Hoe belangrijk is water als broeikasgas en waarom krijgt dit broeikasgas zo weinig aandacht?

Waterdamp is een belangrijk broeikasgas. Dit komt omdat watermoleculen erg effectief warmtestraling kunnen absorberen. Net als andere broeikasgassen absorberen de watermoleculen dus de straling die de aarde naar de ruimte uitstraalt, en stralen een gedeelte daarvan terug naar de aarde, waardoor de aarde opwarmt. Water is erg effectief omdat de watermoleculen straling over een breed bereik aan golflengtes kunnen absorberen, en omdat er relatief veel waterdamp in de atmosfeer zit.

Afbeelding via Pexels

Invloed van de mens

Waarom is er dan minder aandacht voor waterdamp dan voor andere broeikasgassen in de huidige klimaatdiscussie? Dit komt omdat de invloed van de mens op de hoeveelheid water in de atmosfeer relatief beperkt is. Wij voegen wel wat water aan de atmosfeer toe, vooral door de irrigatie van gewassen in de landbouw, koelwater uit elektriciteitscentrales en de verbranding van fossiele brandstoffen, maar dat is veel minder dan de natuurlijke verdamping van water uit de oceanen en van het aardoppervlak, en de transpiratie door planten.

Er is nog een ander belangrijk verschil tussen waterdamp en de andere broeikasgassen: de atmosfeer kan bij een bepaalde temperatuur maar een maximum aan water opnemen, dan condenseert water en valt het als regen terug naar het oppervlak. Daardoor is de gemiddelde verblijftijd van water in de atmosfeer maar 10 dagen, veel minder dan 10-100 jaren voor de andere broeikasgassen. De door de mens veroorzaakte emissies van water hebben daarom een verwaarloosbaar klein effect op de hoeveelheid water in de atmosfeer en dus op de opwarming van de aarde.

Het waterdamp-terugkoppelingseffect

En toch draagt waterdamp stevig bij aan de opwarming van de aarde, echter niet door directe uitstoot van ons mensen, maar door een terugkoppelingseffect. Voor elk graad Celsius temperatuurtoename kan lucht 7% meer water opnemen. Ook de verdamping van het oppervlak neemt bij hogere temperatuur toe. Dus, in een opwarmend klimaat komt er meer water terecht in de atmosfeer en draagt dit bij aan het stijgende broeikaseffect. Het omgekeerde is ook het geval: door dalende temperatuur zou ook de hoeveelheid water in de atmosfeer dalen, en dit zou leiden tot een afname van het broeikaseffect en verdere afkoeling. We hebben te maken met een positief terugkoppelingseffect: de toename of afname van de andere broeikasgassen veroorzaakt een stijging of daling van de temperatuur, en die wordt dan versterkt door een stijging of daling van waterdamp in de atmosfeer.

Figuur 1: Illustratie van de interactie tussen de watercyclus en het broeikaseffect. De grafiek in de linkerbovenhoek laat zien dat bij stijgende temperatuur (horizontale richting naar rechts) het waterdamp gehalte in de atmosfeer meestijgt (verticale richting naar boven; Bron = [1], p.666, FAQ 8.1, Fig. 1).

Het waterdamp-terugkoppelingseffect is goed bekend en wordt meegenomen in de huidige klimaatmodellen [1]. Die tonen aan dat de stijging van waterdamp de opwarming door de andere broeikasgassen met en factor 2 tot 3 versterkt. Dus, water is inderdaad een belangrijk broeikasgas, maar de mens heeft er weinig invloed op. Het enige wat we kunnen doen is de opwarming door de andere broeikasgassen te verminderen, dan wordt automatisch ook het versterkende effect van water beperkt.