Gemakshalve bekijken we hier alleen het effect van menselijke broeikasgasemissies op de mondiaal gemiddelde temperatuur aan het aardoppervlak (vanaf nu gewoon “temperatuur” genoemd), dus niet bijvoorbeeld het effect van landgebruik (licht gras weerkaatst meer zonlicht dan donker bos) of de uitstoot van andere stoffen zoals zwavelaerosol.
Hoe de temperatuur van de broeikasgasconcentratie afhangt
Twee effecten bepalen de respons van de temperatuur op broeikasgassen.
- Als je de concentraties van broeikasgassen constant houdt en lang genoeg wacht, ontstaat een evenwicht; de temperatuur in dit evenwicht hangt af van de concentratie.
- De eerste helft van de opwarming gebeurt binnen ca. 10 jaar, maar het duurt enkele eeuwen totdat dit evenwicht (bij goede benadering) is bereikt.
Even een simpel gedachtenexperiment: stel, we gaan terug naar het jaar 1750 (vóór de industriële revolutie). Nu verviervoudigen we in één klap de atmosferische concentratie van CO₂ en houden deze vervolgens constant op dit hoge niveau; verder nemen we geen invloed van bijvoorbeeld andere broeikasgassen of veranderingen in vegetatie en ijsbedekking mee. Wat gebeurt er dan met de temperatuur? Dit experiment is door een grote groep klimaatmodellen uitgevoerd en is te zien in Figuur 1.

Figuur 1: Temperatuurstijging in Kelvin volgens klimaatmodellen (zwart) als in het jaar 1750 (pré-industriële revolutie) de CO₂ concentratie in de atmosfeer in één keer verviervoudigd word en daarna constant blijft. Overgenomen van Millar et al., 2017 [1].
We kijken alleen naar de zwarte dunne strepen; elke streep is één klimaatmodel. De temperatuur stijgt in alle modellen in de eerste ca. 15 jaren na de toename vrij hard, vervolgens stijgt hij steeds langzamer. Dit komt doordat sommige onderdelen van het klimaatsysteem zich vrij snel aan de hoge CO₂-concentraties aanpassen, maar bijvoorbeeld de diepe oceaan eeuwen nodig heeft om op te warmen. We kunnen afschatten dat je na 15 jaar al 2/3 van de uiteindelijke opwarming al hebt gekregen, en dat daarna het systeem nog langzaam wat verder opwarmt. Laten we dit het “restopwarmingsseffect” noemen. Dus: als we vanaf nu de broeikasgasconcentratie constant zouden houden, dan zou de temperatuur eerst nog wat toenemen (restopwarming), en uiteindelijk een evenwicht bereiken. Om de temperatuur te laten dalen, moeten de broeikasgasconcentraties afnemen.
Even terzijde: In de plot is ook te zien dat klimaatmodellen het niet erover eens zijn hoe warm het nou uiteindelijk gaat worden. De uitkomst van zulke modellen wordt vaak uitgedrukt in termen van de “klimaatgevoeligheid”: de opwarming die je in evenwicht krijgt als je de CO₂-concentraties verdubbelt. De huidige afschatting hiervan is best onzeker, volgens het nieuwste IPCC-verslag is er 67% kans dat de opwarming tussen 2,5 en 4,0 graden per verdubbeling van CO₂ bedraagt [2]. Deze onzekerheid is heel lastig, onder andere omdat we op die manier niet precies kunnen zeggen hoe veel CO2 we maximaal nog kunnen uitstoten, het zogenaamde carbon-budget, om de (over de aarde gemiddelde) opwarming onder 2 graden te houden. Wil je meer weten over de klimaatgevoeligheid? De KlimaatHelpdesk heeft hier een uitgebreide uitleg op de website staan.