16. De heer Cloosterman - Het broeikasgas CO2

Ap J.H.G. Cloosterman Platanenstraat 32 3785 LE Zwartebroek

2

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

Het broeikasgas CO2 en de Energiebalans van de Aarde

https://aardrijkskunde.dbz.be/ipad/atmosfeer/warmtebalans.html

Door: Ap Cloosterman

In 2017 heb ik het boek “Klimaatverandering en duurzame energie” geschreven. Het onderdeel “CO2” van dit boek is door wijlen prof. dr. ir. Dick Thoenes (1930-2019) gereviewd. Dick was een excellente leermeester en ik heb nog steeds veel respect voor hem. Hij wist moeilijke onderwerpen ontzettend duidelijk te verwoorden.

Pagina 1 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

em. Hoogleraar chemische technologie TUE Dick Thoenes Van de correspondentie met hem is mij veel bijgebleven.

Het broeikasgas CO2 De aan de top van de atmosfeer inkomende straling is uitsluitend afkomstig van de Zon. Het grootste deel van deze straling heeft, ten gevolge van de hoge temperatuur van de fotosfeer van de Zon (ongeveer 5500°C), golflengtes tussen de 0.2 en de 3 μm en noemen we kortgolvige straling. 1 μm = 1 miljoenste meter. Golflengte is de afstand tussen 2 pieken. Zie: figuur 1

Figuur 1

Belangrijk te weten is dat de golflengte van een straling kan veranderen en daarmee ook in soort kan veranderen: + energie → golflengte wordt kleiner → soortnaam verschuift naar links; - energie → golflengte wordt langer → soortnaam verschuift naar rechts. Als dus zonlicht tussen 0.2 en 3 μm energie verliest door warmte af te staan krijgt de overblijvende straling een langere golflengte. We hebben dit zien gebeuren met Gamma en Röntgen straling tijdens het ontstaan van het Heelal. Gedurende de lange reis door de ruimte gaat er energie verloren en deze straling zien we nu als zichtbaar licht. Zie: figuur 2

Pagina 2 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

https://www.mrchadd.nl/academy/vakken/natuurkunde/soorten-straling Figuur 2

Na een afstand van 150 miljoen km bereikt deze zonnestraling onze dampkring. Zonnestraling verwarmt vooral de aardbodem. De warmte wordt doorgegeven aan de bovenliggende laag lucht, die hierdoor uitzet, lichter wordt en opstijgt. Met het opstijgen daalt de luchtdruk, waardoor de opstijgende lucht verder uitzet. Uitzettende lucht koelt af waardoor de temperatuur daalt met gemiddeld 6,5ºC per kilometer stijging. Tussen 10 en 20 km hoogte blijft de temperatuur constant op ongeveer -56⁰C. Op 20 km hoogte loopt de temperatuur weer op. Het is de daar aanwezige ozon, die de UV straling van de Zon absorbeert. Dit is ook het gebied, dat mede bepalend is voor het weer. Na instraling van het zonlicht (0.2 - 3 μm) op de Aarde gaat het aardoppervlak infraroodstraling (0,78 – 1000 μm) uitzenden. Infraroodstraling bestaat uit fotonen (energiedeeltjes). Infrarood is een warmte genererende straling en heeft een thermisch bereik variërend van enkele duizenden graden Celsius tot het absolute nulpunt (-273⁰C = 0⁰Kelvin). Elk object met een temperatuur hoger dan 0°K straalt infrarood energie uit. Hoe werkt een broeikasgas Broeikasgassen als CO2 (koolzuur), CH4(methaan), N2O(lachgas) en H2O (waterdamp) zijn in staat om bepaalde delen van de infraroodstraling die de Aarde uitzendt te absorberen.

Het broeikasgas molecuul raakt daarbij in een aangeslagen toestand en beschikt hierdoor over meer energie: de zwiepende bewegingen worden sterker. Zie: figuur 3 Het zijn de broeikasgas moleculen, bestaande uit 3 of meer atomen (CO2 bijvoorbeeld bestaat uit 3 atomen) die deze flexibiliteit bezitten. Pagina 3 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

Moleculen zoals O2 (zuurstof) en N2 (stikstof) hebben deze eigenschap niet.

figuur 3

Als de video met bewegend beeld niet werkt → https://klimaatveranda.nl/2019/04/08/wat-is-broeikasgas-broeikaseffect/ De aangeslagen toestand heeft een levensduur van ongeveer een seconde en in die tijd vinden er 10˄8 (108) botsingen met andere moleculen plaats en worden de nieuw gevormde aangeslagen toestanden (zwiepen) weer opgeheven. De eerder geabsorbeerde energie is nu gebruikt voor een verhoogde snelheid van alle bij de botsing betrokken moleculen en dan met name N2 en O2 moleculen. Opzienbarend is dat de Aarde afkoelt doordat CO2 op grote hoogte in de ijle atmosfeer niet meer wordt gehinderd door zoveel botsingen en de kans krijgt om warmtestraling te emitteren naar de ruimte. Water (wolken, druppels kristallen water en damp) spelen een grote rol in de warmtehuishouding van de Aarde en de kennis daarvan groeit nog elke dag. Zie: literatuurbron 1 De atmosferische laag is door deze extra opwarming op een bepaald moment warmer dan de grondlaag. Warmte stroomt nooit van een kouder gebied naar een warmer gebied, maar omgekeerd van warm naar koud en dat betekent, dat de warmte uit de aardlaag niet kan opstijgen. Pas als deze laag door verdere verwarming hoger in temperatuur is geworden dan de laag erboven kan de warmte opstijgen, maar daarmee straalt de aardlaag wel meer warmte uit en dat is de extra warmte door het broeigaskas effect.

De extra opwarming van de aardse atmosfeer is dus tot stand gekomen door de warmte overdracht naar de O2 en N2 moleculen. Op Mars is er nauwelijks zuurstof en stikstof aanwezig: Samenstelling van de Mars atmosfeer: 95,32% CO2, 2,7% N2, 0,13% O2, 0,03% H2O. Pagina 4 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

De atmosfeer van Mars bevat een verwaarloosbare hoeveelheid waterdamp, terwijl de grote aanwezigheid van waterdamp op Aarde een cruciale rol speelt in de opwarming van de Aarde. Ondanks de enorme hoeveelheid aan CO2 is er geen sprake van opwarming in de afgelopen decennia en dus moet dit te danken zijn aan het gebrek van zuurstof en stikstof, die op Aarde het warmtetransport voor hun rekening nemen. Alarmisten zaaien onrust door te dreigen met een soort gelijke opwarmingsramp zoals door CO2 heeft plaats gevonden op Venus. Stephen Hawking deed er nog een schepje bovenop: “De Aarde kan net zo heet worden als Venus, wanneer we de hoeveelheid broeikasgassen niet terugdringen. De volgende keer dat je een klimaatontkenner tegen komt, raad hem dan aan een reis naar Venus te maken. Ik betaal de reiskosten wel.” Klinkklare onzin! Zwavelzuur is op Venus de kwade genius! Zie: literatuurbron 2 Hoe sterk de broeikasgas moleculen de warmtestraling opnemen hangt af van de golflengte van de straling. Zie figuur 4. Bij sommige golflengtes kan de warmtestraling vrijwel ongehinderd door de atmosfeer stralen, dit zijn de witte stukken in figuur 4. De totale absorptie door broeikasgassen in onze atmosfeer is in de bovenste band van figuur 4 ingetekend.

Figuur 4 https://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/achtergrond/hoe-warmenbroeikasgassen-de-aarde-op

Pagina 5 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

Bij andere golflengtes wordt bepaalde straling door de broeikasgassen opgenomen, dit zijn de grijze banden in figuur 4. De absorptie door CO2 is het sterkst rond 4,26 en 15 μm. Uit deze figuur 4 blijkt ook dat de meeste, vanuit de Aarde naar boven gerichte warmtestraling, door waterdamp wordt ingevangen. Waterdamp is dan ook het sterkste broeikasgas van deze serie. De mens is niet in staat om waterdamp uit de atmosfeer te verwijderen en het kwalijke is dat door plaatselijke opwarming van de Aarde er steeds meer water verdampt en dus het broeikas effect door waterdamp c.q. de opwarming toeneemt. Maar dat niet alleen: regenbuien en droogte zullen in aantallen en heftigheid toenemen en ook orkanen zullen vaker voorkomen. Juli 2023 is een zeer warme maand geweest, zoals uit onderstaande grafiek blijkt. In een mail van 9 augustus 2023 schrijft prof. dr. Fritz Vahrenholt het volgende aan mr. Eduard Harinck: “Op 15 januari 2022 heeft er een onderzeese uitbarsting van de vulkaan Hunga-Tonga in de Stille Zuidzee plaats gevonden. Er werd toen 246 miljard ton zeewater tot een hoogte van 40 km in de stratosfeer geslingerd. De aardse temperatuur zal hierdoor dit jaar met 0,05⁰C stijgen en dat zal 3 tot 5 jaar stand houden. Intussen is er ook een nieuwe EL NIŇO ontstaan, waardoor de aardse temperatuur met 0,3 tot 0,5⁰C is gestegen.

De recordtemperatuur van juli 2023 zou hiermee verklaard zijn”.

{Een compliment voor Eduard Harinck en Rob Nijssen: Eduard communiceert zeer intensief binnen een wereldwijde kring van wetenschappers en stuurt enorm veel artikelen, die hij o.a. ontvangt van Rob Nijssen door aan zijn volgers} Er zijn steeds meer wetenschappers, die van mening zijn dat de broeikaswerking met meer dan 400 ppm CO2 in onze atmosfeer nauwelijks meer invloed heeft op de opwarming van de Aarde. Zie: literatuurbron 3. Pagina 6 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

Een nie

beri

11 Augustus 2023

t

Space.com is de belangrijkste bron van ruimteverkenning, innovatie en astronomienieuws. Op 06.08.2023 kreeg ik twee zeer verrassende berichten van Space.com: “De zon blaast de hoogste energiestraling uit die ooit is geregistreerd” Zie: literatuurbron 4 “We dachten dat we van deze ster veel wisten, maar dat is niet het geval. Wetenschappers hebben ontdekt dat onze eigen Zon een extreme hoeveelheid gammastraling uitstraalt - golflengten van licht waarvan bekend is dat ze de meeste energie dragen van elke andere golflengte in het elektromagnetische spectrum. Het blijkt de hoogste energiestraling te zijn die ooit is gedocumenteerd.” en “Wetenschappers hebben misschien net het grootste mysterie van de zon gekraakt” Zie: literatuurbron 5 “Wetenschappers hebben misschien net ontdekt wat de buitenste atmosfeer van de Zon, de corona, zo onverklaarbaar heet maakt. Al tientallen jaren worstelen wetenschappers om uit te leggen waarom de temperaturen in de buitenste atmosfeer van de Zon, de corona, verbijsterende temperaturen van meer dan 1,8 miljoen graden Fahrenheit (een miljoen ⁰C) bereiken. Het oppervlak van de Zon is slechts ongeveer 10.000 graden F (6.000 ⁰C). Met de corona verder weg van de warmtebron, zou deze buitenatmosfeer in feite koeler moeten zijn.

Nieuwe waarnemingen van het door Europese ruimtevaartuig Solar Orbiter hebben tot ontdekkingen geleid wat er achter deze mysterieuze verwarming zou kunnen zitten: Snel oscillerende golven produceren volgens de laatste berekeningen zoveel energie dat ze de coronale opwarming zouden kunnen verklaren.” Vraag: Is et dan iteindeli k to is voor de op arming

de

on die sterk medeverant oordeli k

Energiebalans van de Aarde In figuur 5 zijn de energiestromen aangegeven vanaf de Zon via de atmosfeer richting Aarde.

Pagina 8 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

ruimte. De satellietgegevens (temperatuur) worden verkregen van zogenaamde Microwave Sounding Units, die de microgolfemissies van zuurstofmoleculen uit brede atmosferische lagen meten. Het omzetten van deze informatie naar schattingen van het temperatuurverloop kent grote onzekerheden. De onzekerheid in de satellietgegevens is groter dan die van de oppervlaktetemperatuur registratie, die is gebaseerd op directe metingen door thermometers. De geschatte waarnemingson eker eid bij satellietmetingen is vijf keer zo groot. Zie: literatuurbron 6 Een persoonli ke opmerking: Het ontbreekt in figuur 5 aan cijfers over warmte opnames door plankton, oceanen, levende wezens, planten, bomen, groente/bloemenkassen en zonnepanelen, die de zonnewarmte grotendeels gebruiken om groei en energie te realiseren. Bovendien is de warmte vanuit het binnenste van de Aarde ook niet meegenomen. Plankton Fytoplankton (een combinatie van de Griekse woorden, φυτον(phyton) “plant” en πλαγκτός(planktos) “dwaler”) maakt gebruik van fotosynthese, dus zonnewarmte, om energie te verkrijgen, waardoor ze behalve een belangrijke voedselbron, ook van essentieel belang zijn voor het zuurstofgehalte in het water. Fytoplankton staat aan de basis van de voedselketen in het aquatisch milieu’ (bron Wikipedia).

De door plankton opgenomen warmte, welke dus niet terug gekaatst wordt naar de ruimte is niet afzonderlijk in de rubriek “Netto geabsorbeerde warmte” vermeld. Zie ook literatuurbron 7 Oceanen De oceanen beslaan 75 % van het aardoppervlak, dus ook 75 % van de ingestraalde zonnewarmte op Aarde. Het gaat hier om gigantische hoeveelheden warmte, die vooral door het water wordt opgenomen. In figuur 5 wordt wel de warmte (78 W per m²) genoemd, die voor verdamping nodig is. De warmte die gebruikt wordt voor de opwarming van het oceaanwater is niet afzonderlijk in de rubriek “Netto geabsorbeerde warmte” vermeld. Levende wezens Mensen en dieren en zeker koudbloedige dieren gebruiken zonnewarmte om in leven te blijven en welke dus voor het grootste deel niet naar de atmosfeer wordt terug gestraald. Ook hiervan is geen melding gedaan in Pagina 10 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

Op jaarbasis is de instraling per hectare bos door de Zon 10 miljoen kWh. Zie: literatuurbron 8 Ik heb geen idee hoeveel bomen er wereldwijd zijn, maar wereldwijd wordt er een gigantische hoeveelheid zonnewarmte door bossen opgenomen. Ook hiervan is geen melding gedaan in de rubriek “Netto geabsorbeerde warmte”. Zonnepanelen Zonnepanelen werken met licht met golflengtes tussen 50 en 700 nm. Ook het licht dat door wolken weerkaatst wordt, het zogenaamde diffuse licht, en op de panelen terecht komt, wordt omgezet. Een gemiddeld zonnepaneel wekt zo’n 315 kWh = 315.000 Wh per jaar op. Gemiddeld groeien bomen in ons land met 11,8 m3 per hectare. Het vochtgehalte bedraagt 45%. Dus de droog-hout-productie bedraagt 6.510 kg per hectare. De verbrandingswaarde van een kg hout bedraagt 5 kWh. Per saldo legt een bos dus per hectare vast 5 x 6.510 = 32.550 kWh. Op jaarbasis is de instraling per hectare door de Zon 10 miljoen kWh. Daarmee wordt door een bos 0,325 % van het zonlicht vastgelegd in de vorm van hout. Zonnepanelen met 18% efficiency halen dus 55 x meer energie uit de Zon dan bomen. Ook hiervan is geen melding gedaan in de rubriek “Netto geabsorbeerde warmte”. Zie: literatuurbron 9 Volgens dr. Rong Ding – University of New South Wales (Australië), zijn er wereldwijd 2,5 miljard zonnepanelen geïnstalleerd en is de levensduur van een zonnepaneel ongeveer 25 jaar.

Zolang er nog geen oplossing is gevonden voor een milieuvriendelijke verwerking ervan, krijgen we in de jaren 2040-2050 en daarna te maken met een enorm afvalprobleem. De moraal (schrijft voor wat je mag doen, hoe je je moet gedragen) van dit artikel 1. De bovengenoemde absorptie warmte door de Aarde zijn moeilijk in cijfers weer te geven, maar zullen in totaal zeker veel groter zijn dan de 0,9 Watt per m², zoals deze in figuur 5 als “netto geabsorbeerd” vermeld zijn. Dit betekent ook, dat de cijfers 390 Watt per m² voor “surface radiation” en 324 Watt per m² voor “back radiation” lager zullen uitvallen. Overigens heeft dit geen effect op de klimaatveranderingen, zoals we die in de praktijk ondervinden. Het geeft overigens wel een vertekend beeld! Pagina 12 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

2. In bovenstaand artikel moet het u duidelijk geworden zijn, dat bomen en planten zonnewarmte absorberen en dus een bijdrage leveren aan een vermindering van de aardse opwarming. Boskap of ontbossing heeft een directe invloed op het klimaat. De regencyclus raakt verstoord en er vindt een grotere opwarming van de bodem plaats door een verandering van de albedo. Albedo is het percentage zonnestraling c.q. warmte, dat wordt teruggekaatst. Er zijn wetenschappers die de oorzaak van de ondergang van de Mayacultuur in Mexico wijten aan een enorme boskap. Er vond een flinke bevolkingstoename plaats en voor het noodzakelijke voedsel werden oerwouden gekapt om plaats te maken voor landbouw. Een groen bladerdak reflecteert meer zonnestraling dan een kale donkere bodem. Een periode van enorme droogte was het gevolg. Ode aan de boom Huidmondjes op hun blad consumeren CO twee en geven bij daglicht zuurstof voor het leven mee. S’ avonds zijn de zuurstoftentjes moe en doen ze hun huidmondjes toe. De bomen voeden hen en sta dus stil bij zo’n wonder. Wees blij met deze bomen, we kunnen gewoon niet zonder. Zij zijn met hun grote aantallen, regelaars van ons klimaat. Laat hen leven, zodat de mensheid niet naar de bliksem gaat. Ap Cloosterman, 5 december 2021

Het is dan ook onbegrijpelijk, dat de VN toestaat dat er nog steeds illegale boskap wordt gepleegd. Er dient keihard opgetreden te worden! Het klimaatwelzijn van de totale wereldbevolking staat hiermee op het spel! 3. Het is uitermate kwalijk, dat Frans Timmermans, Ursula von der Leyen, Diederik Samsom, Ed Nijpels, de leden van de totale Europese Commissie met hun volgers en het merendeel van het Nederlandse Parlement elke vorm van overleg over de oorzaken van de weersverandering uit de weg gaan. Zij moeten toch weten, dat alle maatregelen die tot nu toe zijn genomen om de uitstoot van CO2 terug te dringen niets hebben opgeleverd. In de Telegraaf van 26 juli 2023 trekt Roderick Veelo flink van leer:

Pagina 13 van 16

Ap J.H.G. Cloosterman

11 Augustus 2023

* Uitbarsting onderzeese vulkanen; * Andere natuurlijke oorzaken. Het zijn overigens allemaal oorzaken waar de mens weinig of niet op kan anticiperen. Wij doen er verstandig aan om onze aandacht en praktische uitvoering te richten op adaptatie, maar ook op een verbetering van de Overheid organisatie: * Onmiddellijk stoppen met niet werkende Green Deal projecten; * Schone lucht. Streng optreden! * Tegengaan van milieuvervuiling. Streng optreden! * Plastic afval niet in het milieu dumpen. Streng optreden! * Meer groen en bomen; * Geen donkere kleuren bij gebouwen en wegen: meer reflectie van zonlicht; * Minder vliegreizen = minder uitlaatgassen en waterdamp; * Dichter bij het werk gaan wonen = minder verkeer; * Hemelwater afvoer verbeteren om overstromingen te voorkomen; * Taak Tweede Kamer: meer aandacht voor maatschappelijke en economische problemen. Geen gekissebis. Toelatingseisen op geschiktheid; * Minder aantal landelijke partijen. Geen 21 partijen, maar hoogstens 5 partijen voor wat betreft 1e en 2e Kamer. Minder poldermodel en effectiever. Dus: een kiesdrempel; * Vak deskundigen aan het roer: zakenkabinet; * Instemming van de burger bij ingrijpende en kostbare projecten. * Etc. Etc. Met dank aan dr.ir. Frans van den Beemt (kernfysicus) voor de review van het CO2 broeikasgas gedeelte.

Literat

rbronnen

1 https://sciencetalks.nl/greenhouse-gas-co2-should-not-be-feared/ 2 https://www.climategate.nl/2020/09/voorwaarts-mars-deel-iv/ https://www.climategate.nl/2023/03/de-geringe-invloed-van-co2-op-deklimaatverandering/ 4 https://www.space.com/sun-blasts-highest-energy-radiation-everrecorded-raising-questions-solar-physics?utm term=30D1ADA6-99BFPagina 15 van 16