bomen planten

Gedurende een jaar of 50 legt 1 boom -bijvoorbeeld een eik- grofweg 1 ton CO₂ per jaar vast. Bovengronds.

Het komt overeen met de uitstoot van ongeveer 463 L benzine per jaar.

Westerlingen gebruiken permanent gemiddeld iets meer dan 5 KW = 43800 KWu/j, qua CO₂ uitstoot vergelijkbaar met 4380 L benzine.

Om dat te compenseren moeten we voor iedereen, van zuigeling tot grijsaard, meer dan 10 bomen aanplanten. Op een plaats waar nu niets groeit, want anders vervang je het ene groen door het andere.

De zo vastgelegde CO₂ mag nooit meer terug in de atmosfeer komen dus het hout van die bomen moet dan voor altijd bewaard blijven ... of voor alle gekapte bomen een nieuwe herplant.

---

Geef een boom een oppervlakte van 7x7m, iets van 50m².

Per persoon moet je dan 500 m² aanplanten, een veldje van in het vierkant 22,5 m × 22,5 m.

Voor alle nu levende NLers 850000 HA; in het vierkant 92 km × 92 km.

Met 3,4 miljoen HA (droge) grond in Nederland is dat ongeveer 25% van het land.
Permanent.
En elke 80 jaar -de gemiddelde leeftijd- 25% erbij.

CO2 toegevoegd sinds a.d 1800

Komt de CO₂-toename in de atmosfeer overeen met het verstoken van fossiele brandstoffen sinds het begin van de industriële revolutie? Dat wilde ik wel eens weten. Als dat zo is dan is dat een aanwijzing voor een 'man-made' broeikaseffect. (Al is een aanwijzing niet per se een bewijs.)

Kan ik met middelbareschoolkennis tot een antwoord komen? "Run the numbers", reken maar mee:

Ik begin met een schatting te maken van hoeveel lucht er in de dampkring is.

Dat kun jij ook. 

We weten dat de luchtdruk op zeeniveau rond de 1013 HPa (hectoNewton/m²) schommelt. Dat betekent dat op elke vierkante meter een kolom lucht drukt met een gewicht van 101300 Newton.

Op alle 510 miljoen×miljoen = 510×10¹² vierkante meter van de aardbol. Dat is het totale gewicht van de aardatmosfeer.

Het gewicht van een massa is die massa vermenigvuldigd met de valversnelling 9,8 m/s², dus de totale

luchtmassa×9,8 m/s² = 101300×510×10¹² N

dus

luchtmassa = 101300×510×10¹²N / 9,8 m/s²

= 5,264×10¹⁸ kg

Om van het gehalte van CO₂ naar de totale hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer te komen moeten we niet de massa in kg hebben maar in kmol (kilomol).

Lucht bestaat, moleculair, voor 79% uit stikstof (N₂) 20% zuurstof (O₂) en nog een procent met allerlei andere gassen.

Uit de middelbareschool BiNaS tabellen kun je halen dat

28 kg N₂ gelijk staat aan 1 kmol N₂ 

32 kg O₂ gelijk staat aan 1 kmol O₂ en

44 kg CO₂ staat gelijk aan 1 kmol CO₂

Je kunt daarmee uitrekenen dat 

0,99 kmol lucht = 0,79×28 + 0,20×32 = 28,8 kg

en dus, als we die laatste procent voor lief nemen, dat

alle lucht in de atmosfeer = 5,264×10¹⁸ kg / 28,8 kg/kmol =

1,828×10¹⁷ kmol

---

Aan het begin van de Industriële Revolutie, rond het jaar 1800, was het CO₂-gehalte in de lucht 280 ppm (parts per million),

in het jaar 2016 was dat 400 ppm. 

Dat is dus een toename aan CO₂ van 120 ppm.

120 ppm = 120×10^-6

120 ppm van alle lucht in de atmosfeer is

120×10^-6 × 1,828×10¹⁷ kmol =
2,193×10¹³ kmol. Dat is de toename aan CO₂ in de atmosfeer

oftewel

2,193×10¹³ kmol × 44 kg/kmol =

een toename aan CO₂ van 9,651×10¹⁴ kg =

965 Gton CO₂

---

Is het plausibel dat menselijk gebruik van fossiele brandstoffen tot een CO₂ toename in de atmosfeer heeft geleid van 965 Gton?

965 Gton in 216 jaar is gemiddeld 4,468 Gton/j.

Als we dat eens grijpbaar maken: 

per hedendaagse wereldbewoner is dat 

4,468 / 7 = 0,638 ton per persoon per jaar = 

638 kg CO₂ pppj

Hoeveel benzine zou je daarvoor moeten verbranden?

Neem voor benzine octaan: C₈H₁₈

1 kmol octaan heeft massa 8×12 + 18 = 114 kg.

Dat verbrandt tot CO₂ als in:

C₈H₁₈ + 12 O₂ ➔ 9 H₂O + 8 CO₂

Dus

1 kmol octaan levert bij verbranding 8 kmol CO₂ op, oftewel

114 kg octaan levert bij verbranding 8×44 = 352 kg CO₂ op.

638 × 114/352 = 203,4 kg octaan equivalent pppj

= 0,557 kg per persoon per dag (pppd), 

en dat komt overeen met 0,8 L octaan pppd

want de soortelijke massa is ongeveer 0,7 kg/L.

Er waren weliswaar lang geen geen 7 miljard mensen alle afgelopen 216 jaar; het begon met 1/4 tot 1/3 ervan. Aan de andere kant wordt voor de 0,8 miljard hedendaagse westerlingen het (energetisch) equivalent van 0,8 L octaan iedere 100 minuten minuten verstookt, 15 x zoveel.

Het is een ruwe schatting, maar de uitkomsten liggen in de zelfde orde van grootte. Mij dunkt daarom 

dat het plausibel is dat er sinds 1800 evenveel CO₂ in de atmosfeer is bijgekomen als dat er door verbranding van fossiele koolwaterstoffen aan afgegeven is.

zuidwaardse afwijking van zwaartekracht door zuidpoolijskap

De situatieschets
De 'normale' valversnelling g op aarde wordt lichtelijk aangevuld door de aantrekking en in de richting van de massa M van de ijskap op Antarctica.

Laten we die aantrekking  y noemen. Op te splitsen in een verticale component y_c en een horizontale -zuidwaards gerichte- component y_z.

De zuidwaarts gerichte component van de afwijking van de valversnelling y_z leid je af als volgt:

Water organiseert zijn oppervlak zodanig dat het 'waterpas' staat, loodrecht op de zwaartekrachtveldlijnen. En die zijn naar al dat ijs op Antarctica toe gericht.

Dus ligt  Antarctica met ijskap als het ware in een bult in het zeeoppervlak.

Voor iedere locatie op zee met breedtegraad β trekt het ijs op Antarctica water over een kleine afstand naar het zuiden Rdβ een beetje omhoog: dh. De zeespiegel loopt onwaarneembaar op met een helling van dh/Rdβ

Die helling dh/Rdβ = y_z/(g+y_c)

Onder aanname dat y_z/(g+y_c) ~ y_z/g 

dus dat y_c in het niet valt bij g
tellen we al die hellinkjes bij elkaar op. Dan weten we hoeveel het water in het zuiden 'hoger' staat dan op de noordpool.

We integreren y_z van de noordpool naar de zuidpool ...

... en krijgen we als uitkomst ... (ja: doorklikken)

Vanaf de noordpool tot aan zijn kusten trekt de ijskap naar zich toe zodat er een totaal hoogteverschil ontstaan is van 231 m!
Wat er van het noorden is weggetrokken is er in het zuiden bijgekomen.
Rondom 27° zuiderbreedte is het peil onveranderd.
Bij ons zorgt het voor een zeespiegeldaling van omstreeks 38 m.

Zwaartekrachtafbuiging door Groenlands ijskap

Er ligt 1,7 miljoen km² • 2km = 3,4 miljoen km³ ijs op Groenland. Dat is 3,4 • 10¹⁵ m³.

Een massa M = 3,4 • 10¹⁸ kg.

Met het zwaartepunt op een afstand r van zo'n 3000 km = 3 • 10⁶ m van NL.

Het wekt hier een zijwaartse zwaartekrachtversnelling op van

GM/r²

(met G = 6,674 • 10⁻¹¹ m³s⁻²kg⁻¹)

Da's 6,674 • 3,4 / 9 • 10^(-11+18-12) m/s².
Ofwel 2,52 • 10^-5m/s² = 2,52 • (10^-6 • 10) m/s² = 2,52 miljoenste • de aardse valversnelling op NAP.

Zoveel trekt nu het ijs daar het water hier opzij, ten opzichte van recht naar beneden.

Dat doortrekken -heel ruw- lineair over 2000 km -tot uit de kust van Groenland- levert 2,52 miljoenste van 2000 km = 5,04 m hoogteverschil op.

(Ietsje preciezer is de berekening volgens bg ill. Een stuk hoger want dichterbij trekt het ijs harder. Maar nog steeds ruw want de aarde plat genomen ;-) dan kom ik uit op 15,1 m, 5 verdiepingen.)

Water organiseert zijn oppervlak zodanig dat het 'waterpas' staat, loodrecht op de zwaartekrachtveldlijnen. En die zijn naar al dat ijs op Groenland toe gericht. Dus ligt Groenland met ijskap als het ware in een bult in het zeeoppervlak! Met een hoogte van 5,04 m of 15,4 m t.o.v ons zeeoppervlak.

Maar als dat ijs smelt? Wat als die zijwaartse zwaartekrachtcomponent wegvalt?
Loopt dan alleen die bult leeg? Of stijgt bij ons dan het water navenant?

de vervuiler betaalt, of ... wie?

De industrie vervuilt, de burger = consument betaalt.
Maar als de industrie zou betalen zouden de kosten doorberekend worden in de productprijzen, en de consument = burger alsnog betalen.
Die heeft dan echter wel een keuze.

De consument = burger kan kiezen voor Chinese of Bengaalse shit, of shit uit Patagonië voor mijn part, waar niet voor vervuiling betaald is.
En dat doet ie.
Het enige netto-gevolg: onze voor-vervuiling-betalende, of, nog sneuer, niet-meer-vervuilende industrie gaat te gronde.
En de vervuiling vindt nog steeds plaats. Dat was toch niet de bedoeling?

Maar dan nu:
De burger betaalt en denkt als consument: "ja, hee, ik heb al betaald dus dat geeft mij rechten". Recht om te vervuilen. De industrie krijgt geen directe prikkel om vervuiling te stoppen.
En de vervuiling vindt nog steeds plaats. Dat was toch niet de bedoeling?

De prijsprikkel spekt wel lekker de staatskas, maar werkt dus niet zolang de burger = consument niet solidair is met de industrie.
En de vervuiling vindt nog steeds plaats. Dat was toch niet de bedoeling?

Het wordt gekker.
Want als de consument = burger wél solidair met de industrie zou zijn, dus zou zeggen: ik koop alleen onvervuild geproduceerde shit, moeten ze dan nog voor die vervuiling betalen?
Maar de vervuiling vindt dan niet meer plaats. Dat was toch de bedoeling?

PS.
Bij 1-&-ander wordt er stilzwijgend van uit gegaan dat niet-meer-vervuilen geld kost. Klopt dat wel?
https://ghvernuft.nl/html/grh/kluft6.pdf

CO2concentratie en broeikaseffect

"De wet van Stefan-Boltzmann stelt in maar vijf regels natuurkunde dat huidige hoeveelheid CO2 de aarde ongeveer dertig graden warmer maakt ten opzichte van nul CO2 in de atmosfeer". https://t.co/lSL6yoJ33i

Van nature -zeg in het jaar 1800- was de CO2-concentratie 280 ppm. In 2016 was dat 400 ppm.
In promilles: 0.28 ‰ resp 0.4‰ = in procent: 0.028% resp 0.04%.

De van nature al aanwezige CO2 zorgt,
samen met de van nature overvloedig aanwezige -en veel sterker werkzame- waterdamp en andere broeikasgassen,
dat de temperatuur op aarde gemiddeld 15°C is ipv -18°C.

Praten we over relatieve temperatuurstijging dan moet je in Kelvin rekenen in plaats van Celsius.
Dus zonder broeikasgassen was het op aarde gemiddeld 255K.
Met van nature aanwezige broeikasgassen 288K.

Dat is ongeveer 14% hoger.

Waterdamp neemt daarvan ca 2/3 voor zijn rekening, dus zeg 9% relatieve temperatuurverhoging. Blijft voor -natuurlijk- CO2 maximaal 5% bijdrage broeikaseffect over.
Naïef zou je bij verdubbeling van CO2-concentratie maximaal 10% bijdrage aan extra temperatuur-verhoging niet verbazen.

Wat IPCC schijnbaar -zonder gewijzigd gedrag- verwacht is 4K temperatuurstijging in 2100.
Ten opzichte van de 'natuurlijke' 288K is dat 4K / 288K = 1,2% hoger.

Die CO2-concentratieverhoging levert dan 1,2% / 14% =

8,5% van het effect van alle andere broeikasgassen samen.

Met het huidige tempo van fossiele-brandstof-stoken zou de CO2-concentratie dan ongeveer verdubbeld zijn ten opzichte van het jaar 1800, omstreeks 500ppm = 0,5‰ = 0,05%.