Aardrijkskunde hoofdstuk 2: Mondiaal klimaatvraagstuk
2.1 Het wereldklimaatsysteem
Drie factoren bepalen de klimaatsystemen op aarde:
- De kortgolvige straling van de zon. Vanaf de evenaar naar de polen neemt de hoeveelheid kortgolvige straling af.
- De terugkaatsing van een deel zonnestraling op wolken en deeltjes in de atmosfeer en het aardoppervlak. De
aarde ontvangt minder kortgolvige straling
- De absorptie van broeikasgassen zoals H2O, CO2 en CH4 in de atmosfeer van de door de aarde uitgezonden
langgolvige warmtestraling. Zonder het broeikaseffect zou het op aarde -0 graden zijn.
Op de aarde is de temperatuur constant; er is evenwicht in de stralingsbalans. De hoeveelheid energie van de
inkomende en uitgaande straling van het aardoppervlak zijn gemiddeld over de hele aarde gelijk, regionaal zijn er wel
verschillen: het stralingstekort en overschot. Het energietransport zorgt ervoor dat de energiebalans in evenwicht blijft.
Er zijn 3 manieren van transport van energie van hoge naar lage breedten:
1. Warmtetransport door oceanen
De opgenomen warmte in de bovenste laag van de oceaan wordt door de oceanische circulatie naar de hoge breedten
gevoerd. Daar geeft het warme zeewater bij het afkoelen warmte af in de lucht. Dit afgekoelde water zakt naar beneden.
De afzinkgebieden verbinden de koude en warme zeestromen met elkaar en houden de toestroming van warm zeewater
naar de hoge breedte op gang.
2. Warmtetransport voor de luchtstromingen
Lees terug in samenvatting hoofdstuk 3: Klimaat en landschapszones. (alles over lage en hoge druk, circulatiecellen,
depressies, ITCZ, etc.)
3. Energietransport door de hydrologische kringloop
Als zeewater verdampt wordt er veel energie opgeslagen. Bijvoorbeeld in het subtropisch hogedrukgebied met hoge druk
en droogte. De waterdamp wordt door luchtcirculatie naar gematigde breedten gevoerd. Bij condensatie en neerslag in
een depresseizone komt opgeslagen energie weer vrij.
Plantengroei is de basis voor het onderscheiden van klimaten. Factoren die het klimaat bepalen zijn o.a:
- Geografische breedte: breedte heeft door invalshoek vd zon invloed op de stralingsbalans en temperatuur
- Ligging in het luchtcirculatiesysteem: ligging bepaalt luchtdruk, neerslag en windrichting. (Lees terug in
samenvatting hs3 voor passaten en moessons.)
- Afstand tot zee of zeestromen: hebben veel invloed door het matigende effect ervan op de temperatuur en de
grote hoeveelheid opgeslagen warmte.
- Hoogteligging en reliëf: regenkant of regenschaduw van een gebergte (lees terug samenvatting hs3)
Bekijk bron over klimaatsystemen in het boek!
Begrippen:
Stralingsbalans: Het saldo op een bepaalde plaats aan het aardoppervlak van de inkomende kortgolvige straling van de
zon en de langgolvige uitstraling van de aarde. Dit saldo kan positief of negatief zijn.
Oceanische circulatie: Het stromingspatroon van het zeewater in de oceanen.
Lagedrukgebieden: Gebied met lage luchtdruk en dus met een opstijgende luchtbeweging en het toestromen van lucht
uit alle richtingen (convergentie).
Wordt gekenmerkt door wolkenvorming en neerslag.
Hogedrukgebieden: Gebied met hoge luchtdruk en daardoor een dalende luchtbeweging en het uitstromen van lucht
naar alle richtingen (divergentie).
Wordt gekenmerkt door een wolkenloze hemel en droogte.
Passaat: Constant waaiende winden aan het aardoppervlak van het subtropisch hogedrukgebied rond 30C breedte naar
de ITCZ rond de evenaar.
Moesson: Een passaat waarbij sprake is van een halfjaarlijkse omkering van de windrichting. In de zomer is er een natte
moesson (sterke verhitting en lage luchtdruk) en in de winter een droge moesson (afkoeling en hoge luchtdruk).
2.2 Klimaatonderzoek
Het bleek in 2015 dat de gemiddelde wereldtemperatuur sinds 1880 met een graad is gestegen. Vooral sinds 1960 heeft
de mens vooral door fossiele brandstoffen invloed op het klimaat. Om klimaatontwikkeling te voorspellen, zijn gegevens
over klimaten in een geologisch verleden nodig: het paleoklimaat. Er kunnen afwijkingen optreden door meetmethoden,
meetperiode en de hoeveelheid meetplekken.
, Geologische afzettingen en landschapsvormen kunnen informatie geven over het paleoklimaat in een gebied.
Bijvoorbeeld de lagen steenkool en steenzout in de Nederlandse ondergrond. Die zijn gevormd toen nederland door de
verplaatsing van continenten in een andere klimaatzone lag. We weten de route van Noordwest-Europa door het
paleomagnetisme. Magnetische mineralen nemen de richting van het aardmagnetisch veld aan tijdens hun ontstaan.
Nederland lag in het Carboon en had een tropisch klimaat. In het Perm lag nederland in een woestijnklimaat zone. In dat
warme en droge klimaat ontstonden lagen steenzout door het indampen van water van binnenzeeën.
Passieve klimaatverandering is als een gebied een ander klimaat krijgt door een veranderende locatie op de aardbol.
Actieve klimaatverandering is als het klimaat van een gebied verandert doordat de stralingsbalans op aarde anders wordt,
zoals in het Pleistoceen: een periode met ijstijden en tussenijstijden. Tijdens de ijstijden ontstonden in Noord-Europa
afzettingen en landschapsvormen die getuigen van het koude klimaat.
Zoals de fjorden in U-dalen met vlakke bodems en door gletsjers uitgeschuurde hellingen.
In de een-na-laatste ijstijd het Saalien, zette een ijskap uit scandinavië zwerfstenen af in nederland door de keien en
stenen die dat ijs meevoerde. In Midden-Nederland werden door de beweging en gewicht van het ijs bestaande dalen
uitgediept. Bevroren rivierafzettingen aan de zijkanten werden opgeduwd tot stuwwallen. Onder het ijs werd keileem
afgezet.
In de laatste ijstijd het Weichselien kwamen pingoruïnes voor. De ijslens was gevormd door het grondwater dat onder
het permafrost omhoog kwam. Toen het klimaat steeg, ontdooide de grond boven de ijslens en gleed de grond naar de
randen. Er ontstond een ringvormige randwal met in het middel een depressie (gesmolten ijslens).
Resten van planten en dieren in geologische afzettingen geven aanwijzingen voor het paleoklimaat. Dit heet
fossielenonderzoek. Bij pollenonderzoek wordt onderzoek gedaan naar de in water terechtgekomen stuifmeelkorrels
onder het klei of veen die lang houdbaar en goed herkenbaar zijn. Een derde techniek is dendrochronologie:
boomringen als klimaatindicator. Je vindt ze alleen bij bomen in klimaten met duidelijke seizoensverschillen in
temperatuur en neerslag. Wisselingen in groeisnelheid maken het herkennen van jaarringen en klimaatveranderingen
mogelijk.
Bij isotopenonderzoek worden isotopen van koolstof en zuurstof gebruikt. Voor ouderdomsbepaling door
koolstofdatering is de isotoop 14C belangrijk. Planten nemen deze radioactieve koolstof uit de lucht op door
fotosynthese. Door de plante komt 14C ook in dieren terecht. Na het sterven van planten en dieren wordt door radioactief
verval het 14C minder. In 5730 jaar halveert de hoeveelheid 14C in organisch materiaal. Bij koolstofdatering wordt de
hoeveelheid 14\C in dood organisch materiaal vergeleken met dat in het levende organisme. Bij een kwart is de
ouderdom 2x 5730 jaar. Er kan tot 50000 jaar terug gedateerd worden.
Voor een beeld van temperatuur in het verleden worden zuurstofisotopen 16O en 18O gebruikt. Tussen de lichte O16 en
de zwarte O18 is de verhouding 500:1. Bij hoge temperatuur verdampt er uit zeewater veel zware zuurstofatomen die in
ijskappen terechtkomen. Bij lage temperatuur verdampen de lichte zuurstofatomen. Bij ijskernenonderzoek wordt de
verhouding tussen O16 en O18 gemeten om de warmere en koudere temperaturen te onderscheiden. Luchtbelletjes in
ijskernen geven informatie over de concentratie van gassen zoals CO2 in het verleden.
Begrippen:
Paleoklimaat: De klimaten in het geologische verleden.
Steenzout: Zoutlagen ontstaan door indamping van zouthoudend water van een binnenzee of meer in een zeer droog en
warm klimaat (BS of BW klimaat).
Paleomagnetisme: De richting van het magnetisch veld in een gesteente.
U-dalen: Dal met een U-vorm: platte bodem en aan weerszijden steile hellingen. Ontstaat vooral door uitschuring van
een dal door een gletsjer.
Stuwwallen: Door landijs tijdens het Saalien tot een heuvel opgeduwd materiaal.
Zwerfstenen: Kei of steen die door een gletsjer of ijskap van zijn oorsprongsgebied is weggevoerd of elders afgezet.
Keileem: Een grondsoort die bestaat uit een ongesorteerd mengsel van keien, grind, zand en leem.
Pingoruine: restant van een heuvel die ontstond doordat tijdens de laatste ijstijd een ijslens die de bodem tientallen
meters omhoogdrukte.
Fossielenonderzoek: Techniek om de versteende restanten van planten en dieren informatie te verkrijgen over het
klimaat in een bepaalde tijdsperiode.
Pollenonderzoek: Techniek om de plantengroei en het klimaat in een bepaalde periode te reconstrueren aan de hand
van stuifmeelkorrels van planten in oude lagen sediment.
2.1 Het wereldklimaatsysteem
Drie factoren bepalen de klimaatsystemen op aarde:
- De kortgolvige straling van de zon. Vanaf de evenaar naar de polen neemt de hoeveelheid kortgolvige straling af.
- De terugkaatsing van een deel zonnestraling op wolken en deeltjes in de atmosfeer en het aardoppervlak. De
aarde ontvangt minder kortgolvige straling
- De absorptie van broeikasgassen zoals H2O, CO2 en CH4 in de atmosfeer van de door de aarde uitgezonden
langgolvige warmtestraling. Zonder het broeikaseffect zou het op aarde -0 graden zijn.
Op de aarde is de temperatuur constant; er is evenwicht in de stralingsbalans. De hoeveelheid energie van de
inkomende en uitgaande straling van het aardoppervlak zijn gemiddeld over de hele aarde gelijk, regionaal zijn er wel
verschillen: het stralingstekort en overschot. Het energietransport zorgt ervoor dat de energiebalans in evenwicht blijft.
Er zijn 3 manieren van transport van energie van hoge naar lage breedten:
1. Warmtetransport door oceanen
De opgenomen warmte in de bovenste laag van de oceaan wordt door de oceanische circulatie naar de hoge breedten
gevoerd. Daar geeft het warme zeewater bij het afkoelen warmte af in de lucht. Dit afgekoelde water zakt naar beneden.
De afzinkgebieden verbinden de koude en warme zeestromen met elkaar en houden de toestroming van warm zeewater
naar de hoge breedte op gang.
2. Warmtetransport voor de luchtstromingen
Lees terug in samenvatting hoofdstuk 3: Klimaat en landschapszones. (alles over lage en hoge druk, circulatiecellen,
depressies, ITCZ, etc.)
3. Energietransport door de hydrologische kringloop
Als zeewater verdampt wordt er veel energie opgeslagen. Bijvoorbeeld in het subtropisch hogedrukgebied met hoge druk
en droogte. De waterdamp wordt door luchtcirculatie naar gematigde breedten gevoerd. Bij condensatie en neerslag in
een depresseizone komt opgeslagen energie weer vrij.
Plantengroei is de basis voor het onderscheiden van klimaten. Factoren die het klimaat bepalen zijn o.a:
- Geografische breedte: breedte heeft door invalshoek vd zon invloed op de stralingsbalans en temperatuur
- Ligging in het luchtcirculatiesysteem: ligging bepaalt luchtdruk, neerslag en windrichting. (Lees terug in
samenvatting hs3 voor passaten en moessons.)
- Afstand tot zee of zeestromen: hebben veel invloed door het matigende effect ervan op de temperatuur en de
grote hoeveelheid opgeslagen warmte.
- Hoogteligging en reliëf: regenkant of regenschaduw van een gebergte (lees terug samenvatting hs3)
Bekijk bron over klimaatsystemen in het boek!
Begrippen:
Stralingsbalans: Het saldo op een bepaalde plaats aan het aardoppervlak van de inkomende kortgolvige straling van de
zon en de langgolvige uitstraling van de aarde. Dit saldo kan positief of negatief zijn.
Oceanische circulatie: Het stromingspatroon van het zeewater in de oceanen.
Lagedrukgebieden: Gebied met lage luchtdruk en dus met een opstijgende luchtbeweging en het toestromen van lucht
uit alle richtingen (convergentie).
Wordt gekenmerkt door wolkenvorming en neerslag.
Hogedrukgebieden: Gebied met hoge luchtdruk en daardoor een dalende luchtbeweging en het uitstromen van lucht
naar alle richtingen (divergentie).
Wordt gekenmerkt door een wolkenloze hemel en droogte.
Passaat: Constant waaiende winden aan het aardoppervlak van het subtropisch hogedrukgebied rond 30C breedte naar
de ITCZ rond de evenaar.
Moesson: Een passaat waarbij sprake is van een halfjaarlijkse omkering van de windrichting. In de zomer is er een natte
moesson (sterke verhitting en lage luchtdruk) en in de winter een droge moesson (afkoeling en hoge luchtdruk).
2.2 Klimaatonderzoek
Het bleek in 2015 dat de gemiddelde wereldtemperatuur sinds 1880 met een graad is gestegen. Vooral sinds 1960 heeft
de mens vooral door fossiele brandstoffen invloed op het klimaat. Om klimaatontwikkeling te voorspellen, zijn gegevens
over klimaten in een geologisch verleden nodig: het paleoklimaat. Er kunnen afwijkingen optreden door meetmethoden,
meetperiode en de hoeveelheid meetplekken.
, Geologische afzettingen en landschapsvormen kunnen informatie geven over het paleoklimaat in een gebied.
Bijvoorbeeld de lagen steenkool en steenzout in de Nederlandse ondergrond. Die zijn gevormd toen nederland door de
verplaatsing van continenten in een andere klimaatzone lag. We weten de route van Noordwest-Europa door het
paleomagnetisme. Magnetische mineralen nemen de richting van het aardmagnetisch veld aan tijdens hun ontstaan.
Nederland lag in het Carboon en had een tropisch klimaat. In het Perm lag nederland in een woestijnklimaat zone. In dat
warme en droge klimaat ontstonden lagen steenzout door het indampen van water van binnenzeeën.
Passieve klimaatverandering is als een gebied een ander klimaat krijgt door een veranderende locatie op de aardbol.
Actieve klimaatverandering is als het klimaat van een gebied verandert doordat de stralingsbalans op aarde anders wordt,
zoals in het Pleistoceen: een periode met ijstijden en tussenijstijden. Tijdens de ijstijden ontstonden in Noord-Europa
afzettingen en landschapsvormen die getuigen van het koude klimaat.
Zoals de fjorden in U-dalen met vlakke bodems en door gletsjers uitgeschuurde hellingen.
In de een-na-laatste ijstijd het Saalien, zette een ijskap uit scandinavië zwerfstenen af in nederland door de keien en
stenen die dat ijs meevoerde. In Midden-Nederland werden door de beweging en gewicht van het ijs bestaande dalen
uitgediept. Bevroren rivierafzettingen aan de zijkanten werden opgeduwd tot stuwwallen. Onder het ijs werd keileem
afgezet.
In de laatste ijstijd het Weichselien kwamen pingoruïnes voor. De ijslens was gevormd door het grondwater dat onder
het permafrost omhoog kwam. Toen het klimaat steeg, ontdooide de grond boven de ijslens en gleed de grond naar de
randen. Er ontstond een ringvormige randwal met in het middel een depressie (gesmolten ijslens).
Resten van planten en dieren in geologische afzettingen geven aanwijzingen voor het paleoklimaat. Dit heet
fossielenonderzoek. Bij pollenonderzoek wordt onderzoek gedaan naar de in water terechtgekomen stuifmeelkorrels
onder het klei of veen die lang houdbaar en goed herkenbaar zijn. Een derde techniek is dendrochronologie:
boomringen als klimaatindicator. Je vindt ze alleen bij bomen in klimaten met duidelijke seizoensverschillen in
temperatuur en neerslag. Wisselingen in groeisnelheid maken het herkennen van jaarringen en klimaatveranderingen
mogelijk.
Bij isotopenonderzoek worden isotopen van koolstof en zuurstof gebruikt. Voor ouderdomsbepaling door
koolstofdatering is de isotoop 14C belangrijk. Planten nemen deze radioactieve koolstof uit de lucht op door
fotosynthese. Door de plante komt 14C ook in dieren terecht. Na het sterven van planten en dieren wordt door radioactief
verval het 14C minder. In 5730 jaar halveert de hoeveelheid 14C in organisch materiaal. Bij koolstofdatering wordt de
hoeveelheid 14\C in dood organisch materiaal vergeleken met dat in het levende organisme. Bij een kwart is de
ouderdom 2x 5730 jaar. Er kan tot 50000 jaar terug gedateerd worden.
Voor een beeld van temperatuur in het verleden worden zuurstofisotopen 16O en 18O gebruikt. Tussen de lichte O16 en
de zwarte O18 is de verhouding 500:1. Bij hoge temperatuur verdampt er uit zeewater veel zware zuurstofatomen die in
ijskappen terechtkomen. Bij lage temperatuur verdampen de lichte zuurstofatomen. Bij ijskernenonderzoek wordt de
verhouding tussen O16 en O18 gemeten om de warmere en koudere temperaturen te onderscheiden. Luchtbelletjes in
ijskernen geven informatie over de concentratie van gassen zoals CO2 in het verleden.
Begrippen:
Paleoklimaat: De klimaten in het geologische verleden.
Steenzout: Zoutlagen ontstaan door indamping van zouthoudend water van een binnenzee of meer in een zeer droog en
warm klimaat (BS of BW klimaat).
Paleomagnetisme: De richting van het magnetisch veld in een gesteente.
U-dalen: Dal met een U-vorm: platte bodem en aan weerszijden steile hellingen. Ontstaat vooral door uitschuring van
een dal door een gletsjer.
Stuwwallen: Door landijs tijdens het Saalien tot een heuvel opgeduwd materiaal.
Zwerfstenen: Kei of steen die door een gletsjer of ijskap van zijn oorsprongsgebied is weggevoerd of elders afgezet.
Keileem: Een grondsoort die bestaat uit een ongesorteerd mengsel van keien, grind, zand en leem.
Pingoruine: restant van een heuvel die ontstond doordat tijdens de laatste ijstijd een ijslens die de bodem tientallen
meters omhoogdrukte.
Fossielenonderzoek: Techniek om de versteende restanten van planten en dieren informatie te verkrijgen over het
klimaat in een bepaalde tijdsperiode.
Pollenonderzoek: Techniek om de plantengroei en het klimaat in een bepaalde periode te reconstrueren aan de hand
van stuifmeelkorrels van planten in oude lagen sediment.
