Foto: NASA/JPL-Caltech.










Klimaat op Mars: invloed broeikasgas CO2?
Een bijdrage van Ap Cloosterman.
Wat vooraf ging:
  1. De reis naar Mars en het doel van het onderzoek. Zie hier.
  2. Wetenswaardigheden over de planeet Mars. Zie hier.
  3. Menswaardige leefomstandigheden op Mars? Zie hier.
Alvorens in te gaan op het bovengenoemde onderwerp, wil ik graag het volgende aan u kwijt.
Het meningsverschil tussen protagonisten (alarmisten) en antagonisten (sceptici) van de menselijke broeikashypothese speelt zich af boven de hoofden van het merendeel van de eenzijdig geïnformeerde burgerij en de politici. Beide partijen beschikken over gerespecteerde en deskundige wetenschappers, maar men is ondanks deze intelligente eigenschappen niet in staat om tot overeenstemming te komen.
De burger is het slachtoffer en wordt opgezadeld met de dramatische financiële consequenties en welzijnsmaatregelen, die haar weerga niet kent. Mijn intentie is, dat er een oplossing wordt gevonden zodat men gezamenlijk kan zoeken naar adequate maatregelen (adaptatie).
Als we zo doorgaan met het land vol te zetten met windmolens en zonnepanelen en daarmee dus toekomstige problemen creëren in de energievoorziening door ook nog eens van het gas af te gaan, dan zal de vernietiging van ons welzijn het uiteindelijke dramatische resultaat worden.
De angel zit in het verschil van opvatting over de werking van CO2 als broeikasgas. Er is ook een punt van overeenkomst. Beiden zijn er van overtuigd, dat er sprake is van een klimaatverandering. De alarmisten zijn van mening dat CO2 de boosdoener is en dat bij een stijgend gehalte aan atmosferische CO2 de opwarming van de Aarde dramatisch zal doorzetten. De sceptici ontkennen de invloed van CO2 niet, maar zijn van mening dat de invloed van CO2 zeer beperkt is en de opwarming van de Aarde een natuurlijk verschijnsel is, dat zich in de afgelopen vele eeuwen regelmatig heeft voorgedaan.
Ik doe hierbij een poging een handvat te bieden om daarmee een probleemoplossende discussie op gang te brengen. Verder hoop ik, dat uw commentaar to the point en opbouwend zal zijn en niet uitwaaiert in allerlei commentaren en verwijten, die niets met het onderwerp van doen hebben. Wellicht dat er op deze manier een adequate, aanvaardbare en betaalbare oplossing gevonden kan worden.
Het broeikasgas proces
Broeikasgassen zijn moleculen die uit 3 of meer atomen bestaan, zoals CO2, H2O en CH4 (methaan).
Het zonlicht, dat de Aarde bereikt, bestaat uit straling met golflengtes tussen 0,15 en 5 µm en met een intensiteitspiek bij 0,5 µm. (1 µm = 1 miljoenste meter).
Golflengte:
Elke vorm van elektromagnetische straling heeft eenzelfde opbouw: een golvend energie deeltje (foton), dat zich met de lichtsnelheid voortbeweegt. Zichtbaar licht en röntgenstraling (en alle andere straling) hebben dezelfde opbouw, maar met dit verschil dat het foton in bijvoorbeeld röntgenstraling veel meer energie bevat dan het(zelfde) foton in een zichtbare lichtstraal. Het verschil openbaart zich in de golflengte. Meer energie betekent een kortere golflengte.
Straling kan in elkaar overgaan. Als het foton energie verliest dan wordt de golflengte van de straling langer.
De hoeveelheid CO2 in: de aardse atmosfeer is 6 kg per m²; martiaanse atmosfeer is 180 kg per m².
De hoeveelheid CO2 is in m² uitgedrukt: namelijk de verticale zuil lucht met als grondvlak 1 m². Je zou dus verwachten, dat er op Mars een enorme opwarming moet hebben plaatsgevonden, maar niets is minder waar.
De Aarde absorbeert het zonlicht en zendt het vervolgens uit als infrarode warmtestraling. Een deel van deze golflengtes, namelijk 4,25 µm en vooral 15 µm, worden door het CO2-molecuul ingevangen en het molecuul geraakt in trilling. Zie onderstaande video.
Het CO2 molecuul bevindt zich dan in de zgn. “aangeslagen toestand”. De aangeslagen toestand heeft een levensduur van ongeveer een seconde en in die tijd vinden er 10 tot de 8e (100.000.000) botsingen plaats met zuurstof (O2) en stikstof (N2) moleculen.
CO2 kent drie vibratie mogelijkheden:
► Symmetrische rekvibratie, deze wordt niet door infraroodstraling
veroorzaakt;
► Buigvibratie;
► Asymmetrische rekvibrati.
 Bron: DynamicScience.com.
De atomen van het CO2 molecuul werken als een soort flippers van een flipperkast en stoten de zuurstof- en/of stikstofmoleculen aan, die daardoor een grotere snelheid krijgen. Hoe sneller de atomen bewegen, hoe hoger de temperatuur van de materie: Zie filmpje Brownse beweging (dubbelklikken linker muisknop).
Het CO2 molecuul heeft tijdens de botsing met O2 of N2 energie afgestaan en deze energie is omgezet in bewegingsenergie van de zuurstof en/of de stikstof moleculen. Hiermee ontstaat dus de warmte, die naar alle kanten wordt uitgestraald. Het CO2 molecuul verliest hierdoor energie!
Na de botsing valt het CO2 molecuul terug in zijn oorspronkelijke toestand onder uitstoot van warmtestraling. Deze straling bevat dus minder energie (er is immers bewegingsenergie afgestaan) dan de ingebrachte geabsorbeerde stralingsenergie en dat betekent een uitstoot van straling met een langere golflengte: hoe minder energie het foton bevat, hoe langer de golflengte. Een langere golflengte betekent dus een stralingsuitstoot, die niet meer door CO2 zal worden ingevangen.
  1. Kooldioxide (CO2) heeft dus voor het ontwikkelen van broeikaswarmte zuurstof en/of stikstof moleculen nodig.
    Zonder O2 en N2 dus geen opwarming door CO2.
  2. De straling, die het CO2 molecuul tenslotte uitzendt heeft een langere golflengte dan 15 µm en wordt dus niet meer door andere CO2 moleculen geabsorbeerd.
Ik betwist hiermee de theorie, die door de Universiteit van Colorado wordt gepropageerd. Zie onderstaande afbeelding.
Als de afbeelding juist zou zijn, dus als CO2 bij het terugvallen in zijn oorspronkelijke toestand (nadat er energie is afgestaan voor bewegingsenergie) weer opnieuw 15 µm zou uitstralen dan is er meer energie uitgekomen dan er ingestoken is en daarmee zou eindelijk het Perpetuum Mobile uitgevonden zijn en dat kan dus niet.

Bron: University of Colorado
Metingen 15 µm straling Aarde en Ruimte
De belangrijkste absorptieband van CO2 is bij een golflengte van 15 µm. Men heeft nu met infrarood meters de IR–golflengte van 15 μm gemeten bij het uittreden van de aardse grond en met behulp van satellieten bij het intreden van de ruimte. Feldman et al (Nature 2015) constateerden met hun onderzoek dat een groot deel van deze 15 μm infraroodstraling, afkomstig van de Aarde, bij het intreden van de ruimte niet meer werd teruggevonden.
Dat betekent dus, dat vanaf 2015 (en waarschijnlijk al veel eerder gezien de tijdsduur van het onderzoek) er niet voldoende voor CO2 gevoelige IR straling vanuit de Aarde beschikbaar was en dat een overmaat CO2 dus geen effect meer heeft.
De Australische geoloog David Archibald wordt verguisd over zijn theorie (2010), dat het broeikaseffect boven +/- 380 à 390 ppm CO2 nauwelijks of geen invloed meer heeft op de opwarming van de Aarde. Immers we hebben gezien, dat de gemiddelde hoeveelheid aardse infraroodstraling onvoldoende is om de overmaat aan CO2 van 15 µm straling te voorzien. Ik denk, dat professor Archibald gelijk heeft!
Er is een overmaat aan CO2 in onze atmosfeer aanwezig, die alle aardse uitgestraalde 15 µm praktisch in zijn geheel heeft geabsorbeerd. Meer CO2 heeft geen invloed meer op de opwarming van de Aarde. Waterdamp speelt wel een belangrijke rol. Daarnaast zijn het natuurlijke oorzaken die ons al vele eeuwen parten spelen.
Voor de volledigheid meld ik u nog twee andere mogelijkheden, die zich kunnen voordoen (aldus Arthur Rörsch):
1. Vanuit de aangeslagen toestand zendt het CO2 molecuul eenzelfde foton uit. Hierbij ontstaat geen warmte. Immers er hebben zich geen botsingen voorgedaan.
2. Ook is het mogelijk dat het CO2 molecuul in botsing komt met een ander molecuul en daardoor in een aangeslagen toestand geraakt. Als het CO2 molecuul vervolgens dan een foton uitzendt verliest het CO2 molecuul energie en vindt er afkoeling plaats. Het aardoppervlak koelt dan af en zo ontstaat nachtvorst, zelfs in de maand mei.
Het broeikasgas proces blijkt overigens verre van eenvoudig en eenduidig verklaarbaar te zijn. Em. hoogleraar prof. dr. ir. W.J. Witteman publiceerde het volgende. Bron hier.
“Sinds een aantal jaren werk ik, met een aantal fysici, met een model waaruit blijkt, dat de invloed van CO2 op de opwarming van de Aarde nauwelijks van invloed is. Volgens dat model is er zelfs helemaal geen CO2 nodig voor een broeikaseffect. Volgens onze berekeningen en die van vele anderen levert een dubbele hoeveelheid CO2 een versterkte terug straling op van 3.7 W/m2 en dit leidt tot een potentiële temperatuurverhoging van 0,2 tot 0,3 C afhankelijk van de breedtegraad en de dag van het jaar.
Ruwweg minder dan 10% van de voor CO2 gevoelige IR-straling wordt door CO2 geabsorbeerd!”
Klimaat op Mars
Het klimaat op Mars wordt vooral bepaald door stofstormen. Er is weinig bewijs dat Mars op langere termijn aan het opwarmen is. Vorig jaar werd de planeet Mars maandenlang getroffen door een lentestorm. Over het dorre oppervlak razen dan ook regelmatig ‘stofduivels’, dit zijn ronddraaiende zuilen van stof die kilometers hoog kunnen zijn.
Enorme stofstormen verhogen de albedo (mate van weerkaatsing van zonlicht) doordat lichtergekleurd stof het donkere oppervlak bedekt. Binnen een jaar na een stofstorm is bijna alle stof weer verwijderd door winden die over het oppervlak waaien. De albedo van Mars valt weer terug naar een normale waarde. Zie hier.
De hoeveelheid CO2 in: de aardse atmosfeer is 6 kg per m²; martiaanse atmosfeer is 180 kg per m².
Je zou dus verwachten, dat er op Mars een enorme opwarming moet hebben plaats gevonden, maar niets is minder waar.
Broeikasgassen hebben in het verre verleden geleid tot een temperatuurverhoging: de Aarde: 33°C waarvan 10% door CO2 en 90% door waterdamp, dus 3,3°C door CO2 en 29,7°C door waterdamp. Mars : 3°C. Door CO2?
Samenstelling van de Mars atmosfeer: 95,32% CO2, 2,7% N2, 0,13% O2, 0,03% H2O. Zie hier.
Volgens David Archibald (maar door vele klimatologen betwist) heeft de antropogene (menselijke) CO2 emissies op Aarde geleid tot een opwarming van 0,23°C over de afgelopen 140 jaar. (De overige opwarming van +/- 1°C is veroorzaakt door natuurlijke factoren). Op Aarde is er nu sprake van een overmaat CO2 t.o.v. de hoeveelheid infrarode uitstraling en dat betekent dat meer CO2 geen invloed meer heeft.
Op Mars is er ondanks een enorme overmaat aan CO2 met ook kleine wisselende hoeveelheden geen opwarming geconstateerd.
De atmosfeer van Mars bevat een verwaarloosbare hoeveelheid waterdamp en dus speelt dit ook niet mee.
Het niet opwarmen van Mars over de afgelopen decennia moet te maken hebben met de geringe hoeveelheden aan zuurstof en stikstof.
Klimaat op Venus
Overigens is de extreme opwarming van Venus ook niet veroorzaakt door het gas CO2, zoals de alarmisten ons willen doen geloven. Er doen zich wonderlijke klimaatomstandigheden voor op Venus. De temperatuur en de druk van de atmosfeer van Venus veranderen sterk met de hoogte. De atmosfeer is als volgt opgebouwd:
● De bovenste laag van 20 km dikte bestaat uit druppels geconcentreerd Zwavelzuur, waardoor Venus een hoog albedo heeft: 72%.
● De daarop twee volgende lagen bestaan uit wolken van Zwavelzuur. De bovenste laag is minder compact dan de onderste wolk. De onderste laag Zwavelzuur is veel heter dan de bovenste laag en hier verdampt het Zwavelzuur. Zie grafiek.
In de bovenste laag condenseert de Zwavelzuur damp tot druppels. De rol van Zwavelzuur is identiek aan die van water op Aarde en zorgt voor convectie, waarbij dus warmteoverdracht plaats vindt van de warme naar de koude ruimte. De druppels Zwavelzuur uit de bovenste laag regenen door de hete wolken heen en verdampen tot nevel (haze = nevel). Het kookpunt van Zwavelzuur is 337 °C. Deze hete nevel stijgt weer op en condenseert waarmee ze haar warmte afgeeft.
● De onderste atmosferische laag van Venus bevat maar liefst 96,5% CO2.
De temperatuur van deze laag is 460°C bij een druk van 93 bar. Bij deze temperatuur en druk is CO2 geen gas meer maar gedraagt zich als een kritische vloeistof ofwel als massief materiaal. De warmte, die overdag door de Zon is ingevangen door deze vaste stof, wordt afgegeven aan de bovenliggende laag Zwavelzuur. Er vindt geen extra opwarming plaats door een broeikasgas proces!
De moleculen van een vaste stof zijn niet in trilling te brengen en dat is de reden dat er op Venus geen CO2 broeikasgasproces kan plaatsvinden.
Zelfs Stephen Hawking heeft aan bangmakerij over de invloed van CO2 gedaan. In de tweede aflevering van zijn nieuwe serie, “Stephen Hawking’s Favorite Places”, schrijft hij: “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.”
Slotwoord
1. De kolonisatie van Mars door de mens is verre van eenvoudig, is kostbaar en is levensgevaarlijk. Het is dus verstandig om de Aarde leefbaar te houden en hier te blijven.
2. Voor mij is het duidelijk dat alle activiteiten, die leiden tot een vermindering van het CO2 gehalte in de aardse atmosfeer geen enkel resultaat zullen opleveren en dat de miljarden Euro’s, die aan deze projecten worden besteed weggegooid geld zijn.
3. Het is beter om te stoppen met de installatie van windturbines, de overmaat zonnepanelen op land en het gebruik van houtpellets als brandstof en laten we Nederland dus voorlopig maar gewoon aan het (buitenlandse) gas houden.
Stop wel met zware stookolie!
4. Ooit zullen we met fossiele brandstoffen moeten stoppen, maar laten we dan tot die tijd het geduld opbrengen om een MSR Thorium reactor verder te ontwikkelen.
5. Het lijkt mij zeer belangrijk, dat het IPCC nota neemt en onderzoek doet naar de verschillen in opvattingen inzake de werking van CO2 als broeikasgas. Dit zou moeten leiden tot het afschaffen van het verstikkende Parijse klimaatakkoord en daarmee ook aan de niet realistische en onuitvoerbare Nederlandse klimaatwet.