Het broeikaseffect heeft een voordeel




  • Inleiding
      In de presentatie van professor Oerlemans op 7 december 2005 werd de volgende formule gebruikt:



      De factor 0,25 heeft te maken met het feit dat vanuit de zon gezien de aarde een cirkelvormige schijf is met een oppervlakte van p.r2 , terwijl de werkelijke oppervlakte van de aardbol 4 maal zo groot is. De formule geeft het evenwicht aan tussen de instraling van de zon (linker lid) en de uitstraling (rechter lid) per eenheid van oppervlakte van de aarde.
  • Enkele voorbeelden
      In de volgende voorbeelden wordt met behulp van de gegeven formule de temperatuur van de aarde berekend in een aantal extreme gevallen en in de situatie waarin de aarde nu verkeert. Volgens de wet van Stefan-Boltzmann is de energiedichtheid van de straling uit een volkomen zwart lichaam recht evenredig met de vierde macht van zijn absolute temperatuur T (Ez = s.T4 ).

      Zou de aarde nu zo’n zwarte straler zijn zonder broeikaseffect (a = 0 en t = 1) dan zou uit bovenstaande formule voor haar temperatuur volgen: T = 278,54 K, wat overeenkomt met 5,54 ºC. In de situatie, waarin de aarde een deel van de zonnestraling terugkaatst (bijv. a = 0,29) en geen broeikaseffect vertoont (t = 1), vinden we een temperatuur T = 255,68 K (-17,31 ºC). De aarde zal in dat geval dus helemaal gaan bevriezen en een ijsbal worden. De huidige situatie waarin de aarde verkeert, bevindt zich ergens tussen deze twee uitersten. Er is wel een zekere mate van broeikaseffect en de aarde is geen volkomen zwarte straler (a = 0,29 en t = 0,6). Voor de temperatuur berekenen we nu T = 290,51 K (17,51 ºC), een aangename temperatuur. Voor het geval dat het broeikaseffect behoorlijk is toegenomen en de broeikasfactor een lage waarde heeft (a = 0,29 en t = 0,1), wordt de temperatuur al T = 454,68 K (181,68 ºC), te heet om te kunnen leven. De volgende tabel geeft een snelle blik op de berekende situaties:

  • Verband tussen temperatuur en broeikasfactor
      Voor de huidige waarde van de albedo (a = 0,29), die natuurlijk in de loop van de aardgeschiedenis niet constant is, kan het grafische verband tussen de temperatuur in graden Celsius van de aarde en de broeikasfactor (t) als volgt uit bovenstaande formule worden afgeleid:

  • Het meest geschikte broeikasfactor
      Het is goed dat de aarde een zekere mate van broeikaseffect heeft, waardoor de temperatuur tussen redelijke grenzen blijft die nodig zijn voor het bestaan van het leven. Waarden van de broeikasfactor tussen 0,6 (huidige waarde) en 0,7 lijken het meest geschikt. De gemiddelde temperatuur op aarde blijft dan tussen 7 en 18 ºC.
    • Drs. Tonnis Dijksterhuis