Veranderd landgebruik geen bron van CO2 meer… (?)

De meest invloedrijke metingen op aarde. Bron: NOAA

Precies 60 jaar geleden in 1958 vestigden Amerikaanse meteorologen van de latere NOAA (1972) op de actieve vulkaan Manua Loa (Hawaii) hun meetstation, om CO2-gehaltes in de atmosfeer te meten. De daaruit voortkomende meetreeks is misschien wel de meest invloedrijke grafiek uit de wetenschaps-geschiedenis.

Hierboven zie je de meest recente metingen van de CO2-gehaltes die als maat gelden voor de CO2-gehaltes op de wereld. Vergelijk dat dan met de recente metingen van een Chinees station op Antarctica:

Chinees Arctisch Station

Dan zie je weliswaar de zelfde trendlijn omhoog met seizoens-variaties.

Maar toch wel 5-10 ppm verschil, wat overeenkomt met meerdere jaren fossiele brandstof-emissies. Zo komen we bij de brainwave van vandaag: In hoeverre is de vulkanische activiteit van Manua Loa voor dat verschil niet verantwoordelijk? Bedenk dat het vulkaan-eiland sinds 1844 liefst 33 erupties kende. 

Vulkanisch gesteente Vulkaaneifel

Het argument voor die locatie-keuze op Manua Loa was dat je daar zover van beschaving afzit dat je een onvervuilde meetreeks hebt. Maar juist op een actieve vulkaan- die 1984 voor het laatst echt uitbarstte- krijg je de meeste natuurlijke CO2-productie.

Een logische vraag die dan bij je opkomt is: hoe corrigeren ze de vulkanische CO2-productie op Manua Loa in de metingen? Dat je dus voor een deel niet de toevoeging meet door verbranding van fossiele brandstoffen, maar deels de invloed van een natuurlijke puntbron, die je in vulkanisch actief gebied nu eenmaal hebt…

Vulkaaneifel

De hoogte van het station op 3000 meter en de invloed van oceanische wind zal mogelijk voor snelle menging zorgen, maar ben je er dan al?

Ook de huidige Vulkaaneifel – waar ik bovenste foto’s nam- scheidt nog steeds jaarlijks een 0,75 miljoen ton CO2 uit, 1/5de van een flinke kolencentrale. De kroon van natuurlijke CO2-productie spant Yellowstone, dat jaarlijks 16Mton CO2 uitstoot, gelijk aan 4-5 kolencentrales.

Op Manua Loa

Metingen aan slechts 1 vulkaan op Manua Loa (2002) toonden dat deze 4 maal meer CO2 produceert dan eerder gedacht, wel 3,1 Megaton per jaar. Dus meet je op Manua Loa de CO2-concentraties alsof je boven de uitlaat van een kolencentrale CO2 meet, zo lijkt het althans. Hoe kan dat mondiaal representatief zijn?

Gelukkig is de meeste literatuur over de totstandkoming van het meestation gewoon op het web beschikbaar. Zie bijvoorbeeld deze ‘Harry Wexler Memorial Lecture’ van Lester Machta (NOAA) uit 1972, over het ontstaan van het station.

Uit de lezing

Toen voorspelden ze al dat in het jaar 2000 de CO2-concentratie de 380 ppm zou aantikken. (bij de start in 1958 zaten ze op 312 ppm) En dat hadden ze daar op Hawaii toch min of meer juist voorzien, mede op basis van een jaarlijkse groei in fossiel brandstof-verbruik van 4 procent. En dat van die verbrande olie, kolen en gas dan de helft in de atmosfeer zou blijven hangen.

Zie ook hoe optimistisch ze waren over het vermogen aan kerncentrales, dat zou worden bijgeschakeld zodat de groei in fossiele brandstof-emissies zou afvlakken:

Uit de studie in 1972: kernenergie had nog de toekomst

Wat ik niet wist, is dat ze eerder op Antarctica met CO2-metingen begonnen.

En dat CO2-metingen bedoeld waren om de invloed van kernproeven (met hun fallout van C14) te volgen. Daar kwam in 1958 David Keeling bij van Caltech, die de relatie klimaat-CO2 wilde monitoren. Omdat ze geen grote verschillen in meetwaarden met andere stations vonden (bv Scandinavie, Zuidpool) concludeerden ze dus, dat Manua Loa representatief voor de wereld kon zijn.

CO2 bubbels in Laachersee

Die conclusie trokken ze al in 1965:

Volcanic emanations of CO2 near the summit of Mauna Loa and uptake of CO2 on the forested lower slopes of the mountain influence the concentration of CO2 at Mauna Loa Observatory but do not seriously interfere with the determination of regional changes.

Verder zie je dus sterke seizoens-variaties door het groeiseizoen van planten. Op onze Noordelijke Breedtegraad en noordelijker kan jaarlijks het CO2-gehalte wel 10 ppm verschillen, omdat planten in het voorjaar CO2 zo snel opslorpen.

Tegelijk krabden de wetenschappers zich nog achter de oren over de CO2-klimaatrelatie. Want terwijl CO2-gehaltes stegen, daalde tegelijk de temperatuur in de lagere luchtlagen van het Noordelijk Halfrond, tegen de theorie in dat die temperatuur moest stijgen:

….1972

…ze vonden toen wel dat mondiaal de gehaltes aan Ozon toenamen.

Maar het ging hier over CO2. Maten ze tot 1968 nog een jaarlijkse toename van 0,7ppm, in 1972 was dat al 1 ppm terwijl ze die toename niet aan fossiele brandstoffen konden toeschrijven die constant bleef:

An increase in the annual growth from say 0.7 ppm per yr to over 1.0 ppm per yr can be caused by either very small decreases in the biospheric uptake or very slight warming of the sea-surface temperature, but we don’t know which.

Vulkaaneifel

Anno nu is de Nederlander Pieter Tans 1 van de verantwoordelijken voor de (verwerking van) metingen aan CO2 op Manua Loa. Zijn publicatie in Oceanography in 2009, borduurt ondermeer verder, op dat al in 1972 waargenomen verschil: dat stijging van (gemeten) CO2-gehaltes uit de pas loopt met het geschatte fossiel brandstof-verbruik.

Hij schrijft, dat de stijging van het atmosferisch gehalte van CO2 juist steeds meer afremt terwijl het fossiel energieverbruik zo ver steeg:

When calculating ABFins for the entire Mauna Loa record and fitting a linear slope, it is weakly negative, decreasing from 0.61 in 1958 to 0.53 in 2009.

Screenshot van Pieter Tans zijn grafiek in Oceanography 2009

Geen CO2 meer door Land Use Change….
Ik ben zo vrij een screenshot te nemen van de grafiek die zijn verklaring weergeeft: dat de vegetatie op aarde via veranderd landgebruik geen bron van CO2 meer is. Maar dat die meer CO2 kan opslorpen dan men eerder aannam. Tans schrijft (blz 6):

With the continuing growth of fossil fuel emissions, the relative contri- bution of land use emissions has dimin- ished over time, which in itself can cause a trend of ABFF+L. However, as already argued, this approach distances ABFF+L from direct observations by injecting models into the denominator.

The second is to hypothesize that the recent increases in global fossil emissions have been dramatically overstated. It is more likely that we are currently in a period of anomalously large terrestrial uptake similar to the early 1990s.

Tans wil het graag zonder modellen doen en aannames. Dan blijkt dat de vegetatie op aarde nu bij stijgende CO2- gehaltes en temperaturen productiever wordt; of mag ik dat zo niet uitleggen? Maar dat is wel wat ‘negatieve terrestrische emissies’ inhouden. Dat plantengroei meer opslorpt, kortom sneller groeit en CO2 in bodems vastlegt, dan er door respiratie en rotting vrijkomt.

Tropische moerassen grote CH4-bron

Kom je terecht in de modellen-wereld, dan zie je deze studie van Guido van der Werf in 2009 in Nature Geoscience. Die stelt ook vast dat CO2-emissie door veranderd landgebruik (ontbossing) wel een factor 2 lager is dan eerder door IPCC aangenomen. Maar dat- zoals ik woensdag besprak- de natuur via moerassen een veel grotere methaanbron is dan gedacht.

Conclusie

  • Mijn ‘brainwave’ dat ze op Manua Loa moeten corrigeren voor plaatselijke vulkanische CO2-emissies was terecht. Je ziet dus toch een verschil van 10 ppm met andere locaties
  • Maar voor de algemene trend maakt dat niet uit. Een van de weinige zekerheden van klimaatwetenschap is dat stijgende CO2-gehaltes grotendeels door fossiel brandstof-gebruik veroorzaakt zijn
  • aan landbouw toegeschreven CO2-emissies door rapport-wetenschappers als Hans Blonk en Wageningen UR via ‘veranderd landgebruik’ lijken niet overeen te stemmen met wat serieuze wetenschappers vaststellen in de wetenschappelijke literatuur

Kringetjes opborrelend CO2 in de Laachersee, een vulkaankrater

Dat leek mij ook niet logisch: wanneer je met grasland wel 10-15 ton droge stof per jaar kunt oogsten, die deels in de voedselketen verdwijnt, terwijl je jaarlijks ook koolstof vastlegt in de bodem (30-40 kg per hectare). Dan kun je onmogelijk netto een CO2-bron zijn via virtuele ‘land use change’. Stel dat dit grasland hier op de Friese klei is: dat is land dat eerder Waddengebied was, modder.

Dus krijg je dan door ‘veranderd landgebruik’ juist MEER CO2-opname, omdat er nu planten groeien.

Tufsteen Maria Laach Eifel

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *