Een internationaal team van wetenschappers heeft vandaag tijdens de klimaatbesprekingen in Bonn aangekondigd dat de menselijke uitstoot van het broeikasgas kooldioxide dit jaar opnieuw stijgt. na drie jaar vrijwel vlak te zijn gebleven. Ze voorspellen dat de uitstoot in 2017 een record van 41 miljard ton zal bereiken, naast een verwachte stijging van 2 procent in de verbranding van fossiele brandstoffen.

Echter, het koolstofgehalte in de lucht komt niet precies overeen met emissies; de oceaan en het land nemen zowel grote hoeveelheden CO2 op als en de balans kan van jaar tot jaar variëren als gevolg van natuurlijke klimaatcycli en andere factoren. Wetenschappers kunnen de aantallen alleen maar benaderen. Atmosferische kooldioxide is in 2015 en 2016 zelfs gestegen met een jaarlijks record van ongeveer 3 delen per miljoen, hoewel de emissies in die jaren stabiel waren. Niveaus blijven dit jaar stijgen, en zal waarschijnlijk een recordgemiddelde van 405,5 delen per miljoen bereiken.

Gelijktijdig met de publicatie van de emissiecijfers van dit jaar, Galen McKinley, een professor in aard- en milieuwetenschappen aan de Columbia University en het Lamont Doherty Earth Observatory, co-auteur van een artikel dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Klimaatverandering , waarin zij en collega's de moeilijkheden bespreken om de bronnen en bestemmingen van kooldioxide op te sporen. Onderstaand, ze legt uit.

Waar gaat onze CO2-uitstoot naartoe?

Slechts ongeveer 50 procent van de CO2 van de menselijke uitstoot blijft in de atmosfeer. De rest is ongeveer gelijk verdeeld tussen opname in de landbiosfeer en in de oceaan. De CO2 in de atmosfeer is een functie van de balans tussen emissie en opname in het land en de oceaan. Zowel de uitstoot als de opname door het land en de oceaan kunnen in de tijd variëren.

Welke delen van het systeem kunnen we het beste, en het minst, begrijpen?

De cumulatieve opname in de oceaan van alle koolstof die we tijdens het industriële tijdperk hebben uitgestoten, is gekwantificeerd met een fout van ongeveer 10 procent. De onzekerheden zijn groter voor de variabiliteit in de opname in de tijd. Dus, misschien heeft een jaar wat meer opname, de volgende wat minder. De gedetailleerde ruimtelijke indeling kent ook onzekerheden, vooral als de schalen kleiner worden. Bijvoorbeeld, we weten dat de Noord-Atlantische Oceaan een regio is met een zeer intense koolstofopname, maar de opname op elke breedte- en lengtegraad is moeilijker vast te stellen. Op het land, er is veel kennis over de processen die de opname en afgifte van koolstof stimuleren. Maar land verschilt sterk van plaats tot plaats, dus het opschalen van ons begrip van veldsites is een grote uitdaging. Tot nu, het globale budget heeft de landopname geschat als een verschil tussen wat wordt uitgestoten en wat in de atmosfeer achterblijft of in de oceaan terechtkomt. Maar we boeken vooruitgang. Er zijn modellen ontwikkeld op basis van observaties en budgetten op terreinen voor de lange termijn en in gerichte veldcampagnes. Nutsvoorzieningen, deze modellen worden gebruikt om voor het eerst direct de landopname te schatten. Natuurlijk, er zijn nog veel onzekerheden.

Wat gebeurde er in 2015-2016 om zo'n sterke stijging van de atmosferische CO2 te veroorzaken?

In een jaar met een grote El Niño zoals 2015-16, de landbiosfeer, Als geheel, nam minder koolstof op. Dit kwam doordat de El Niño ervoor zorgde dat veel plekken droog stonden en opwarmden. Dit veroorzaakte op sommige plaatsen brand, en minder plantengroei in andere. De oceaan hield wat meer koolstof vast. Maar de nettobalans was een grotere groeisnelheid van atmosferisch CO2. Soortgelijke veranderingen werden waargenomen bij de sterke El Niño van 1997-98.

In het klimaatakkoord van Parijs landen worden geacht hun uitstoot te rapporteren, en wetenschappers proberen de informatie te verifiëren. Hoe betrouwbaar is de verificatie-inspanning?

Momenteel, het mondiale koolstofbudget is niet nauwkeurig genoeg om nationale emissieramingen te verifiëren. Eerst, omdat er zoveel naties zijn, en een beetje meer van de een kan gemakkelijk een beetje minder van de ander compenseren. En, vanwege de aanzienlijke onzekerheden in de opname door land en oceanen. Het is een wetenschappelijk langetermijndoel om ten minste het geïntegreerde effect van emissiereducties te verifiëren. Er worden inspanningen geleverd om de emissies regionaal te volgen, tot op het nationale niveau. Deze inspanningen hebben de afgelopen jaren grote vooruitgang geboekt, maar zijn nog rudimentair. De huidige methoden gebruiken veldgegevens, satellietgegevens, en atmosferische transportmodellen, allemaal gecombineerd. Om met een echt verificatiesysteem te komen, is een explosie van realtime observatiecapaciteit nodig, evenals verbeterde modellen.

Denk je dat de CO2 in de lucht zal blijven stijgen? Als, wat zijn de implicaties? Of de CO2-niveaus zullen blijven stijgen, hangt af van menselijk handelen. De emissies bevinden zich momenteel op een historisch hoog niveau, en in dit tempo zal de CO2 in de atmosfeer zeker blijven stijgen. De uitstoot moet drastisch omlaag om de CO2-niveaus in de atmosfeer te stabiliseren of te laten dalen. Opwarming van het klimaat en verzuring van de oceaan zullen doorgaan zolang de atmosferische CO2 blijft stijgen.

Zouden er verrassingen kunnen zijn die de koolstofbalans plotseling zouden veranderen, en vooruitzichten voor de toekomst?

In de oceaan, wij zijn van mening dat veranderingen in de oceaancirculatie van invloed kunnen zijn op de opname van koolstof in de oceaan. Er zijn aanwijzingen voor dergelijke veranderingen in het verleden. Er is ook een idee dat de oceaan maar zoveel totale capaciteit heeft, maar dit is complex en tijdsafhankelijk. Op tijdschalen van 10, 000 jaar, de oceaan moet ten minste 85 procent van alle uitstoot kunnen absorberen. De oceaan mengt zich slechts eenmaal per 1 volledig 000 jaar, en het heeft meerdere mengsels nodig om alle koolstof op te zuigen. Maar aangezien koolstof zeer goed oplosbaar is in zeewater, in zekere zin is de oceaancapaciteit oneindig. Als u alleen om zeer lange tijdschalen geeft, de koolstof zal worden opgenomen door de oceanen. Maar de menselijke samenleving heeft de neiging zich te bekommeren om veel kortere tijdschalen. Voor deze, het vertragen van de oceaancirculatie kan zeker invloed hebben op de atmosferische CO2-belasting. Tot op heden op het land, de cumulatieve koolstofopname van de biosfeer is ongeveer nul. Wat ik bedoel met cumulatief is de geïntegreerde som van alle koolstofemissies als gevolg van veranderingen in landgebruik sinds het pre-industriële tijdperk, en koolstofopname die optreedt bij hergroei van bossen en versterkte groei door meer CO2 in de atmosfeer. Direct, dit cumulatieve effect lijkt geen netto-opname te zijn. Tegelijkertijd, we weten dat door klimaatopwarming op zijn minst wat CO2 vrijkomt uit de bodem en permafrost, en sommige bossen zijn kwetsbaarder voor droogte en vuur met opwarming. En. we hebben landbouw nodig om mensen te voeden. Dus, er lijkt mij geen groot reservoir op het land te zijn waar men kan verwachten dat veel koolstof voor de lange termijn op natuurlijke wijze wordt opgeslagen. Menselijke acties kunnen sommige opslag verbeteren en verliezen verminderen, bijvoorbeeld met conserveringspraktijken in de landbouw. Maar vergeleken met de capaciteit in de oceaan, waarschijnlijke ophopingen zullen gedurende honderden tot duizenden jaren klein zijn. Niettemin, op kortere termijnen, het land kan een enorme impact hebben. De El Niño 2015-16 illustreert dit duidelijk.