zo was het afgelopen decennia 0,7 graden warmer dan aan het begin van de 20e eeuw. Dit kan je zien aan de hand van de volgende foto?s van gletsjers.
De Morteratsch in Zwitserland
1911 2001
De Gepatschferner in Oostenrijk
2002
1904
Twee gletsjers: Niet herkenbaar na 100 jaar
Bron:http://www.faz.net/s/Rub9FAE69CECEA948EAAFE2806B54BF78AA/Doc%7EEDD9B8A237D5840DA818C1F0C899FCC8B%7EATpl%7EEcommon%7ESspezial.html
Vergelijking met Venus en Mars
In de laatste vijfentwintig jaar hebben we een steeds beter beeld gekregen van Venus en Mars. De samenstelling van deze planeten is erg anders in vergelijking met die van de aarde. Toch lijken deze twee planeten het meest op de aarde
Op Venus kwamen na het ontstaan van de planeten gassen via vulkanische activiteit uit het binnenste. Deze gassen bestonden met name uit CO2 en SO2. Deze gassen absorberen vooral straling uit het infrarode gebied van het spectrum. Als broeikasgassen zorgden ze door de adsorptie van deze warmtestraling voor een extreem hoge temperatuur op Venus.
Op Mars werden de hoeveelheden CO2 en H2O in de atmosfeer nooit groot genoeg om een broeikas te vormen. Hierdoor bleef de planeet te koud om erop te kunnen leven. Toch is er waarschijnlijk water geweest op de planeet(zie bijlage 2)
De aarde is perfect voor de vorm van leven die we nu kennen. Deze heeft daar dus het beste klimaat voor.
Vergelijking Venus, Mars en Aarde
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Menselijke invloeden
Mensen zorgen ook voor een behoorlijke beinvloeding van het klimaat. Daar gaat deze paragraaf over
De atmosfeer bevat een aantal broeikasgassen. Zonder deze gassen zou de aarde een koude planeet zijn: Het zou dan gemiddeld maar -18?C zijn. Deze broeikasgassen zorgen voor het broeikaseffect. Doordat er steeds meer gassen in de lucht komen die als een soort deken de warmte van de zon vasthouden, stijgt de temperatuur op aarde.
De belangrijkste broeikasgassen zijn:
? CO2, deels natuurlijk (biomassa ontbinding, vulkanisme), deels door menselijke activiteit (verbranden van fossiele brandstof en hout)
? Methaan, deels natuurlijk (biomassa ontbinding), deels door menselijke activiteiten (lekken in gasvelden en leidingen, rijstvelden, veeteelt)
? Lachgas (N2O), deels door menselijke activiteit (ontleding van nitraat kunstmest, verbrandingsprocessen)
? CFK's, gemaakt door mensen, veroorzaken afbraak van de ozon laag in de onderkant van de stratosfeer; worden thans uit gebruik genomen.
? H20, met name uit oceanen
Blz 37
Het broeikaseffect
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
We behandelen behalve deze door de mens veroorzaakte broeikaseffecten ook andere invloeden die door de mens veroorzaakt worden.
Brandstoffen
Mensen hebben een grote invloed op het klimaat in vergelijking met vroeger want na de industrialisatie is hier flink verandering in gekomen. De vraag naar metalen nam toe en alles werd gemechaniseerd. Met name de verbranding van steenkool(CO2) zorgde toen voor het eerst voor luchtvervuiling. Nu is steenkool nog steeds een van de meest verontreinigende stoffen. Tot 1900 was het verbruik van aardolie verwaarloosbaar. In 1975 was verbranding van aardgas voor het eerst een grotere bron CO2 dan steenkool. Daarna is aardgas de belangrijkste fossiele brandstoffen.
Grafiek blz 95
Het mondiale verbruik van steenkool, olie en aardgas van 1860 tot 1980, in petagrammen(10 tot de 15e gr) koolstof per jaar
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Lachgas(N2O)
De emissie van N2O (lachgas) door de salpeterzuurindustrie levert een belangrijke bijdrage aan de emissies van broeikasgassen in Nederland. E?n molecule N2O draagt 310-maal zoveel bij aan het broeikaseffect als CO2. In totaal is lachgas verantwoordelijk voor ca. 10% van de broeikasgasemissies wereldwijd. In de EU is bijna een kwart van de lachgasemissies afkomstig uit de industrie, voor het overgrote deel de productie van salpeterzuur (een grondstof voor kunstmest). In Nederland is de salpeterzuurindustrie zelfs verantwoordelijk voor de helft van de N2O-emissies. Verwijdering van de totale N2O emissie van de 6 Nederlandse salpeterzuurfabrieken staat gelijk aan een emissiereductie van 6 Mton CO2-equivalenten. Dit zou een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan het doel dat Nederland zich in het kader van het Kyoto-
protocol gesteld heeft (ca. 40 Mton CO2-equivalent minder emissie in 2002).
Bron tekst: http://www.ecn.nl/sf/products/emission_reduction/reductie.nl.html
Methaan(CH4)
Methaan zorgt ook voor het broeikaseffect. Dit zorgt weer voor zure regen. Methaanbronnen zijn lekkende aardgasleidingen, steenkoolmijnen, vuilnishopen en moerassen. Ook het vee zorgt voor ongeveer 15% van de totale uitstoot van methaan in de atmosfeer Tijdens het verteringsproces komt er namelijk methaan vrij bij koeien en ander vee
De landbouw zorgt het meest voor N2O uitstoot
bron www.ecn.nl/sf/products/emission_reduction/reductie.nl.html
Grafiek blz 98
Concentratie Methaan gedurende laatste millennium
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Grafiek stijging N20, CH4 en CO2
Bron:http://www.ghgonline.org/humaninfluence.htm
Landbouw; roofbouw?
Ook de landbouw levert een bijdrage aan de toename van het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer. Zo wordt er in veel landen nog gebruik gemaakt van ontbossing voor roofbouw. De vernietiging van tropische regenwouden heeft grote invloed op het plaatselijke klimaat bijvoorbeeld hogere temperaturen overdag en lagere 's nachts. Maar onderzoeken duiden erop dat er weinig gevolgen wereldwijd zijn. De kale grond weerkaatst meer zon, wat een afkoelingseffect op het wereldklimaat kan hebben. Tegelijkertijd zijn er minder bomen die waterdamp de lucht in pompen, wat daardoor zorgt voor minder wolken en regen. Als er geen wolken zijn zorgt dat voor opwarming en heft dat de grotere warmtereflectie op. Ook komt er veel CO2 vrij door het verbranden.
Wat raar is, is dat het kappen van de bossen in het noorden van Canada en Siberi? grotere gevolgen kan hebben vanwege het effect van bomen in met sneeuw bedekte gebieden. Besneeuwde gebieden zonder bomen weerkaatsen meer dan twee derde van het zonlicht dat erop valt, terwijl beboste sneeuwgebieden maar de helft van de zonnestralen weerkaatsen. Een computermodel waarin alle bossen boven 45? noorderbreedte worden vervangen door kale grond, voorspelt een behoorlijke afkoeling. Op 60? noorderbreedte zou de temperatuurdaling in april naar schatting 12? Celsius zijn.
Natuurwetenschappers denken dat minstens een deel van de wereldwijde afkoeling in de afgelopen 5.000 jaar komt door ontbossing.
Stad
Het weer in grote steden verschilt erg van dat op het platteland. Zo rijden hier bijvoorbeeld veel meer auto?s die CO2 uitstoten. Gebouwen en wegen absorberen veel zonlicht en slaan de warmte op, en bijv. industrie?n en airconditioning produceren warmte. Daarom is het in de stad warmer dan daarbuiten, vooral tijdens heldere nachten wanneer de temperatuur in het centrum van een miljoenenstad ( bijv. Parijs) wel 10? Celsius hoger kan zijn dan op het platteland.
temperatuur Parijs en platteland
Bron: http://www.hetweer.org/hetwonderlijkeweer/de7.htm
Door de extra warmte stijgt er boven steden meer lucht op, wat samen met de smog en het stof voor meer wolken zorgt zodat er 5 tot 10% meer regen kan vallen, bijv. zwaardere onweersbuien in de zomer. Omdat de regen snel van asfalt en beton afloopt, is de kans op overstromingen in steden groter.
Wolkenkrabbers kunnen windtunnels vormen, maar een grote groep gebouwen vormt een ongelijke barri?re waardoor de gemiddelde windsnelheid op de grond lager is. Hierdoor ontstaat 's zomers fotochemische smog en is 's winters de kans op mist groter. De smog in combinatie met de hogere temperatuur zorgt er voor dat hittegolven moeilijker te verdragen zijn.
Zure regen
Door menselijke activiteiten is de samenstelling van het regenwater veranderd. Regen hoort zuur te zijn, maar de laatste tijd is de zuurtegraad in delen van Europa en Noord-Amerika tien keer zo hoog als normaal. Door deze zure regen worden watervoorraden vervuild, krijgt de bodem niet zijn benodigde voedingsstoffen, worden het bos en de oogst beschadigd en planten en dieren vergiftigd.
Zure regen is het directe gevolg van het gebruik van fossiele brandstoffen. Auto's en fabrieken stoten zwavel en stikstofoxiden uit, die onder invloed van zonlicht sulfaten en nitraten vormen. Als er in wolken waterdamp ontstaat, reageert dit tot zwavelzuur en salpeterzuur. Dit komt in de vorm van zure regen op de grond terecht.
De uitstoot van zwavel wordt dus vooral door mensen veroorzaakt. Dit is ongeveer 70 teragram per jaar, die bijna helemaal bestaat uit zwaveldioxide.
Stukje over zure regen
Zure regen
Bron: ?Weerslag van neerslag?, tijdschrift Greenpeace, jaargang 3, 2-12-2003
Plaatje blz 56
De atmosferische zwavelkringloop. De hoeveelheden zijn gegeven in teragram per jaar.
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
CFK?s
Ozon is een gas dat de schadelijke ultraviolette (UV) straling van de zon tegenhoudt. Zonder de beschermende ozonlaag zou het leven op aarde niet mogelijk zijn. De afbraak van de ozonlaag gebeurt vooral door bepaalde gassen. Naast CFK's (freonen of chloor fluor koolwaterstoffen, ook wel 'harde cfk's' genoemd) zijn er HCFK's (hydro chloor fluor koolwaterstoffen, ook wel 'zachte CFK's' genoemd) en halonen (broom fluor koolwaterstoffen). De halonen zijn het meest schadelijk, maar de hoeveelheid CFK's is veel groter. Deze CFK's hebben gaan niet snel kapot, en zijn pas slecht pas jaren nadat ze in de lucht terechtkomen zijn. Ook HCFK's tasten de ozonlaag aan. Ze zijn wel wat minder schadelijk dan CFK's, maar beginnen veel sneller te werken. CFK?s zitten vooral in koelkasten en spuitbussen.
De bekendste CFK?s
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Alles bij elkaar
Dit is de totale verandering van het kilmaat in 2000 in vergelijking met 1750. Zoals je hierop kunt zien, zijn er zowel menselijke als natuurlijke invloeden beschreven die gezorgd hebben voor een warmer of kouder klimaat bijvoorbeeld minerale en andere stoffen die opstijgen en zo zorgen voor een stijging/afkoeling. Het meest is al beschreven en logisch te verklaren. Het interessantst is natuurlijk de zon. We gaan op een aantal zaken even dieper op in. Bron: http://www.ghgonline.org/humaninfluence.htmHet aardoppervlak kan worden gezien als de interface tussen de aarde en de atmosfeer. Het ruimtegebruik (en de veranderingen daarin) heeft een grote invloed op de uitwisseling van energie, water, kooldioxide en andere gassen tussen het aardoppervlak en de atmosfeer.Bron tekst: http://www.alterra.wur.nl/NL/cwk/thema8.htm
Het klimaat is uiteraard sterk afhankelijk van de hoeveelheid zonne-energie er door de Aarde wordt (op)gevangen. De zon vertoont kleine variaties (0.05 - 0.1%) in haar energie productie. Zij straalt iets meer energie uit als ze actief is (zonnevlekken maximum, zoals tijdens 2000). Zo is het opvallend dat tijdens het hoogtepunt van de "kleine ijstijd" in de 17e eeuw er vrijwel geen zonnevlekken zijn waargenomen. Gebaseerd op enkele studies aangehaald in het IPCC rapport "climate change 1995" komt men tot de conclusie dat sterren als de zon ongeveer 0.2 tot 0.6% minder energie uitstralen als zonnevlekken afwezig zijn. Mogelijk heeft dit dus een (belangrijke) rol gespeeld tijdens deze periode.In het IPCC rapport "climate change 2001" wordt de toename van de helderheid van de zon vanaf 1750 geschat op 0.04 tot 0.2%Bron tekst: http://www.euronet.nl/users/e_wesker/meteo/clim-ned.htmlHoe komen natuurwetenschappers aan al deze kennis?Natuurwetenschappers bestuderen ijskappen en veenpaketten om de ouderdom te bepalen. De ijskappen - voornamelijk op Groenland en Antarctica worden daarvoor gebruikt. Het zijn vooral de isotopen van water die de klimaatinformatie bevatten. In de veenpakketten onderzoeken wetenschappers de plantenresten die informatie over het klimaat geven en waarvan de ouderdom door de C14-methode wordt bepaald. Uit het onderzoek blijkt dat het klimaat in het verleden erg veranderlijk was. Ook boringen, ijsboringen en mariene sedimenten(bijv. fossielen) dragen bij aan het onderzoek naar verandering van het klimaat. Hier staan nog wat voorbeelden van onderzoek1) het testen van moleculaire merkers op basis van rDNA voor paleo-ecologische reconstructie.2) calibratie datasets van fossiliseerbare protisten en biomoleculen die de huidige variabiliteit in milieukarakteristieken reflecteren in contrasterende maritieme en continentale milieus.3) De constructie en validatie van inferentiemodellen en indices om milieucondities te reconstrueren op basis van microfossielen en biomoleculen.4) De toepassing van de verschillende biologische proxies in de analyse van sedimentboringen van kustmeren in continentaal en maritiem Antarctica.5) De ge?ntegreerde analyse van verschillende biologische, fysische en chemische proxies en in de formulering van regionale reconstructies van klimaatveranderingen in Antarctica gedurende de laatste 30.000 jaar.Nog enkele voorbeelden van onderzoekBron tekst: http://www.belspo.be/belspo/fedra/proj.asp?l=nl&COD=EV/01Door deze onderzoekingen kunnen natuurwetenschappers de ouderdom bepalen en door boringen de verandering in vergelijking met de bovengrond. Dit is zeer allemaal zeer essentieel om de toekomst te bepalen en vergelijkingen maken met nu en vroeger.De natuurwetenschappers onderzoeken planeten met sondes bijvoorbeeld de Huygenssonde(zie bijlage 1) en zo kunnen ze deze planeten vergelijken met andere planetenNatuurwetenschappers bedenken vaak theorie?n en zoeken relaties tussen dingen en kunnen op deze manieren nagaan of die kloppen. Natuuwetenschappers doen voorspellingen door middel van satellieten. Zo kunnen ze de vervuiling aandachtig bestuderen. Ook vergelijken ze het met andere landen en merken zo of het toegenomen is.Zo maken ze ook grafieken. Zo kunnen ze zien door middel van monsters dat er na/tijdens de Industriele Revolutie een enorme stijging was van CO2. Stel dat er een stijging is dan gaan ze bedenken hoe dat komt. Is er een natuurramp of iets anders geweest. Zo niet dan gaan ze kijken bij menselijke invloeden. Er was toen in dat jaar bijvoorbeeld een stijging van het autogebruik. Zo kunnen ze stellen dat het een menselijke invloed is en dan door te vergelijken met andere jaren kunnen ze zeggen hoe groot die invloed van bijvoorbeeld dat jaar was.Door middel van verschillende cijfers, grafieken en tabellen kunnen ze ook de toekomst voorspellen. Als de autoverkoop zo door blijft gaan dan zal er zo?n grote stijging zijn bijvoorbeeld. Zo komen natuurwetenschappers aan hun kennis en hetgene wat ze ermee doen is bijv de toekomst voorspellen.Bijlage 1 Huygenssonde werkt na landing op maan Titan
ROTTERDAM, 14 jan. De Europese Huygenssonde is vanmiddag geland op Titan, de grootste maan van Saturnus. In de VS is een rechtstreeks signaal van Huygens opgevangen, wat betekent dat de instrumenten van de sonde na penetratie van Titans dampkring werken. Ruimtevaartorganisatie ESA verwacht vanavond de eerste beelden vrij te geven.Bron: Volkskrant, 14-01-2005, pagina 1
Bijlage 2 NASA: er heeft water op Mars gestroomd
Door onze redactie wetenschap
ROTTERDAM, 3 MAART. De Marsonderzoeker `Opportunity' heeft overtuigend aangetoond dat er lang geleden water over het Marsoppervlak stroomde. Dat is gisteren bekendgemaakt op een persconferentie in het NASA-hoofdkwartier in Washington. De aanwijzingen voor water zijn de meest directe die tot nu toe werden verzameld en bevestigen het al langer bestaande sterke vermoeden dat er water op Mars moet hebben gestroomd.
De `Opportunity' landde op 24 januari op Mars, drie weken na de identieke `Spirit'. De Opportunity kwam tot stilstand binnen een kleine inslagkrater die er meteen al gunstig uitzag voor het aantonen van watersporen, het primaire doel van de Marsmissies.
Zowel de fysisch-chemische analyses van de mineralen die de Opportunity wist te onderzoeken als de detailopnames van de textuur van het omringende gesteente wijzen op aanwezigheid van water. De zogenoemde APXS-spectrometer maakt aannemelijk dat zwavel aanwezig is in de vorm van sulfaten van ijzer of magnesium. Ook zou de aanwezigheid van chloride en bromide waarschijnlijk zijn. De M?ssbauer-spectrometer, speciaal bedoeld voor het analyseren van ijzerverbindingen, toonde `jarosiet' aan, een ijzersulfaat met kristalwater. Al v??r de landingen hadden wetenschappers uitgesproken dat dit soort waarnemingen de - historische - aanwezigheid van water kon bevestigen.
De `microscopic imager', een soort sterke loep, voegde er tal van haarscherpe, intrigerende opnames aan toe van mineralogische groeisels, uitstulpingen en littekens die karakteristiek worden genoemd voor de neerslag van zouten die uit hete, waterige oplossingen neerslaan.
Maar nog steeds is geen helder antwoord gegeven op de vraag wanneer en waarom het water, dat ooit zo rijkelijk vloeide, verdween en of er ook nu nog ergens vloeibaar water is.
Bron: NRC Handelsblad, 03-03-2004, pagina 4Verklarende woordenlijstGeschiedenis:-Interglaciaal: Een relatief warme periode waarin de landijskappen in omvang afnemen
-Continentale drift: Miljoenen jaren geleden vormden de continenten samen ??n super continent wat Pangea heet. Pangea werd omgeven door een oeroceaan die Pantalassa wordt genoemd. Deze gedachten (theorie) staat bekent als de continentale drift.
Natuurlijke nvloeden
-Precessie: De hoek van de rotatie-as van de tolbeweging
-Fumarolen: Bronnen waaruit heet waar en gassen ontsnappen
Nawoord
Wij vonden het heel erg leuk om dit werkstuk te doen. We hebben er zeer veer van geleerd. We weten nu waarom het klimaat zo belangrijk is en waarom het dagelijks in het nieuws is. Ook waarom er dus daarvoor afspraken gemaakt worden. We hebben de lay-out werkzaamheden erg onderschat want dat duurde toch wat langer dan we hadden gedacht voor de rest is alles goed verlopen.
Keuze onderwerp en vragen over onderwerp
De keuze van ons onderwerp is het klimaat, iets specifieker de klimaatveranderingen. Dit onderwerp hebben wij gekozen omdat het ons erg interessant leek. Dit is altijd een actueel onderwerp want er zijn altijd problemen met het klimaat. Wij vroegen ons met name af hoe klimaatveranderingen ontstaan en hoe dat door de jaren heen is veranderd. We wilden ook graag weten hoe groot nou eigenlijk het aandeel van de mens hierin was. Je hoort namelijk altijd van alles over het klimaat. Wij hebben in dit werkstuk onderzocht hoe dit nou allemaal in elkaar steekt: de geschiedenis, de invloeden en de toekomst van het klimaat; hoe ziet het klimaat er nou over 50 jaar uit? Is het echt zo slecht als de natuurwetenschappers ons voorspellen? Hoe kunnen we deze voorspellingen veranderen? Over deze drie onderwerpen gaat ons werkstuk.
Geraadpleegde bronnen
? Geschiedenis:
Bronnen voor dit hoofdstuk:
? Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, ?Weer en Klimaat; atmosfeer in verandering?, 1995.
? http://www.hetweer.org/hetwonderlijkeweer/index.htm
? http://www.nop.nl/
? http://www.knmi.nl/voorl/nieuws/klimaatveranderingeuropaongelijkmatig.htm
? http://www.falw.vu.nl/Nieuws/index.cfm?home_file.cfm?fileid=44543337-E4FA-4957-97C731CFED48CDB4&subsectionid=B931A1C5-EE57-4BB8-834162EDCFBA860A
? http://www.belspo.be/belspo/fedra/proj.asp?l=nl&COD=EV/01
? Bill Bryson, ?Een kleine geschiedenis van bijna alles?, 2004.
? Menselijke invloeden op het klimaat:
Bronnen voor dit hoofdstuk:
? http://www.ecn.nl/sf/products/emission_reduction/reductie.nl.html
? http://www.ghgonline.org/humaninfluencebig.htm
? http://www.stedelijkgymnasiumhaarlem.nl/alva
? http://www.stedelijkgymnasiumhaarlem.nl/alvak/Akpages/links.html#Milieu,%20het%20broeikaseffect
? http://www.john-daly.com/polar/arctic.htm
? http://www.hetweer.org/hetwonderlijkeweer/index.htm
? http://www.meteonet.nl/
? http://www.euronet.nl/users/e_wesker/meteo/clim-ned.html
? Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, ?Weer en Klimaat; atmosfeer in verandering?, 1995
? Wolters-Noordhoff Groningen, ?Pulsar-Chemie?, 2003.
? Natuurlijke invloeden op het klimaat:
Bronnen voor dit hoofdstuk:
? Bill Bryson, ?Een kleine geschiedenis van bijna alles?, 2004.
? Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, ?Weer en Klimaat; atmosfeer in verandering?, 1995.
? http://www.euronet.nl/users/e_wesker/meteo/clim-ned.html
? Toekomst:
Bronnen voor dit hoofdstuk:
? http://mediatheek.thinkquest.nl/~lla070/indexhtml.html
? http://www.ez.nl/content.jsp?objectid=29640
? Wolters-Noordhoff Groningen, ?Pulsar-Chemie?, 2003.
? Wolters-Noordhoff, ?Nectar; vwo bovenbouw; biologie deel 1?, 2004.
? Weetjes:
Bronnen voor de weetjes:
? http://www.kennislink.nl/upload/127418_391_1106844073629-ANW-antwoorden05_0405.pdf
? http://www.kennislink.nl/upload/125311_391_1103715653514-antwoorden04.pdf
? http://www.kennislink.nl/upload/124669_391_1102507040084-ANW2004_quiz04.pdf
? http://www.kennislink.nl/upload/121537_391_1098716186264-antwoorden02.pdf
? http://www.kennislink.nl/upload/118595_391_1097050004795-quiz02_2004.pdf
? Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, ?Weer een Klimaat; atmosfeer in verandering?, 1995
? http://www.hetweer.org/hetwonderlijkeweer/wetenswa.htm
Hoe verloopt de uitwerking van het werkplan
Datum Wat gedaan? Hoe lang(uren)
23 december Geori?nteerd, welk onderwerp 1.30
13 december Informatie gezocht op Internet, teksten doorgelezen. Misschien ander onderwerp dan klimaat want toch te breed. Gekozen voor onderwerp: Klimaatveranderingen 1.30
16 januari Informatie gezocht, taakverdeling gemaakt, werkplan gemaakt, Teksten doorlezen, boeken en tijdschriften in de bieb en mediatheek zoeken 1.30
20 januari informatie verzamelen, teksten doorlezen, bronnen verzamelen, overleg met leraar 1.30
22 januari Informatie verzamelen, teksten doorlezen 2.00
23 januari Informatie zoeken en verwerken voor verslag 1.45
29 januari Informatie zoeken en verwerken voor verslag, 2.00
30 januari Informatie verwerken 8.00
31 januari Verslag langzaam afwerken, lay-out etc, kost veel meer tijd dan we dachten 4.00
1 februari Afronden van titelpagina etc., lay-out 3.00
3 februari INLEVEREN
Er waren wel enkele knelpunten maar het is verder allemaal prima verlopen.
"Als je vind dat dijken duur zijn, probeer dan eens een overstroming."
?Wat staat ons de komende eeuw te wachten??
?Hoeveel Elfsteden Tochten in de 21 eeuw??
?Vanavond en vannacht blijft het bewolkt en valt er enige lichte regen. Het wordt niet kouder dan 3-6 graden.?
De zee van lucht waarin wij leven en bewegen,
waarin de bliksem uit de hemel wordt gesmeed en
de vruchtmaar makende regen condenseert,
kan voor de vurige natuurliefhebber nooit iets zijn
dat hem onberoerd laat en niet tot nadenken stemt.
Luke Howard (1774-1864)
k zwaai met mijn sikkel van vliegende hagel,
En maak de groene vlakten onder mij wit,
En dan laat ik het weer in regen verdwijnen,
En lach ik als ik met donder voorbijtrek.
Alles wat leeft waar schijnbaar niets kan leven, onder extreme hitte en koude, zon en wind, droogte en onverwachte wolkbreuken... getuigt van grootsheid en heldhaftigheid van alle vormen van leven. Ook van menselijk leven. Zelfs dat van ons.
Edward Abbey (1927-1989).
Inhoudsopgave
Doel van het onderzoek pag.
Werkwijze pag.
Resultaten
-Geschiedenis pag.
-Menselijke invloeden pag.
-Natuurlijke invloeden pag.
-Toekomst pag.
-Kennis van natuurwetenschappers
Weetjes pag.
Bijlage 1
Bijlage 2
Bijlage 3
Samenvatting pag.
Verklarende woordenlijst pag.
Bronvermelding (zie ook logboek) pag.
Nawoord pag.
Doel van het onderzoek
Het doel van ons onderzoek is om te vernemen wat nou eigenlijk klimaat is en hoe dit verandert door de jaren heen. Wij vroegen ons ook af wat nou de invloeden op het klimaat zijn en hoe er dit allemaal in de toekomst uit gaat zien, is dit nou echt zo, als voorspeld wordt. Dus:
*Wat is klimaat en hoe werkt het?
*Hoe ziet het klimaat er door de jaren heen uit?
*Wat zijn de invloeden op het klimaat?
*Wat zijn de plannen en hoe gaat het klimaat eruit zien in de toekomst?
Resultaten van het onderzoek
Geschiedenis
Wat is het klimaat?
Het klimaat is het gemiddelde weer van een bepaalde periode, een komen en gaan van koude tijden en warmere periodes. Dit wordt vaak vergeleken met andere landen of met bijvoorbeeld 30 jaar geleden. Zo was 140.000 jaar geleden Noord-Europa bedekt met een ijskap die zich tot aan de Utrechtse Heuvelrug uitstrekte. De zeespiegel lag zo'n 120 m onder het niveau nu. Kort daarna eindigde deze IJstijd waarbij de temperaturen opliepen. Daarna volgde een nieuwe IJstijd, die bijna 100.000 jaar duurde. Zo'n 18.000 jaar geleden begon een snelle opwarming naar de warmere periode waarin we nu leven.
Ook de afgelopen duizend jaar varieerde de temperatuur. Opvallend waren in Europa een aantal warmere zomers in de Middeleeuwen en het vaker voorkomen van koude winters in de vijftiende tot achttiende eeuw.
Hoe werkt het klimaat?
De aarde wordt verwarmd door de zon. Een deel van de zonnestraling wordt teruggekaatst; een ander deel wordt omgezet in warmte door . Broeikasgassen zoals waterdamp(H) en koolstofdioxide (CO2), zorgen ervoor dat een deel van de straling wordt vastgehouden en leggen zo een soort van deken om de aarde. Zonder de dampkring zou de aarde veel kouder zijn.
Blz 17
warmte transport
Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Wind en oceaanstromingen spelen een belangrijke rol bij de verdeling van de warmte over de aarde. Als deze warmtetransporten er niet zouden zijn, zou het temperatuurverschil tussen de tropen en de polen nog veel groter zijn dan nu.
Wat ook een belangrijke rol speelt is de rotatie van de aarde. De zon schijnt namelijk op sommige plekken op de aarde meer dan op andere plekken.
Er zijn natuurlijk nog veel meer invloeden waardoor het klimaat veroorzaakt wordt. Die behandelen we later nog.
IJstijden
Plaatje blz 66
De belangrijkste ijstijden in de geschiedenis van de aarde
Bron:Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Precarbium
De oudste gesteenten die gevonden zijn, zijn ongeveer 4,2 miljard jaar oud. Deze komen van een oceaanbodem. Na onderzoek bleek dat er in het Precarbium vloeibaar water was. Dit betekent dat toen de gemiddelde temperatuur op aarde boven de nul graden was. Van de periode hiervoor zullen we waarschijnlijk nooit iets te weten komen, wel kunnen we zeggen dat er altijd water is geweest en er sprake is geweest van een soort atmosfeer.
Omdat er kalksteen is, dat bestaat uit CaCo3 kunnen we zeggen dat de vroege atmosfeer al CO2 bevatte.
De ondergrens van de temperatuur op aarde in het Precarbium is af te leiden van het vriespunt van het water. De bovengrens is minder makkelijk af te leiden. Deze lag waarschijnlijk wel onder het kookpunt. Dit is bepaald door fossielen en tillieten. Tillieten zijn gesteenten die door gletsjers worden afgezet wanneer deze zich uitbreiden en weer terugtrekken. Deze gesteenten ontstaan alleen onder bepaalde omstandigheden en binnen een bepaald temperatuurbereik. De gemiddelde temperatuur lag rond de zeven graden Celsius
Grafiek blz 65
De temperatuurgrenzen aan het aardoppervlak sinds het ontstaan van de aarde. De bovengrens wordt bepaald aan de hand van het voorkomen van diverse levensvormen
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
In de loop van de tijd zijn de continenten gevormd en verschoven, de oceanen in grootte veranderd, poolkappen zijn aangegroeid en gesmolten, wat ervoor zorgde dat de weerkaatsing van zonlicht door de aarde ook steeds veranderde.
Paleozo?cum
Na het Precambrium werd het duidelijk warmer en bleef het de volgende 300 miljoen jaar behoorlijk warm. Dit tijdperk, van 570 tot 245 miljoen jaar geleden, is het Paleozo?cum. Aanwijzingen voor een korte ijstijd zijn te vinden in de rotsformaties van de Sahara.
In de volgende periode, het Carboon, daalde de temperatuur, met als dieptepunt de lange permo-carbonische ijstijd van 330 tot 245 miljoen jaar geleden. Deze viel samen met het ontstaan van het supercontinent Pangea, toen alle landmassa's bij elkaar kwamen en zich uitstrekten van pool tot pool. Het huidige Antartica, Australi? en India lagen op hoge breedten en er vormden zich daar veel gletsjers.
Mesozoicum
In deze periode was het relatief warm. Dit was het tijdperk van de dinosauri?rs. Pangea viel uiteen in twee enorme landmassa's. Bijna niet gehinderd door verspreide landmassa?s dan nu, konden zeestromen gemakkelijk warmte vanaf de evenaar naar de polen transporteren, waardoor er bijna geen temperatuurverschillen waren. Door de continentale drift ontstond er een verandering van de geografie en er zijn aanwijzingen voor enige schommelingen in het klimaat tijdens dit tijdperk. Aan het eind was er misschien een plotselinge, korte afkoeling die ongeveer samenviel met het uitsterven van de dinosauri?rs.
Kenozo?cum
Het Kenozo?cum is de laatste 65 miljoen jaar van de aardgeschiedenis. De aarde koelde af, maar niet voortdurend. Er waren behoorlijk stabiele periodes, onderbroken door een snellere afkoeling ongeveer 50 en 38 miljoen jaar geleden. Een verdere afkoeling ongeveer 15 miljoen jaar geleden leidde tot de vorming van berggletsjers op het noordelijk halfrond en van de Antarctische ijskap.
De tweede periode van het Kenozo?cum is het Kwartair, dat 1,6 miljoen jaar geleden begon en tot op nu doorloopt. Deze periode begon in het Pleistoceen, dat zeven ijstijden telde, waarbij op het hoogtepunt 32% van de aarde bedekt was met ijs. De meest recente ijstijd bereikte zijn hoogtepunt ongeveer 18.000 jaar geleden. IJskappen van soms wel 3 km dik bedekken heel Noord-Amerika en heel Scandinavi?. Ze strekten zich uit tot halverwege Engeland en de Oeral. Op het zuidelijk halfrond waren een groot deel van Nieuw-Zeeland en Argentini? met ijs bedekt. Ook de Snowy Mountains in Australi? en de Drakensbergen in Zuid-Afrika waren bedekt met ijs. Maar ongeveer 12.000 jaar geleden begon er een opvallende opwarming en 7.000 jaar geleden waren de Noord-Amerikaanse en Scandinavische ijskappen gesmolten. De zeespiegel steeg en de kustlijnen van de continenten kregen geleidelijk hun huidige vorm.
Grafiekjes blz 86
Het temperatuurverloop op diverse tijdschalen. Aan de rechterkant staat de marge waarbinnen de temperatuur varieerde. De zwarte vlakken geven telkens de grafiek meteen erboven weer. Deze info is verzameld dmv meetapparatuur, historische bronnen, pollen en alpiene-analyse en marien plankton
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995.
Zon
Op een korte periode na, direct na het ontstaan van een ster, heeft een ster als de zon in het begin een kleinere helderheid, die met de leeftijd groeit. Vroeger ontving de aarde dus minder straling dan nu. Volgens berekeningen was de temperatuur tussen de 10 en 15?C lager dan nu, maar volgens de geologische gegevens is de aardtemperatuur veelal vergelijkbaar geweest met die van nu. Onderzoekers houden zich er erg mee bezig hoe een minder heldere zon toch voor zo?n hoge temperatuur op aarde kan zorgen.Misschien heeft de zon, net als vergelijkbare sterren, tijdens haar evolutie een aanzienlijke hoeveelheid massa verloren met een grotere helderheid als gevolg daarvan. Er zijn nog maar weinig gegevens die het model van massaverlies van de zon ondersteunen.
Tot nu
Wij leven nu in het Holoceen, een warme periode die 10.000 jaar geleden begon. Maar het is mogelijk dat we alleen in een interglaciale periode leven die uitloopt op een ijstijd.
Na al deze veranderingen is het klimaat niet meer drastisch veranderd. Alleen de laatste decennia van de 20e eeuw is het klimaat erg veranderd. Zo was het afgelopen decennia 0,7 graden warmer dan aan het begin van de 20e eeuw. Dit kan je zien aan de hand van de volgende foto?s van gletsjers.
De Morteratsch in Zwitserland
1911 2001
De Gepatschferner in Oostenrijk
2002
1904
Twee gletsjers: Niet herkenbaar na 100 jaar
Bron:http://www.faz.net/s/Rub9FAE69CECEA948EAAFE2806B54BF78AA/Doc%7EEDD9B8A237D5840DA818C1F0C899FCC8B%7EATpl%7EEcommon%7ESspezial.html
Vergelijking met Venus en Mars
In de laatste vijfentwintig jaar hebben we een steeds beter beeld gekregen van Venus en Mars. De samenstelling van deze planeten is erg anders in vergelijking met die van de aarde. Toch lijken deze twee planeten het meest op de aarde
Op Venus kwamen na het ontstaan van de planeten gassen via vulkanische activiteit uit het binnenste. Deze gassen bestonden met name uit CO2 en SO2. Deze gassen absorberen vooral straling uit het infrarode gebied van het spectrum. Als broeikasgassen zorgden ze door de adsorptie van deze warmtestraling voor een extreem hoge temperatuur op Venus.
Op Mars werden de hoeveelheden CO2 en H2O in de atmosfeer nooit groot genoeg om een broeikas te vormen. Hierdoor bleef de planeet te koud om erop te kunnen leven. Toch is er waarschijnlijk water geweest op de planeet(zie bijlage 2)
De aarde is perfect voor de vorm van leven die we nu kennen. Deze heeft daar dus het beste klimaat voor.
Vergelijking Venus, Mars en Aarde
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Menselijke invloeden
Mensen zorgen ook voor een behoorlijke beinvloeding van het klimaat. Daar gaat deze paragraaf over
De atmosfeer bevat een aantal broeikasgassen. Zonder deze gassen zou de aarde een koude planeet zijn: Het zou dan gemiddeld maar -18?C zijn. Deze broeikasgassen zorgen voor het broeikaseffect. Doordat er steeds meer gassen in de lucht komen die als een soort deken de warmte van de zon vasthouden, stijgt de temperatuur op aarde.
De belangrijkste broeikasgassen zijn:
? CO2, deels natuurlijk (biomassa ontbinding, vulkanisme), deels door menselijke activiteit (verbranden van fossiele brandstof en hout)
? Methaan, deels natuurlijk (biomassa ontbinding), deels door menselijke activiteiten (lekken in gasvelden en leidingen, rijstvelden, veeteelt)
? Lachgas (N2O), deels door menselijke activiteit (ontleding van nitraat kunstmest, verbrandingsprocessen)
? CFK's, gemaakt door mensen, veroorzaken afbraak van de ozon laag in de onderkant van de stratosfeer; worden thans uit gebruik genomen.
? H20, met name uit oceanen
Blz 37
Het broeikaseffect
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
We behandelen behalve deze door de mens veroorzaakte broeikaseffecten ook andere invloeden die door de mens veroorzaakt worden.
Brandstoffen
Mensen hebben een grote invloed op het klimaat in vergelijking met vroeger want na de industrialisatie is hier flink verandering in gekomen. De vraag naar metalen nam toe en alles werd gemechaniseerd. Met name de verbranding van steenkool(CO2) zorgde toen voor het eerst voor luchtvervuiling. Nu is steenkool nog steeds een van de meest verontreinigende stoffen. Tot 1900 was het verbruik van aardolie verwaarloosbaar. In 1975 was verbranding van aardgas voor het eerst een grotere bron CO2 dan steenkool. Daarna is aardgas de belangrijkste fossiele brandstoffen.
Grafiek blz 95
Het mondiale verbruik van steenkool, olie en aardgas van 1860 tot 1980, in petagrammen(10 tot de 15e gr) koolstof per jaar
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Lachgas(N2O)
De emissie van N2O (lachgas) door de salpeterzuurindustrie levert een belangrijke bijdrage aan de emissies van broeikasgassen in Nederland. E?n molecule N2O draagt 310-maal zoveel bij aan het broeikaseffect als CO2. In totaal is lachgas verantwoordelijk voor ca. 10% van de broeikasgasemissies wereldwijd. In de EU is bijna een kwart van de lachgasemissies afkomstig uit de industrie, voor het overgrote deel de productie van salpeterzuur (een grondstof voor kunstmest). In Nederland is de salpeterzuurindustrie zelfs verantwoordelijk voor de helft van de N2O-emissies. Verwijdering van de totale N2O emissie van de 6 Nederlandse salpeterzuurfabrieken staat gelijk aan een emissiereductie van 6 Mton CO2-equivalenten. Dit zou een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan het doel dat Nederland zich in het kader van het Kyoto-
protocol gesteld heeft (ca. 40 Mton CO2-equivalent minder emissie in 2002).
Bron tekst: http://www.ecn.nl/sf/products/emission_reduction/reductie.nl.html
Methaan(CH4)
Methaan zorgt ook voor het broeikaseffect. Dit zorgt weer voor zure regen. Methaanbronnen zijn lekkende aardgasleidingen, steenkoolmijnen, vuilnishopen en moerassen. Ook het vee zorgt voor ongeveer 15% van de totale uitstoot van methaan in de atmosfeer Tijdens het verteringsproces komt er namelijk methaan vrij bij koeien en ander vee
De landbouw zorgt het meest voor N2O uitstoot
bron www.ecn.nl/sf/products/emission_reduction/reductie.nl.html
Grafiek blz 98
Concentratie Methaan gedurende laatste millennium
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Grafiek stijging N20, CH4 en CO2
Bron:http://www.ghgonline.org/humaninfluence.htm
Landbouw; roofbouw?
Ook de landbouw levert een bijdrage aan de toename van het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer. Zo wordt er in veel landen nog gebruik gemaakt van ontbossing voor roofbouw. De vernietiging van tropische regenwouden heeft grote invloed op het plaatselijke klimaat bijvoorbeeld hogere temperaturen overdag en lagere 's nachts. Maar onderzoeken duiden erop dat er weinig gevolgen wereldwijd zijn. De kale grond weerkaatst meer zon, wat een afkoelingseffect op het wereldklimaat kan hebben. Tegelijkertijd zijn er minder bomen die waterdamp de lucht in pompen, wat daardoor zorgt voor minder wolken en regen. Als er geen wolken zijn zorgt dat voor opwarming en heft dat de grotere warmtereflectie op. Ook komt er veel CO2 vrij door het verbranden.
Wat raar is, is dat het kappen van de bossen in het noorden van Canada en Siberi? grotere gevolgen kan hebben vanwege het effect van bomen in met sneeuw bedekte gebieden. Besneeuwde gebieden zonder bomen weerkaatsen meer dan twee derde van het zonlicht dat erop valt, terwijl beboste sneeuwgebieden maar de helft van de zonnestralen weerkaatsen. Een computermodel waarin alle bossen boven 45? noorderbreedte worden vervangen door kale grond, voorspelt een behoorlijke afkoeling. Op 60? noorderbreedte zou de temperatuurdaling in april naar schatting 12? Celsius zijn.
Natuurwetenschappers denken dat minstens een deel van de wereldwijde afkoeling in de afgelopen 5.000 jaar komt door ontbossing.
Stad
Het weer in grote steden verschilt erg van dat op het platteland. Zo rijden hier bijvoorbeeld veel meer auto?s die CO2 uitstoten. Gebouwen en wegen absorberen veel zonlicht en slaan de warmte op, en bijv. industrie?n en airconditioning produceren warmte. Daarom is het in de stad warmer dan daarbuiten, vooral tijdens heldere nachten wanneer de temperatuur in het centrum van een miljoenenstad ( bijv. Parijs) wel 10? Celsius hoger kan zijn dan op het platteland.
temperatuur Parijs en platteland
Bron: http://www.hetweer.org/hetwonderlijkeweer/de7.htm
Door de extra warmte stijgt er boven steden meer lucht op, wat samen met de smog en het stof voor meer wolken zorgt zodat er 5 tot 10% meer regen kan vallen, bijv. zwaardere onweersbuien in de zomer. Omdat de regen snel van asfalt en beton afloopt, is de kans op overstromingen in steden groter.
Wolkenkrabbers kunnen windtunnels vormen, maar een grote groep gebouwen vormt een ongelijke barri?re waardoor de gemiddelde windsnelheid op de grond lager is. Hierdoor ontstaat 's zomers fotochemische smog en is 's winters de kans op mist groter. De smog in combinatie met de hogere temperatuur zorgt er voor dat hittegolven moeilijker te verdragen zijn.
Zure regen
Door menselijke activiteiten is de samenstelling van het regenwater veranderd. Regen hoort zuur te zijn, maar de laatste tijd is de zuurtegraad in delen van Europa en Noord-Amerika tien keer zo hoog als normaal. Door deze zure regen worden watervoorraden vervuild, krijgt de bodem niet zijn benodigde voedingsstoffen, worden het bos en de oogst beschadigd en planten en dieren vergiftigd.
Zure regen is het directe gevolg van het gebruik van fossiele brandstoffen. Auto's en fabrieken stoten zwavel en stikstofoxiden uit, die onder invloed van zonlicht sulfaten en nitraten vormen. Als er in wolken waterdamp ontstaat, reageert dit tot zwavelzuur en salpeterzuur. Dit komt in de vorm van zure regen op de grond terecht.
De uitstoot van zwavel wordt dus vooral door mensen veroorzaakt. Dit is ongeveer 70 teragram per jaar, die bijna helemaal bestaat uit zwaveldioxide.
Stukje over zure regen
Zure regen
Bron: ?Weerslag van neerslag?, tijdschrift Greenpeace, jaargang 3, 2-12-2003
Plaatje blz 56
De atmosferische zwavelkringloop. De hoeveelheden zijn gegeven in teragram per jaar.
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
CFK?s
Ozon is een gas dat de schadelijke ultraviolette (UV) straling van de zon tegenhoudt. Zonder de beschermende ozonlaag zou het leven op aarde niet mogelijk zijn. De afbraak van de ozonlaag gebeurt vooral door bepaalde gassen. Naast CFK's (freonen of chloor fluor koolwaterstoffen, ook wel 'harde cfk's' genoemd) zijn er HCFK's (hydro chloor fluor koolwaterstoffen, ook wel 'zachte CFK's' genoemd) en halonen (broom fluor koolwaterstoffen). De halonen zijn het meest schadelijk, maar de hoeveelheid CFK's is veel groter. Deze CFK's hebben gaan niet snel kapot, en zijn pas slecht pas jaren nadat ze in de lucht terechtkomen zijn. Ook HCFK's tasten de ozonlaag aan. Ze zijn wel wat minder schadelijk dan CFK's, maar beginnen veel sneller te werken. CFK?s zitten vooral in koelkasten en spuitbussen.
De bekendste CFK?s
Bron: Paul J. Crutzen en Thomas E. Graedel, 'Weer en klimaat; atmosfeer in verandering', 1995
Alles bij elkaar
Dit is de totale verandering van het kilmaat in 2000 in vergelijking met 1750. Zoals je hierop kunt zien, zijn er zowel menselijke als natuurlijke invloeden beschreven die gezorgd hebben voor een warmer of kouder klimaat bijvoorbeeld minerale en andere stoffen die opstijgen en zo zorgen voor een stijging/afkoeling. Het meest is al beschreven en logisch te verklaren. Het interessantst is natuurlijk de zon. We gaan op een aantal zaken even dieper op in. Bron: http://www.ghgonline.org/humaninfluence.htmHet aardoppervlak kan worden gezien als de interface tussen de aarde en de atmosfeer. Het ruimtegebruik (en de veranderingen daarin) heeft een grote invloed op de uitwisseling van energie, water, kooldioxide en andere gassen tussen het aardoppervlak en de atmosfeer.Bron tekst: http://www.alterra.wur.nl/NL/cwk/thema8.htm
Het klimaat is uiteraard sterk afhankelijk van de hoeveelheid zonne-energie er door de Aarde wordt (op)gevangen. De zon vertoont kleine variaties (0.05 - 0.1%) in haar energie productie. Zij straalt iets meer energie uit als ze actief is (zonnevlekken maximum, zoals tijdens 2000). Zo is het opvallend dat tijdens het hoogtepunt van de "kleine ijstijd" in de 17e eeuw er vrijwel geen zonnevlekken zijn waargenomen. Gebaseerd op enkele studies aangehaald in het IPCC rapport "climate change 1995" komt men tot de conclusie dat sterren als de zon ongeveer 0.2 tot 0.6% minder energie uitstralen als zonnevlekken afwezig zijn. Mogelijk heeft dit dus een (belangrijke) rol gespeeld tijdens deze periode.In het IPCC rapport "climate change 2001" wordt de toename van de helderheid van de zon vanaf 1750 geschat op 0.04 tot 0.2%Bron tekst: http://www.euronet.nl/users/e_wesker/meteo/clim-ned.htmlHoe komen natuurwetenschappers aan al deze kennis?Natuurwetenschappers bestuderen ijskappen en veenpaketten om de ouderdom te bepalen. De ijskappen - voornamelijk op Groenland en Antarctica worden daarvoor gebruikt. Het zijn vooral de isotopen van water die de klimaatinformatie bevatten. In de veenpakketten onderzoeken wetenschappers de plantenresten die informatie over het klimaat geven en waarvan de ouderdom door de C14-methode wordt bepaald. Uit het onderzoek blijkt dat het klimaat in het verleden erg veranderlijk was. Ook boringen, ijsboringen en mariene sedimenten(bijv. fossielen) dragen bij aan het onderzoek naar verandering van het klimaat. Hier staan nog wat voorbeelden van onderzoek1) het testen van moleculaire merkers op basis van rDNA voor paleo-ecologische reconstructie.2) calibratie datasets van fossiliseerbare protisten en biomoleculen die de huidige variabiliteit in milieukarakteristieken reflecteren in contrasterende maritieme en continentale milieus.3) De constructie en validatie van inferentiemodellen en indices om milieucondities te reconstrueren op basis van microfossielen en biomoleculen.4) De toepassing van de verschillende biologische proxies in de analyse van sedimentboringen van kustmeren in continentaal en maritiem Antarctica.5) De ge?ntegreerde analyse van verschillende biologische, fysische en chemische proxies en in de formulering van regionale reconstructies van klimaatveranderingen in Antarctica gedurende de laatste 30.000 jaar.Nog enkele voorbeelden van onderzoekBron tekst: http://www.belspo.be/belspo/fedra/proj.asp?l=nl&COD=EV/01Door deze onderzoekingen kunnen natuurwetenschappers de ouderdom bepalen en door boringen de verandering in vergelijking met de bovengrond. Dit is zeer allemaal zeer essentieel om de toekomst te bepalen en vergelijkingen maken met nu en vroeger.De natuurwetenschappers onderzoeken planeten met sondes bijvoorbeeld de Huygenssonde(zie bijlage 1) en zo kunnen ze deze planeten vergelijken met andere planetenNatuurwetenschappers bedenken vaak theorie?n en zoeken relaties tussen dingen en kunnen op deze manieren nagaan of die kloppen. Natuuwetenschappers doen voorspellingen door middel van satellieten. Zo kunnen ze de vervuiling aandachtig bestuderen. Ook vergelijken ze het met andere landen en merken zo of het toegenomen is.Zo maken ze ook grafieken. Zo kunnen ze zien door middel van monsters dat er na/tijdens de Industriele Revolutie een enorme stijging was van CO2. Stel dat er een stijging is dan gaan ze bedenken hoe dat komt. Is er een natuurramp of iets anders geweest. Zo niet dan gaan ze kijken bij menselijke invloeden. Er was toen in dat jaar bijvoorbeeld een stijging van het autogebruik. Zo kunnen ze stellen dat het een menselijke invloed is en dan door te vergelijken met andere jaren kunnen ze zeggen hoe groot die invloed van bijvoorbeeld dat jaar was.Door middel van verschillende cijfers, grafieken en tabellen kunnen ze ook de toekomst voorspellen. Als de autoverkoop zo door blijft gaan dan zal er zo?n grote stijging zijn bijvoorbeeld. Zo komen natuurwetenschappers aan hun kennis en hetgene wat ze ermee doen is bijv de toekomst voorspellen.Bijlage 1 Huygenssonde werkt na landing op maan Titan
ROTTERDAM, 14 jan. De Europese Huygenssonde is vanmiddag geland op Titan, de grootste maan van Saturnus. In de VS is een rechtstreeks signaal van Huygens opgevangen, wat betekent dat de instrumenten van de sonde na penetratie van Titans dampkring werken. Ruimtevaartorganisatie ESA verwacht vanavond de eerste beelden vrij te geven.Bron: Volkskrant, 14-01-2005, pagina 1
Bijlage 2 NASA: er heeft water op Mars gestroomd
Door onze redactie wetenschap
ROTTERDAM, 3 MAART. De Marsonderzoeker `Opportunity' heeft overtuigend aangetoond dat er lang geleden water over het Marsoppervlak stroomde. Dat is gisteren bekendgemaakt op een persconferentie in het NASA-hoofdkwartier in Washington. De aanwijzingen voor water zijn de meest directe die tot nu toe werden verzameld en bevestigen het al langer bestaande sterke vermoeden dat er water op Mars moet hebben gestroomd.
De `Opportunity' landde op 24 januari op Mars, drie weken na de identieke `Spirit'. De Opportunity kwam tot stilstand binnen een kleine inslagkrater die er meteen al gunstig uitzag voor het aantonen van watersporen, het primaire doel van de Marsmissies.
Zowel de fysisch-chemische analyses van de mineralen die de Opportunity wist te onderzoeken als de detailopnames van de textuur van het omringende gesteente wijzen op aanwezigheid van water. De zogenoemde APXS-spectrometer maakt aannemelijk dat zwavel aanwezig is in de vorm van sulfaten van ijzer of magnesium. Ook zou de aanwezigheid van chloride en bromide waarschijnlijk zijn. De M?ssbauer-spectrometer, speciaal bedoeld voor het analyseren van ijzerverbindingen, toonde `jarosiet' aan, een ijzersulfaat met kristalwater. Al v??r de landingen hadden wetenschappers uitgesproken dat dit soort waarnemingen de - historische - aanwezigheid van water kon bevestigen.
De `microscopic imager', een soort sterke loep, voegde er tal van haarscherpe, intrigerende opnames aan toe van mineralogische groeisels, uitstulpingen en littekens die karakteristiek worden genoemd voor de neerslag van zouten die uit hete, waterige oplossingen neerslaan.
Maar nog steeds is geen helder antwoord gegeven op de vraag wanneer en waarom het water, dat ooit zo rijkelijk vloeide, verdween en of er ook nu nog ergens vloeibaar water is.
Bron: NRC Handelsblad, 03-03-2004, pagina 4Verklarende woordenlijstGeschiedenis:-Interglaciaal: Een relatief warme periode waarin de landijskappen in omvang afnemen
-Continentale drift: Miljoenen jaren geleden vormden de continenten samen ??n super continent wat Pangea heet. Pangea werd omgeven door een oeroceaan die Pantalassa wordt genoemd. Deze gedachten (theorie) staat bekent als de continentale drift.
Natuurlijke nvloeden
-Precessie: De hoek van de rotatie-as van de tolbeweging
-Fumarolen: Bronnen waaruit heet waar en gassen ontsnappen
Nawoord
Wij vonden het heel erg leuk om dit werkstuk te doen. We hebben er zeer veer van geleerd. We weten nu waarom het klimaat zo belangrijk is en waarom het dagelijks in het nieuws is. Ook waarom er dus daarvoor afspraken gemaakt worden. We hebben de lay-out werkzaamheden erg onderschat want dat duurde toch wat langer dan we hadden gedacht voor de rest is alles goed verlopen.