Contrails Een onderzoek naar de effecten van contrails op het weer

(1)

Contrails

Een onderzoek naar de effecten van contrails op het weer

student: Margriet de Jong studentnummer: 76856

NHL e-mailadres: jong220@student.nhl.nl student: Mariol Middel

studentnummer: 402044

NHL e-mailadres: midd1404@student.nhl.nl student: Marjan Oosterhaven studentnummer: 400726

NHL e-mailadres: oost1419@student.nhl.nl opleiding(en): Aardrijkskunde

traject: Deeltijd

code toetseenheid: TE.ECS.Dt.P.14.D-Klimaatond.

deelbeoordeling: Onderzoeksverslag begeleider: Trijntje Hofstra examinator(en): Trijntje Hofstra Inleverdatum: 15 januari 2015

Door het inleveren van deze opdracht verklaren wij dat het product eigen werk is en dat het vrij is van plagiaat.

Figuur 1 Contrails te zien van boven en onder (overgenomen van Twitter William Huizinga 6 januari 2015, foto’s Rob Hasenbos)

(2)

I NHOUD

1 Inleiding ... 4

1.1 Status en doel ... 4

1.2 Het onderwerp ‘vliegtuigstrepen’ ... 4

1.3 Afbakening ... 4

1.4 Onderzoeksvragen ... 4

1.5 Geografische werkwijze ... 5

1.6 Taakverdeling ... 5

1.7 Leeswijzer ... 5

2 Kaart ... 6

3 Theoretisch Kader ... 7

3.1 Wolkenvorming ... 7

3.2 Straling ... 8

3.3 Klimaatverandering door broeikaseffect ... 9

4 Ontstaan van vliegtuigstrepen ... 11

4.1 Hoe ontstaan vliegtuigstrepen? ... 11

4.2 Deelconclusie ... 12

5 Plaats van vliegtuigstrepen ... 13

5.1 Verticaal: waar in de atmosfeer ontstaan vliegtuigstrepen? ... 13

5.2 Horizontaal: waar op aarde ontstaan vliegtuigstrepen? ... 13

6 Hardnekkige contrails ... 16

6.1 Het ontstaan van vliegtuigbewolking ... 16

6.2 Verschil tussen vliegtuigbewolking en ‘normale’ cirrus ... 16

6.3 Onderzoek naar vliegtuigbewolking ... 16

7 Invloed op weer ... 18

7.1 De uitstoot van waterdamp ... 18

7.2 De uitstoot van CO2 en andere gassen ... 19

8 Maatregelen ... 20

8.1 Maatregelen noodzakelijk? ... 20

8.2 Technische maatregelen ... 20

8.3 Organisatorische maatregelen ... 21

8.4 Beleidsmaatregelen ... 21

DE JONG, MIDDEL & OOSTERHAVEN 2

(3)

JANUARI 2015 [KLIMAATONDERZOEK: EEN ONDERZOEK NAAR DE EFFECTEN VAN CONTRAILS]

9 Conclusie ... 23

10 Bibliografie... 24

Bijlagen ... 26

A. Logboek ... 27

B. Reflectie ... 28

Reflectie Margriet ... 28

Reflectie Mariol ... 28

Reflectie Marjan ... 29

C. Notulen ... 30

Vergadering 1 ... 30

1. Taakverdeling ... 30

2. Onderwerp ... 30

3. Planning ... 30

4. Afspraken: ... 30

2. Onderwerp ... 31

3. Planning ... 31

2. Onderwerp ... 32

3. Planning ... 32

2. Evaluatie gemaakte werk ... 33

3. Presentatie ... 34

4. Probleem afwezigheid Anje en Mariol ... 34

D. Presentatie ... 35

E. Rubric ... 36

(4)

1 I NLEIDING 1.1 S

TATUS EN DOEL

Dit verslag is geschreven ter afsluiting van de cursus ‘Klimaatonderzoek’ van de deeltijdopleiding Aardrijkskunde aan de Noordelijke Hogeschool Leeuwarden (NHL). Het doel van deze cursus was om inzicht te krijgen in de huidige discussie over klimaatverandering en de problemen die hiermee samenhangen. Ook is de cursus gericht op een eerste kennismaking met geografische vragen en werkwijzen.

1.2 H

ET ONDERWERP

‘

VLIEGTUIGSTREPEN

’

Als onderwerp is gekozen voor: vliegtuigstrepen. Dit onderwerp is geïnspireerd door de website www.meteologica.nl. Op deze website staan talloze voorbeelden die laten zien dat meteorologen op televisie vliegtuigstrepen regelmatig bagatelliseren. Hebben vliegtuigstrepen dan geen invloed op het weer? Zijn het niet gewoon wolken waaruit regen kan vallen en die zonnestralen tegenhouden? Zijn vliegtuigstrepen schadelijk voor het milieu en hebben ze effect op het weer of zelfs op het klimaat?

1.3 A

^FBAKENING

Er is gekozen om het onderzoek toe te spitsen op de effecten van de luchtvaart ‘in de lucht’. Het gaat dan over zowel de uitstoot van gassen door motoren van vliegtuigen als over vliegtuigstrepen, ook wel contrails genoemd (samenvoeging van ‘condensation’ en ‘trails').

De gevolgen van luchtvaart ‘op de grond’ zijn buiten beschouwing gelaten.

Verder gaat het onderzoek over gevolgen voor het weer en niet zo zeer voor het klimaat. Dit omdat de luchtvaart pas relatief kort geleden tot bloei is gekomen en het dus lastig is om uitspraken te doen over het klimaat, wat immers over een langere periode (vaak 30 jaar) gaat.

1.4 O

NDERZOEKSVRAGEN

De volgende hoofdvraag is geformuleerd:

“Wat is het effect van vliegtuigstrepen op het weer en moeten er maatregelen genomen worden om klimaatverandering in de toekomst te beperken?”

Aangezien meteorologen de aanwezigheid van vliegtuigstrepen lijken te bagatelliseren, luidt de hypothese dat de luchtvaart geen effect heeft op het weer.

Om de onderzoeksvraag adequaat te kunnen beantwoorden, is een vijftal deelvragen opgesteld:

1. Hoe ontstaan vliegtuigstrepen? (beschrijvende vraag) 2. Waar ontstaan vliegtuigstrepen? (beschrijvende vraag)

3. Is er een verband tussen vliegtuigstrepen en hoge cirrus bewolking? (verklarende vraag) 4. Hoe beïnvloedt vliegverkeer het weer? (verklarende en voorspellende vraag)

5. Welke maatregelen kunnen er genomen worden om vliegtuigstrepen te verminderen en is dit gezien de huidige klimaatdiscussie nodig? (waarderende en probleemoplossende vraag) De onderzoeksvragen zijn voornamelijk beschrijvend en verklarend van aard. De reden hiervoor is dat weer- en klimaatverandering een onderwerp is waarbij ‘onzekerheid’ een grote rol speelt. Door te kiezen voor beschrijvende en verklarende vragen, proberen we ons zoveel mogelijk te beperken

(5)

tot de feiten en daarmee het probleem van ‘onzekerheid’ te vermijden. Deelvraag 4 heeft een voorspellende component, waarbij in algemene zin iets geschreven zal worden over de mogelijke effecten van de luchtvaart op het weer en mogelijk op het klimaat.

Deelvraag 5 is zowel een waarderende als een probleemoplossende vraag. Dit zal vooral zichtbaar worden door de verschillende belangen te belichten die spelen bij de discussie rondom vliegverkeer en de invloed op het klimaat.

1.5 G

EOGRAFISCHE WERKWIJZE

In dit onderzoek is gebruikt gemaakt van verschillende geografische werkwijzen.

Bij de deelvragen 1, 2, 3 en 4 zullen vliegtuigstrepen beschreven en geanalyseerd worden door relaties te leggen tussen algemene wetmatigheden rondom de vorming van vliegtuigstrepen en bijzondere kenmerken van specifieke regio’s. Ook zal bij deze vragen ingezoomd worden op resultaten uit lokale casestudies.

Bij de beantwoording van deelvraag 5 worden de vliegtuigstrepen niet alleen beschouwd vanuit een milieuperspectief, maar ook worden politieke en economische overwegingen benoemd.

1.6 T

AAKVERDELING

Wie? Wat?

Mariol Middel Theoretisch Kader, deelvraag 1

Margriet de Jong Deelvraag 2, 3 en 4, Kaart

Marjan Oosterhaven Inleiding, deelvraag 5, conclusie en eindredactie

1.7 L

EESWIJZER

Het verslag is als volgt opgebouwd:

Hierna wordt het onderzoeksgebied weergegeven (kaart figuur 2). Hoofdstuk 3 bevat het

theoretische kader. Hoofdstuk 4, 5, 6, 7 en 8 behandelen de deelvragen, dit zijn de resultaten van ons onderzoek. Het verslag eindigt met de conclusie, waarin een antwoord zal worden gegeven op de hoofdvraag (hoofdstuk 9).

In de bijlagen staan het logboek, de reflectie, notulen van vergaderingen, de presentatie en de rubric ter beoordeling van dit verslag.

(6)

2 K AART

Figuur 2 Onderzoeksgebied (bron: www.mapsofworld.com)

(7)

3 T HEORETISCH K ADER

In dit hoofdstuk wordt het onderwerp vliegtuigstrepen theoretisch ingekaderd. Aan de hand van Strahler(2013) wordt behandeld wat er reeds bekend is over het ontstaan van wolken. Omdat het onderzoek gaat over de effecten van vliegtuigstrepen op het weer, komen ook de stralingsbalans en het broeikaseffect aan bod.

3.1 W

OLKENVORMING Het fysische proces

Het ontstaan van wolken is een onderdeel van de waterkringloop (zie figuur 3). Jaarlijks wordt meer dan 400 biljoen ton water in beweging gebracht. Het water uit de oceanen en continenten verdampt en verandert in waterdamp: een onzichtbaar gas.

Figuur 3 De waterkringloop (bron: Max Planck Institute for Meteorology, 2015)

Als de kolom lucht (die de waterdamp bevat) opwarmt, stijgt deze lucht op. Opstijgende lucht zet uit en koelt af. Het is bekend dat koude lucht veel minder waterdamp kan bevatten dan warme lucht. Op een bepaald punt in de atmosfeer is het verzadigingspunt of dauwpunt bereikt; dit houdt in dat de damp gaat condenseren in kleine waterdruppeltjes of ijskristallen, die zich hechten aan de

stofdeeltjes (condensatiekernen) die in de atmosfeer aanwezig zijn. Deze condensatiekernen bestaan bijvoorbeeld uit minuscule zoutkristallen, of bestanddelen van gesteente-oppervlakten of

uitlaatgassen. Miljarden van dit soort druppeltjes samen vormen een zichtbare wolk.

Wolkensoorten

Er worden tien soorten wolken onderscheiden die allen alleen ontstaan bij de juiste condities;

verticale luchtbewegingen en horizontale luchtbewegingen (Floor, 2009 ). Verticale luchtbewegingen zorgen bijvoorbeeld voor stapelwolken, terwijl horizontale luchtbewegingen in combinatie met verticale luchtbewegingen zorgen voor gelaagde wolken met een groot oppervlak. In figuur 4 is dit goed zichtbaar.

(8)

Figuur 4 Wolkensoorten (bron: (Floor, Weerkunde, Meteorologie voor iedereen, 2015).

Begin 19^e eeuw ontwikkelde Luke Howard, een amateurmeteoroloog, een systeem voor het onderscheiden van wolken. Hij classificeerde wolken naar vorm en hoogte en kwam uit op drie groepen: hoge wolken, middelhoge wolken en lage wolken. Hoge wolken werden samengevat met de Latijnse naam ‘cirrus’. Hiertoe behoren: cirrus, cirrocumulus en cirrostratus. Cirruswolken worden ook windveren of sluierwolken genoemd. Ze behoren tot de hoge wolken en zijn, door de kou op deze hoogten, gevormd tot ijskristallen. Op hoogten tot 18 kilometer kunnen ze een snelheid van 150 à 300 kilometer per uur bereiken. Daardoor worden ze ver uit elkaar getrokken. Het zonlicht kan veelal goed door deze dunne ijslagen heen dringen. In de schemering lichten de cirruswolken op in intense kleuren. Cirruswolken vormen vaak een voorbode van slecht weer (Uitgeverij Contmedia, 2014).

Middelhoge wolken vatte Howard samen onder de term ‘alto’. Hieronder vallen de altostratus en altocumulus.

De lage wolken, die zich bevinden tot twee kilometer hoogte, zijn stratocumulus en stratus. Ook de wolken met een verticale opbouw vallen onder de klasse ‘lage wolken’, omdat zij hun basis hebben in de lage wolken. Het gaat hier om cumulus, cumulonimbus en nimbostratus (De aarde, 2014, pp. 44- 47).

Wolken hebben effect op het weer en klimaat doordat ze straling van de zon en de aarde reflecteren of absorberen. In paragraaf 2.2 bespreken we hoe dit stralingsproces in zijn werk gaat.

3.2 S

TRALING

De aarde absorbeert constant kortgolvige straling van de zon en zendt lange golf straling terug richting de ruimte (Strahler, 2013, p. 63). Op de lange termijn is sprake van een balans: er wordt evenveel straling opgenomen als uitgezonden.

(9)

Wolken spelen twee rollen bij de stralingsbalans van de aarde. Enerzijds houden ze straling van de zon tegen (albedo-effect) en anderzijds absorberen ze straling van het aardoppervlak. Volgens Strahler (2013, p. 71) bereikt bij een heldere lucht 80% zonnestraling de aarde en wordt 20%

teruggekaatst. Bij bewolking bereikt een minder groot percentage zonnestraling de aarde. Gemiddeld wordt bij bewolking 30-60% van de zonnestraling teruggekaatst, 5-20% wordt door de wolken

geabsorbeerd en uiteindelijk bereikt 10-45% het aardoppervlak. Figuur 5 laat schematisch zien hoe wolken de stralingsbalans beïnvloeden.

De effecten van wolken op de stralingsbalans hangen af van het type wolk, de dikte en de

vochtinhoud (Strahler, 2013, p. 186). Lage, dikke wolken hebben de neiging straling te reflecteren en zorgen daardoor voor afkoeling. Hoge, dunne wolken absorberen juist lange golfstraling van de aarde en zorgen voor opwarming. Op dit moment wordt aangenomen dat het verkoelend effect groter is dan het opwarmend effect; er is sprake van een zogenaamde ‘negatieve feedback’ (Strahler, 2013, p.

186). Klimaatmodellen voorspellen echter dat het verkoelend effect af zal nemen.

In de volgende paragraaf wordt nader ingegaan op het broeikaseffect en de gevolgen voor het klimaat.

3.3 K

LIMAATVERANDERING DOOR BROEIKASEFFECT

In het laatste decennium zijn bijna alle wetenschappers tot de conclusie gekomen dat het klimaat is gaan veranderen door menselijke activiteit (Strahler, 2013, p. 14). De reden hiervoor is het

zogenaamde versterkte broeikaseffect.

Het broeikaseffect houdt in dat de lange golf straling die de aarde richting de ruimte stuurt,

geabsorbeerd wordt door de atmosfeer (Strahler, 2013, p. 71). De aanwezigheid van waterdamp en broeikasgassen, waarvan koolstofdioxide (CO2) de bekendste is, spelen hierbij een grote rol. Veel van deze gassen absorberen de straling die de aarde omhoog stuurt. Ze werken in de atmosfeer dus net als een broeikas: de zonnestralen gaan door het glas heen en het glas houdt de warmte vast. In figuur 6 is dit proces visueel inzichtelijk gemaakt.

Figuur 5 Het 'lot' van de inkomende zonnestralen (bron: Strahler, 2013, p. 70)

(10)

Het broeikaseffect is een natuurlijk proces (Brinke e.a., 2007, p.81). Zonder het broeikaseffect zou het op aarde te koud zijn om te kunnen leven. Het probleem is echter dat door menselijke activiteit er een sterke toename is van broeikasgassen in de lucht, waardoor een versterkt broeikaseffect ontstaat. Hierdoor is de temperatuur in de twintigste eeuw met ongeveer 0,7˚C gestegen en zal naar verwachting de komende honderd jaar nog verder stijgen (Brinke e.a., 2007, p. 82).

CO2 komt in de lucht door verbranding van fossiele brandstoffen en door ontbossing. Voor dit onderzoek is met name de verbranding van fossiele brandstoffen van belang, omdat vliegtuigen deze gebruiken en op die manier dus bijdragen aan een toename van broeikasgassen in de lucht met als gevolg een versterkt broeikaseffect en opwarming van de aarde.

Figuur 6 Een broeikas en het broeikaseffect (bron:

Strahler, 2013, p. 73).

(11)

4 O NTSTAAN VAN VLIEGTUIGSTREPEN

Voor het onderzoek naar de effecten van vliegtuigstrepen op het weer, is het eerst belangrijk om te onderzoeken hoe vliegtuigstrepen ontstaan.

In dit hoofdstuk wordt antwoord gegeven op deelvraag 1:

‘Hoe ontstaan vliegtuigstrepen?’

4.1 H

OE ONTSTAAN VLIEGTUIGSTREPEN

?

De meeste vliegtuigen gebruiken als brandstof kerosine. Bij het verbrandingsproces van kerosine in de vliegtuigmotoren, worden waterdamp (4 liter kerosine produceert ongeveer 1 liter water), stikstofoxide (NOₓ), koolstofdioxide (CO²), zwavelgassen en roet- en metaaldeeltjes uitgescheiden.

Van deze uitgescheiden stoffen is waterdamp het belangrijkste ingrediënt voor het ontstaan van vliegtuigstrepen. De andere uitgescheiden deeltjes, vooral de roetdeeltjes, kunnen dienen als aerosol; dit houdt in dat zij deeltjes zijn waaraan waterdruppels zich kunnen hechten (ook wel condensatiekernen genoemd) (Floor, 2010).

Volgens het Schmidt-Appleman criterium (Schumann, 2005) vindt de ontwikkeling van contrails plaats door de toename in relatieve luchtvochtigheid (RH) die ontstaat in de straal achter de vliegtuigmotoren. Deze straal lucht is een resultaat van de mix van warme, vochtige lucht uit de vliegtuigmotoren en koele omgevingslucht.

Als de omgevingslucht koud genoeg is, kan het dauwpunt bereikt worden. Dit betekent dat de lucht verzadigd is met waterdamp. Dit punt wordt veelal bereikt op een afstand van 10 tot 30 meter achter de vliegtuigmotoren (figuur 7). Er ontstaan vloeibare druppels door de condensatie van waterdamp.

Deze waterdamp heeft zich vaak gehecht aan roetdeeltjes. In verband met de extreme kou, de temperatuur moet minstens -40 ºC zijn), zullen de waterdruppels vrijwel onmiddellijk bevriezen in ijskristallen. Miljoenen van deze ijskristallen samen vormen een zichtbare vliegtuigstreep.

Figuur 7 Contrails ontstaan 10 tot 30 meter achter de vliegtuigmotoren (bron: www.flightrader24.com)

Als vliegtuigstrepen na enkele seconden al oplossen is er sprake van een lage vochtigheid en dus een snelle evaporatie van de vliegtuigstrepen.

Bij een hoge vochtigheid blijven de vliegtuigstrepen langer hangen en kunnen tientallen tot wel honderden kilometers lang worden, omdat ze zich bevinden in lucht die wel oververzadigd is voor ijs, maar nog niet verzadigd is voor vloeibaar water (Floor, 2010).

(12)

4.2 D

EELCONCLUSIE

Vliegtuigstrepen ontstaan vooral door waterdamp, als gevolg van verbrande kerosine. Deze uitgestoten waterdamp zal hoog in de troposfeer condenseren in waterdruppels en door de kou zullen de druppels vrijwel onmiddellijk bevriezen in ijskristallen. Miljoenen ijskristallen samen vormen een zichtbare, witte vliegtuigstreep.

(13)

5 P LAATS VAN VLIEGTUIGSTREPEN

In het vorige hoofdstuk is onderzocht hoe vliegtuigstrepen ontstaan. In dit hoofdstuk staat de vraag centraal waar vliegtuigstrepen ontstaan. De plaats van ontstaan wordt zowel verticaal (waar in de atmosfeer) als horizontaal (spreiding over de aarde) benaderd.

Dit hoofdstuk geeft antwoord op deelvraag 2:

‘Waar ontstaan vliegtuigstrepen?’

5.1 V

ERTICAAL

:

WAAR IN DE ATMOSFEER ONTSTAAN VLIEGTUIGSTREPEN

?

Uit het vorige hoofdstuk blijkt dat vliegtuigstrepen ontstaan als gevolg van de uitstoot van

waterdamp door het vliegverkeer. Deze strepen kunnen pas ontstaan als de omgevingslucht koud genoeg is; dit houdt in dat het minimaal -40 º C moet zijn. Deze temperaturen vinden we over het algemeen op grote hoogten.

Het vliegverkeer op aarde vindt voornamelijk plaats in de onderste laag van de atmosfeer: de troposfeer. Deze laag bereikt gemiddeld 13 kilometer hoogte en wordt onderscheiden van de volgende laag (de stratosfeer) door de tropopauze (figuur 8). Kenmerkend voor de troposfeer is dat in deze laag zich het weer afspeelt en dat de daling van de temperatuur gaat volgens de natuurlijke (ook wel verticale) temperatuurgradiënt. Dit betekent dat de temperatuur gemiddeld 6,49 ºC daalt bij elke stijging van 1000 meter in de troposfeer. Omdat we eerder al vermeldden dat

vliegtuigstrepen pas ontstaan bij een temperatuur van minimaal -40 ºC, kunnen we hieruit concluderen dat vliegtuigstrepen over het algemeen ontstaan op hoogten van 8 tot 12 kilometer.

Dit betekent ook dat in zeer koude gebieden, zoals Alaska of Canada, het voor kan komen dat vliegtuigstrepen ook al onder de acht kilometer hoogte voorkomen en dat in gebieden rond de evenaar vliegtuigstrepen zelfs op 18 km hoogte voor kunnen komen.

5.2 H

ORIZONTAAL

:

WAAR OP AARDE ONTSTAAN VLIEGTUIGSTREPEN

?

We weten nu dat vliegtuigstrepen op bepaalde hoogten (8 tot 12 kilometer) in de troposfeer kunnen ontstaan. Hoe is de horizontale spreiding? Is het vliegverkeer op aarde evenwichtig verspreid? Of zijn er duidelijk ‘overbevliegde’ gebieden aan te wijzen?

Floor (2010) stelt dat over het algemeen vliegtuigstrepen veelal optreden in zones die direct voor het gebied van hogere bewolking van een warmte front liggen. Ook verschijnen lang-zichtbare

Figuur 8 Gemiddelde temperatuurverloop op een zomerse dag op gematigde breedte (bron: Strahler, 2013, p.93).

(14)

vliegtuigstrepen aan de zuidzijde van de straalstroom en soms ook in heldere lucht, niet in de buurt van depressies.

Verschijnen vliegtuigstrepen dan alleen in het zogenaamde frontenzones of rond de straalstroom?

Uit het onderzoeksrapport van het Internationaal Klimaatpanel (IPCC, 1999) blijkt dat contrails vooral voorkomen in gebieden op aarde waar het vliegverkeer lijkt te zijn geconcentreerd. Het zwaartepunt voor wat betreft bewolking door vliegtuigstrepen lag in 1992 met name in de Verenigde Staten en Europa (zie figuur 9).

Figuur 9 Dekkingsgraad contrails in 1992 (bron: IPCC, 1999)

De schatting voor 2050 is dat het vliegverkeer en dus ook de contrails verder toe zullen nemen en dat het zwaartepunt komt te liggen in Europa, de Verenigde Staten en ook in Azië (zie figuur 10).

Figuur 10 Geschatte dekkingsgraad contrails in 2050 (bron: IPCC, 1999)

(15)

5.3 D

EELCONCLUSIE

Vliegtuigstrepen ontstaan bij temperaturen van minimaal -40 ºC. Deze temperaturen komen voor op ongeveer 8 tot 12 kilometer hoogte in de atmosfeer. Horizontaal zijn de vliegtuigstrepen vooral gespreid rond de drukke vliegroutes. Het zwaartepunt ligt nu in de Verenigde Staten en Europa en in de toekomst zal ook Oost-Azië meer bedekt worden met vliegtuigstrepen.

(16)

6 H ARDNEKKIGE CONTRAILS

In de hoofdstukken vier en vijf ging het over hoe en waar contrails ontstaan. Omdat de levensduur van contrails heel kort kan zijn, is het interessant te onderzoeken in hoeverre vliegtuigen invloed hebben op de hoge cirrus bewolking die steeds vaker in de lucht wordt waargenomen.

‘Is er een verband tussen vliegtuigstrepen en hoge cirrusbewolking?’

6.1 H

ET ONTSTAAN VAN VLIEGTUIGBEWOLKING

In droge lucht verdwijnen contrails vrijwel meteen en hebben dus nauwelijks invloed op het weer. In vochtige lucht kunnen contrails langer blijven hangen en soms zelfs uitgroeien tot niet van ‘gewone’

cirrus te onderscheiden sluierbewolking (Floor, 2010, p.1). Dit laatste is interessant in verband met het effect dat bewolking heeft op de stralingsbalans.

Contrails kunnen op twee manieren bijdragen aan zogenaamde ‘aviation-induced-cirrus’, ofwel:

vliegtuigbewolking (Lee e.a., 2009). Ten eerste kunnen hardnekkige vliegtuigstrepen zich door wind spreiden, mixen met omgevingslucht (en vocht) en daardoor sterker worden. Dit wordt ‘contrail- cirrus’ genoemd. Er is ook bewijs dat deeltjes die vrijkomen bij de verbranding van kerosine het ontstaan van bewolking kunnen bevorderen. Deze deeltjes fungeren als condensatiekernen waaraan waterdruppeltjes zich kunnen hechten en er vervolgens bewolking ontstaat. Dit wordt ‘soot-cirrus’

genoemd. ‘Soot-cirrus’ en ‘contrail-cirrus’ samen worden vliegtuigbewolking genoemd.

6.2 V

ERSCHIL TUSSEN VLIEGTUIGBEWOLKING EN

‘

NORMALE

’

CIRRUS

Het belangrijkste verschil tussen vliegtuigbewolking en ‘normale’ cirrus bewolking heeft te maken met het ontstaansproces. Vliegtuigbewolking ontstaat door de verbranding van kerosine. Dit is geen natuurlijk proces. ‘Normale’ cirrus ontstaat daarentegen dikwijls uit valstrepen (virga) van

cirrocumulus of altocumulus of uit het bovenste gedeelte van een cumulonimbus.

6.3 O

NDERZOEK NAAR VLIEGTUIGBEWOLKING

Haywood e.a. (2009) hebben met behulp van satellietbeelden onderzoek gedaan naar een situatie op 20 maart 2009 in Groot-Brittannië waarbij vliegtuigstrepen overgingen naar vliegtuigbewolking. In figuur 11 hieronder valt goed te zien hoe de vliegtuigstrepen in spiraalvorm gedurende 9 uren overgaan in cirrusbewolking en niet meer te herkennen zijn als ware het vliegtuigstrepen. Overigens kon de cirrusbewolking 18 uren terug worden gevonden op satellietbeelden.

Hoewel de onderzoekers niet geheel uit kunnen sluiten dat de cirrusbewolking ook zonder de vliegtuigstrepen zou zijn ontstaan, hebben ze voldoende aanwijzingen om van een zeer waarschijnlijke overgang van vliegtuigstrepen naar ‘gewone’ sluierbewolking te spreken.

(17)

Figuur 11 Beelden van contrails die overgaan in cirrus in Groot-Brittannië in een tijdsbestek van ongeveer 9 uren (bron:

Haywood, 2009, p. 6)

6.4 D

EELCONCLUSIE

In droge lucht verdwijnen contrails vrijwel meteen. In vochtige lucht kunnen ze echter langer blijven hangen, uitwaaien, groeien en daarmee niet van echt te onderscheiden vliegtuigbewolking vormen, die tot wel 18 uren kan blijven hangen. Ook kunnen deeltjes die vrijkomen bij de verbranding van kerosine het ontstaan van cirrusbewolking bevorderen.

(18)

7 I NVLOED OP WEER

Nu onderzocht is hoe en waar vliegtuigstrepen ontstaan, is het vooral interessant om te kijken wat de gevolgen zijn van vliegtuigstrepen voor het weer.

‘Hoe beïnvloedt vliegverkeer het weer?’

7.1 D

E UITSTOOT VAN WATERDAMP

Uit de voorgaande hoofdstukken bleek dat door de verbranding van kerosine waterdamp vrij komt en dat waterdamp een belangrijke rol speelt bij het ontstaan van vliegtuigstrepen en

vliegtuigbewolking.

Vliegtuigstrepen en vliegtuigbewolking hebben zowel een opwarmend als een verkoelend effect op het weer. Net als bij gewone bewolking wordt korte golf straling van de zon weerkaatst (albedo) en wordt lange golf straling van de aarde geabsorbeerd. Dit kan resulteren in een opwarmend effect (‘positieve feedback’) of een afkoelend effect (‘negatieve feedback’) en hangt af van de grootte en optische diepte van ijskristallen waaruit de contrails bestaan (Van Velthoven, 2001). Ook het tijdstip waarop de contrails in de lucht zijn, speelt een rol: overdag afkoelend en ’s nachts opwarmend (Haywood, 2009).

Hoe groot zijn de effecten van vliegtuigstrepen en vliegtuigbewolking op het weer?

Schumann (2005, p.17) concludeert dat de vliegtuigbewolking, die veroorzaakt wordt door contrails, een groter probleem is dan de contrails zelf. Dit komt doordat deze laatste slechts een klein deel van het aardoppervlak bedekken en maar kort blijven hangen in de lucht. Effecten van contrails zijn dus logischerwijs kleiner dan effecten van vliegtuigbewolking.

Over de effecten vliegtuigbewolking is veel te doen en tegelijkertijd weinig met zekerheid bekend.

Lee e.a. (2009) concluderen bijvoorbeeld dat de luchtvaart voor 3,5% meetelt in de totale menselijke bijdrage aan het versterkt broeikaseffect. Wordt hierin vliegtuigbewolking ook meegenomen, dan stijgt het percentage naar 4,9%. Dit cijfer kan echter variëren tussen 2 en 14%, ofwel: er is grote onzekerheid.

Het IPCC (2013, p.55) noemt andere cijfers. In het rapport dat als fysische basis wordt gebruikt voor het vijfde klimaatrapport gaat men er vanuit dat voor het jaar 2011 hardnekkige vliegtuigstrepen zorgden voor een ‘positieve feedback’ van 0,01 Wm^-2 (watt per vierkante meter), ofwel: de aarde warmt iets op. De betrouwbaarheid van deze cijfers is echter in termen van IPCC ‘medium’. Als ook rekening gehouden wordt met vliegtuigbewolking, dan stijgt de ‘positieve feedback’ naar 0,05 Wm^-2 (met een ‘lage’ betrouwbaarheid). De straling zelf kan op regionaal niveau veel groter zijn, maar er kan met ‘medium’ betrouwbaarheid gesteld worden dat de er geen waarneembaar regionaal effect is op de temperatuur.

Wat betreft regionale effecten is het interessant om in te zoomen op onderzoek naar de effecten van contrail in de Verenigde Staten in de periode na de aanslagen op 9 september 2011. Gedurende drie dagen na de aanslagen was er een vliegverbod over het hele land, een buitenkans voor

wetenschappers. Schumann (2005, p. 17) refereert aan een onderzoek van Kalkstein & Balling die luchtmassa’s en weersomstandigheden na de aanslagen analyseerden. Zij observeerden een grotere temperatuurrange, ofwel: contrails zorgden voor hogere temperaturen overdag en lagere

temperaturen ’s nachts. Dat zou betekenen dat contrails een verkoelend effect hebben.

(19)

Sommige regio’s in de Verenigde Staten waren gevoeliger voor de afwezigheid van contrails dan andere regio’s. In de Midwest en lang de kust in het noordwesten, waar vaak meer contrails voorkomen vanwege de vochtigere lucht, werden overdag hogere temperatuurstijgingen gemeten dan op andere plaatsen (Velasquez-Manoff, 2010).

De vraag is echter of de onderzoeksresultaten geen toevalstreffers zijn. Grotere temperatuurranges zijn namelijk in het verleden in de Verenigde Staten vaker gemeten en bovendien was het gedurende de drie dagen na de aanslagen ongebruikelijk helder weer (Schumann, 2005, p.17).

De onduidelijkheid over de effecten van contrails wordt voornamelijk veroorzaakt door de verschillende methodes en modellen die worden gebruikt in onderzoek (IPCC, 2013). Modellen nemen bijvoorbeeld verschillende variabelen op in hun analyses, veroorzaken daardoor verschillende

‘errors’ en leveren verschillende resultaten op. De ontwikkeling van de modellen om de effecten van contrails te voorspellen staat in de kinderschoenen (Schumann, 2005, p. 12).

7.2 D

E UITSTOOT VAN

CO2

EN ANDERE GASSEN

Door de verbranding van kerosine komen ook andere gassen in de lucht die het weer kunnen beïnvloeden.

Het best begrepen is de uitstoot van het koolstofdioxide (Floor, 2010).CO2 is een bekend broeikasgas en draagt daardoor bij aan de opwarming van de aarde. De effecten van CO2 zijn merkbaar op mondiaal niveau.

Naast CO2 stoten vliegtuigen ook NOx uit. NOx Zorgen voor grotere concentraties ozon (O3), die op hun beurt zorgen voor een verwarming van de aarde. Dit is op lokaal en regionaal niveau merkbaar.

O3 zorgt er ook voor dat methaan afneemt, waardoor een verkoelend effect optreedt. Dit weegt echter niet op tegen het opwarmende effect van de grotere concentraties ozon.

Ook roetdeeltjes absorberen warmte en hebben dus een verwarmend effect. Sulfaat reflecteert straling en heeft een klein koelend effect. Roet en sulfaat kunnen bovendien fungeren als condensatiekernen, waardoor wolken ontstaan.

7.3 D

EELCONCLUSIE

Contrails hebben zowel een opwarmend als een verkoelend effect. Dit hangt af van de grootte en optische diepte van de ijskristallen waaruit de contrails bestaan. Ook het tijdstip waarop de contrails in de lucht zijn, speelt mee. Door gebruik van verschillende methodes en modellen zijn de exacte effecten echter onzeker.

De uitstoot van CO2 en andere gassen hebben een overwegend opwarmend effect op het weer.

(20)

8 M AATREGELEN

In het vorige hoofdstuk is beschreven welke gevolgen contrails hebben voor het weer. In dit hoofdstuk gaat het over hoe de vorming van contrails beperkt kan worden en of deze maatregelen noodzakelijk zijn.

Dit hoofdstuk geeft antwoord op de deelvraag 6:

‘Welke maatregelen kunnen er genomen worden om vliegtuigstrepen te verminderen en is dit gezien de huidige klimaatdiscussie nodig?’

8.1 M

AATREGELEN NOODZAKELIJK

?

In hoofdstuk 7 is geconcludeerd dat er veel onzekerheid is over de gevolgen van (hardnekkige) contrails. Over de uitstoot van CO2 is meer bekend en de noodzaak om hier iets aan te doen is dan ook breder gedragen.

Het IPCC lijkt een grote invloed te hebben op welke factoren wel of niet mee moeten worden genomen in de klimaatdiscussie. Het IPCC heeft bijvoorbeeld besloten om in het eerste rapport van 1999 de gevolgen van contrails niet mee te nemen, omdat de onzekerheid hierover groot was. In recentere rapporten is meer aandacht voor de effecten, maar nog steeds niet van harte. In de

‘samenvatting voor beleidsmakers’ - bestaande uit 36 pagina’s - van het 5^e rapport staat slechts één regel over contrails. De verwijzing naar ‘hardnekkige contrails’ is ten opzichte van eerdere versies helemaal verwijderd. Overigens is er in het 2216 pagina’s tellende rapport, dat als fysische basis wordt gebruikt voor het vijfde klimaatrapport, wel meer aandacht voor contrails en

vliegtuigbewolking.

Gezien het feit dat het IPCC in haar rapporten steeds meer aandacht schenkt aan contrails en er recent door andere wetenschappers toch ook behoorlijk aandacht is voor het voorkomen van vliegtuigstrepen en vliegtuigbewolking, is het aannemelijk dat maatregelen noodzakelijk zijn.

In de volgende paragraaf worden maatregelen behandeld die vliegtuigstrepen en vliegtuigbewolking kunnen verminderen. Ook is aandacht voor het beperken van de uitstoot van broeikasgassen (CO2), omdat deze indirect ook invloed hebben op de vorming van vliegtuigstrepen en vliegtuigbewolking.

8.2 T

ECHNISCHE MAATREGELEN

Om de uitstoot en contrails te verminderen wordt o.a. geëxperimenteerd met vliegtuigdesign, efficiëntere motoren, alternatieve brandstoffen en zogenaamde ‘fuel-additives’ (zie o.a. Lee e.a., 2009, Haglind, 2008; Ponater e.a., 2006; Gierens, 2007).

Het gebruiken van meer efficiënte vliegtuigmotoren is economisch aantrekkelijk, maar lost het probleem van het ontstaan van contrails niet op; gek genoeg ontstaan er door efficiëntere motoren juist meer contrails. Dit komt doordat de Schmidt-Appleman drempel door efficiëntere motoren juist verhoogd wordt, waardoor sneller contrails ontstaan (Schumann, 2005:17).

Ook het gebruik van cryogene brandstoffen (bijvoorbeeld LNG) in plaats van kerosine doet de

hoeveelheid contrails toenemen. Het effect van deze toename zal echter minimaal zijn. De uitstoot is namelijk schoner met minder condensatiekernen waarop ijskristallen zich kunnen vormen. Contrails zullen dus optisch dunner zijn en dus ook minder effect hebben op het weer.

Tot slot is het verminderen van deeltjes uit vliegtuigmotoren ook een mogelijkheid. Deze deeltjes fungeren als condensatiekernen waardoor vliegtuigbewolking kan ontstaan. Er is nu voldoende

(21)

bewijs dat door vermindering van uitstoot ook minder condensatiekernen ontstaan, waardoor in ieder geval optisch dunnere vliegtuigbewolking ontstaat. De effecten hiervan zijn echter nog niet onderzocht (Schumann 2005, p.18).

8.3 O

RGANISATORISCHE MAATREGELEN

De formatie van cirruswolken veroorzaakt door contrails kunnen voorkomen worden door minder te vliegen in luchtmassa’s die oververzadigd zijn voor ijs. Hiervoor zijn organisatorische aanpassingen nodig. Er zou hoger of lager, of juist op andere tijden moeten worden gevlogen.

William e.a. (2002; 2003) laten zien dat als er 6000 ft (1830m) lager wordt gevlogen, dit de contrail cirrus met 45% vermindert. Op deze lagere hoogte zou echter het brandstofgebruik veel hoger liggen (en dus meer uitstoot van CO2), zouden vluchten langer duren en meer werk en tijd kosten voor het vliegpersoneel.

De luchtmassa’s die oververzadigd zijn voor ijs, zijn echter niet erg dik (ongeveer 500m). Meerdere onderzoeken laten dan ook zien dat een paar honderd meter lager of hoger vliegen al lonend kan zijn (Schumann, 2005; Campbell, 2008; Mannstein e.a., 2007). Het probleem is echter dat voordat een vlucht uitgevoerd wordt er informatie moet worden verzameld over de samenstelling van de luchtmassa’s. De huidige weervoorspelsystemen zijn daartoe niet in staat. Bovendien kost dit tijd, geld en een flexibel vliegsysteem (Mannstein e.a., 2007).

Een eenvoudiger oplossing is om in het lagere deel van de stratosfeer te gaan vliegen (zie bijv:

Schumann, 2005). De stratosfeer is vaak droog, zodat contrail cirrus nauwelijks gevormd wordt. De vraag is echter welke gevolgen dat heeft voor de ozonlaag.

Er zijn ook onderzoekers die het idee opperen om het vliegrooster qua tijden te veranderen. Volgens Haywood e.a. (2009) kan het zinvol zijn om de vliegroosters zo aan te passen dat vliegtuigbewolking voornamelijk overdag ontstaan. Zij hebben in hun casestudie in Groot-Brittannië namelijk gezien dat vliegtuigbewolking meer warme vasthoudt dan dat het terugkaatst. Overdag is echter de

terugkaatsing het effectiefst, zodat de bewolking dan minder bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Volgens Floor (2010) zullen zonaanbidders en reisorganisaties het voorstel om overdag te vliegen beslist niet omarmen.

8.4 B

ELEIDSMAATREGELEN

De beste manier om de negatieve gevolgen van de luchtvaart op het weer te beperken, is het aantal vluchten te verminderen. Dit vereist gedragsverandering van mensen en organisaties, waarvoor ingrijpen van de overheid noodzakelijk is.

Overheden proberen door met name economische beleidsmaatregelen invloed uit te oefenen (Lee e.a., 2009, p.13). In het Kyotoprotocol is vastgelegd dat de internationale burgerluchtvaart

organisatie (ICAO) een leidende rol speelt in het formuleren van beleid rondom de uitstoot van het luchtverkeer. Overheden die aangesloten zijn bij de ICAO discussiëren dan ook regelmatig over mogelijke maatregelen, maar consensus op mondiaal niveau over het inzetten van economische beleidsinstrumenten is nog niet bereikt (Lee e.a., 2009, p. 14). Economische maatregelen zouden de markt teveel verstoren of zorgen voor oneerlijke concurrentie.

Op Europees niveau is meer actie zichtbaar. De Europese Commissie heeft in 2008 een wet aangenomen om de uitstoot van de luchtvaart mee te nemen in het Europese systeem van emissiehandel. Emissiehandel is de handel in emissierechten. Emissierechten geven aan hoeveel landen of bedrijven van een bepaald gas mogen uitstoten. Wil een bedrijf of land meer uitstoten, dan

(22)

moeten hier rechten voor worden gekocht. De komende jaren zal duidelijk moeten worden wat de effecten zijn van deze wet. Men verwacht in ieder geval dat in 2020 de CO2 uitstoot met 183 miljoen ton verminderd zal worden. Dat is een reductie van 46% vergeleken met ‘business as usual’ (

(Europese Commissie, 2015).

Het ICAO houdt vooralsnog de boot af als het gaat om emissiehandel. De organisatie heeft de EU zelfs vriendelijk doch dringend verzocht het emissiehandelssysteem niet toe te passen op niet- Europese vliegtuigen die aankomen of vertrekken in Europese landen (Lee e.a., 2009, p. 14).

8.5 D

EELCONCLUSIE

Ondanks de onzekerheid over de gevolgen van vliegverkeer voor het weer (en mogelijk klimaat), zijn er voldoende aanwijzingen om aan te nemen dat vliegverkeer invloed heeft en dat er aandacht moet zijn voor maatregelen die de gevolgen beperken.

Er zijn mogelijkheden op technisch en organisatorisch gebied om gevolgen te beperken. Ook kan de overheid door middel van beleidsmaatregelen burgers prikkelen minder te vliegen. Er is echter vaak sprake van een trade-off. Kiezen voor het klimaat heeft vaak economische en/of politieke nadelen.

Hierbij speelt het probleem van de onzekerheid ook een grote rol. Waarom zou een land investeren in een efficiënt, maar duur vliegtuig, terwijl andere landen dit niet doen? Er is meer onderzoek nodig, zowel om meer duidelijkheid te krijgen over de gevolgen als het treffen van mogelijke maatregelen.

(23)

9 C ONCLUSIE

Wat is het effect van vliegtuigstrepen op het weer en moeten er maatregelen genomen worden om klimaatverandering in de toekomst te beperken?

Vliegtuigstrepen ontstaan vooral door waterdamp, als gevolg van verbrande kerosine. Deze uitgestoten waterdamp zal hoog in de troposfeer condenseren in waterdruppels en door de kou zullen de druppels vrijwel onmiddellijk bevriezen in ijskristallen. Miljoenen ijskristallen samen vormen een zichtbare, witte vliegtuigstreep.

Vliegtuigstrepen ontstaan bij temperaturen van minimaal -40 ºC. Deze temperaturen komen voor op ongeveer 8 tot 12 kilometer hoogte in de atmosfeer. Horizontaal zijn de vliegtuigstrepen vooral gespreid rond de drukke vliegroutes. Het zwaarte punt ligt nu in de Verenigde Staten en Europa en in de toekomst zal ook Oost-Azië meer bedekt worden met vliegtuigstrepen.

In droge lucht verdwijnen contrails vrijwel meteen. In vochtige lucht kunnen ze echter langer blijven hangen, uitwaaien, groeien en daarmee niet van echt te onderscheiden vliegtuigbewolking vormen, die tot wel 18 uren kan blijven hangen. Ook kunnen deeltjes die vrijkomen bij de verbranding van kerosine het ontstaan van cirrusbewolking bevorderen.

Contrails hebben zowel een opwarmend als een verkoelend effect. Dit hangt af van de grootte en optische diepte van de ijskristallen waaruit de contrails bestaan. Ook het tijdstip waarop de contrails in de lucht zijn, speelt mee. Door gebruik van verschillende methodes en modellen zijn de exacte effecten echter onzeker.

De uitstoot van CO2 en andere gassen hebben een overwegend opwarmend effect op het weer.

Ondanks de onzekerheid over de gevolgen van vliegverkeer voor het weer (en mogelijk klimaat), zijn er voldoende aanwijzingen om aan te nemen dat vliegverkeer invloed heeft en dat er aandacht moet zijn voor maatregelen die de gevolgen beperken.

Er zijn mogelijkheden op technisch en organisatorisch gebied om gevolgen te beperken. Ook kan de overheid door middel van beleidsmaatregelen burgers prikkelen minder te vliegen. Er is echter vaak sprake van een trade-off. Kiezen voor het klimaat heeft vaak economische en/of politieke nadelen.

Hierbij speelt het probleem van de onzekerheid ook een grote rol. Waarom zou een land investeren in een efficiënt, maar duur vliegtuig, terwijl andere landen dit niet doen? Er is meer onderzoek nodig, zowel om meer duidelijkheid te krijgen over de gevolgen als het treffen van mogelijke maatregelen.

Wat betekent deze conclusie voor de hypothese?

Aangezien meteorologen de aanwezigheid van vliegtuigstrepen lijken te bagatelliseren, was de hypothese dat de luchtvaart geen effect heeft op het weer. Deze hypothese moet gezien de onderzoeksresultaten verworpen worden.

Wel is er veel onzekerheid over de effecten van contrails. Dit komt voornamelijk door verschillende methoden en resultaten uit onderzoek. Het advies luidt dan ook om eerst meer overeenstemming over onderzoeksmethodes te bewerkstelligen en om daarna in de concrete praktijk vergelijkend onderzoek te doen.

Mogelijke vervolgonderzoeken kunnen gericht worden op vragen als:

- Hoe kunnen de effecten van vliegtuigbewolking gemeten worden?

- Hoe dragen deeltjes in de uitstoot van vliegtuigen bij aan de wolkvorming?

(24)

10 B IBLIOGRAFIE

Verantwoording:

Voor dit onderzoek is gebruik gemaakt van verschillende bronnen. Allereerst is als basis het boek van Strahler (2013) gebruikt, dat ook in de opleiding Aardrijkskunde een belangrijke rol speelt. Daarnaast zijn wetenschappelijke artikelen via Google Scholar geraadpleegd, waarbij literatuurlijsten soms nog weer andere artikelen opleverden. Tot slot zijn ook enkele Nederlandse bronnen gebruikt, van bijvoorbeeld de gerenommeerde Nederlandse meteoroloog Kees Floor.

Brinke, ten W.B., Jong, de, C., & Padmos, P.H.A. (2007). De Geo Basisboek (8e editie). Amersfoort:

ThiemeMeulenhoff.

Campbell, S.E., Neogi, N.A., & Bragg, M.B. (2008). An optimal strategy for persistent contrail avoidance. AIAA Guidance, Navigation and Control Conference and Exhibit. Honolulu.

Europees Parlement en Raad van Europa. (2008). Directive 2008/101/EC. Official Journal of the European Union.

Europese Commissie. (2015, 13 januari). Reducing emissions from aviation. Opgehaald van ec.europa.eu: http://ec.europa.eu/clima/policies/transport/aviation/faq_en.htm Floor, K. (2010). Vliegtuigcirrus uit contrails. Zenit.

Floor, K. (2015, 11 januari). Weerkunde, Meteorologie voor iedereen. Opgehaald van http://www.keesfloor.nl/weerkunde/9bewolking/9bewolking.htm

Gierens, K. (2007). Are fuel additives a viable contrail mitigation option? Atmos Environment, 4548- 4552.

Haglind, F. (2008). Potential of lowering the contrail formation of aircraft exhausts by engine re- design. Aerospace Science and Technology, 490-497.

Haywood, J.M., Allen, J.P., Bornemann, J., Forster, P.M., Francis, P.N., Milton, S., . . . Thorpe, I. (2009).

A case-study of the radiatie forcing of persistent contrails evolving into contrail-induced cirrus. Journal of Geophysical Research. doi:10.1029/2009JD012650

Intergovernmental Panel on Climate Change. (1999). Special Report on Aviation and the Global Atmosphere, edidted by J.E. Penner et al. Cambridge: Cambridge University Press.

Intergovernmental Panel on Climate Change. (2013). Climate Change 2013 The Physical Science Basis Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press.

Lee, D.S., Fahey, D.W., Forster, P.M., Newton, P.J., Wit, R.C.N., Lim, L.L., . . . Sausen, R. (2009).

Aviation and global climate change in the 21st century. Atmospheric Environment.

doi:10.1016/j.atmosenv.2009.04.024

Mannstein, H., Gierens, K., & Spichtinger, P. (2007). How to avoid contrail cirrus. 1st CEAS European Air and Space Conference, (pp. 2217-2220).

Max Planck Institute for Meteorology. (2015, 14 januari). Hydrological Cycle. Opgehaald van Foundation for Water Research: http://www.euwfd.com/html/hydrological_cycle.html

(25)

Naumann & Gobel Verlagsgesellschaft MbH. (2013). De aarde, zeeen, continenten, heelal. Contmedia Gmbh.

Ponater, M., Pechtl, S., Sause, R., Schumann, U., & Huttig. (2006). Potential of the cryoplane technology to reduce aircraft climate impact: a state-of-the-art assessment. Atmospheric Environment, 6928-6944.

Schumann, U. (2005). Formation, properties and climatic effects of contrails. . C.R. Physique 6, 549- 565.

Strahler, 2. (2013). Introducing Physical Geography (6th edition). Hoboken: Wiley & Sons.

Velasquez-Manoff, M. (2010, februari). Airplane contrails and their effect on temperatures.

Opgehaald van http://www.csmonitor.com/:

http://www.csmonitor.com/Environment/Bright-Green/2010/0201/Airplane-contrails-and- their-effect-on-temperatures

Veldhoven, F. (2001, 12 mei). www.knmi.nl. Opgehaald van www.knmi.nl/~velthove/aircraft.html Williams, V., Noland, R.B., & Toumi, R. (2002). Reducing the climate change impacts of aviation by

restricting cruise altitudes. Transportation Research Part D, 451-464.

Williams, V., Noland, R.B., & Toumi, R. (2003). Air transport cruise altitude restrictions to minimize contrail formation. Climate Policy, 207-219.

(26)

B IJLAGEN

A. Logboek B. Reflectie C. Notulen D. Presentatie E. Rubric

(27)

A. L OGBOEK

Week Wie Wat Aantal uren

45

Margriet College volgen + voorzitter 3

Mariol College volgen 3

Marjan College volgen + notulen maken 3

46

Margriet Niks Mariol Niks Marjan Niks 47

Margriet Deelvragen verzinnen, vergaderen 2

Mariol Informatie lezen, fysische deel 3

Marjan Deelvragen verzinnen, vergaderen, Trijntje mailen 2

48

Margriet Informatie zoeken, zowel op internet als in boeken 5

Mariol Literatuur lezen 5

Marjan Artikelen zoeken 4

49

Margriet College volgen en voorbereiden 2

Mariol College volgen en voorbereiden 2

Marjan College volgen en voorbereiden 2

50

Margriet Artikelen zoeken en in Dropbox plaatsen 1

Mariol Notulen uitwerken deelvragen aanpassen 2

Marjan Niks 51

Margriet Niks

Mariol Informatie opzoeken 3

Marjan Niks 52

Margriet Informatie zoeken. Start met beantwoorden deelvragen. 2 Mariol Niks

Marjan Niks 1

Margriet Meer informatie zoeken. Verder met beantwoorden deelvragen. 3

Mariol Opzet 1^e deel 5

Marjan Starten met eigen deelvraag beantwoorden 2

2

Margriet Deelvragen beantwoorden, meer informatie zoeken, vergaderen 15

Mariol Deelvragen beantwoorden 5

Marjan Schrijven, meer info zoeken, anderen helpen, vergaderen, notulen, presentatie 30 3

Margriet Aanpassen/herformuleren antwoorden deelvragen, doorlezen document,

bijwerken logboek 15

Mariol Aanvullende info verwerken, reflectie schrijven, logboek, pp afmaken 7 Marjan Eindredactie, aanpassen stukken, logboek bijwerken, literatuurlijst, presentatie 15 Totaal

Margriet 48

Mariol 35

Marjan 58

(28)

B. R EFLECTIE R

^EFLECTIE

M

^ARGRIET

Voor mij was dit klimaatonderzoek de eerste keer dat ik meewerkte aan een onderzoek. Op mijn vorige opleiding zijn zulke opdrachten nooit aan de orde geweest.

Ik vond het zowel lastig als leerzaam en leuk. Ik merkte dat ik bij het zoeken van informatie allereerst probeerde om met Nederlandse zoekwoorden tot mijn antwoorden te komen. Als dat niet lukte, zocht ik op google scholar. De wetenschappelijke artikelen las ik veelal moeizaam; het vakjargon wat gebruikt werd sprak bij mij vaak niet tot de verbeelding en het kostte me dan ook vrij veel moeite om te begrijpen wat er stond. Anderzijds vond ik het wel erg leerzaam om onderdeel te zijn van dit project en zeker als ik het eindresultaat bekijk, ben ik zeer tevreden en kan ik niet anders dan concluderen dat ik hier enorm veel van geleerd heb.

Het werken in een groep gaat mij over het algemeen goed af. Het is toch wat lastig als

deeltijdstudenten om regelmatig bij elkaar te komen, dat miste ik wel, ondanks dat we ons prima hebben gered. Verder merkte ik wel dat ik bij dit project een meer afwachtende rol aannam, terwijl ik normaal gesproken wat meer op de voorgrond treed en initiatief neem. Het ‘nieuwe’ (eerste keer onderzoek) maakt mij toch lichtelijk onzeker.

In onze groep nam Marjan het initiatief. Zij had ook duidelijk de meeste ervaring en stuurde de rest van de groep ook aan, wat ik als zeer prettig ervaren heb. Het overleg ging vooral via onze

groepsapp, maar daarin konden we duidelijk afspraken maken, waar iedereen zich op zijn minst probeerde aan te houden. Liep je ergens op vast, dan probeerde een ander het over te nemen.

Mariol heeft in de laatste week, na haar ziekenhuisopname, nog veel betekend voor het verslag. Zij heeft de puntjes op de ‘i’ gezet en aangeboden om het voorbereiden van de presentatie op zich te nemen. Ook gaf ze het weekend na haar ziekenhuisopname aan ‘best te kunnen presenteren op 15 januari, desnoods zittend…’. Dit getuigt voor mij van doorzettingsvermogen en dat kan ik zeer waarderen.

R

^EFLECTIE

M

^ARIOL

Tijdens dit onderzoek zijn voor mij weer leerpunten naar voren gekomen. De planning die ik voor mezelf had gemaakt was niet goed uitvoerbaar. In de laatste 3 schoolweken van 2014 had ik tentamens waar ik me volledig voor in heb gezet. Voor het onderzoek heb ik in die weken veel literatuur gelezen, helaas geen goede opzet gemaakt. Ik vind het lastig om de informatie te verwerken, dit vooral omdat er over het onderwerp weinig onderzoek is gedaan. Als ik eerder was begonnen had ik meer kunnen bijdragen aan het onderzoek.

Persoonlijk vind ik het maken van een verslag erg moeilijk. Taalkundig vind ik mezelf niet erg sterk.

Tijdens deze groepsopdracht merk ik dan ook dat mijn medestudenten erg goed zijn. Ik heb veel geleerd van Marjan. Ik vind haar taalkundig erg sterk, ze formuleert de vragen duidelijk en gebruikt goede zinnen. Hier is voor mij nog een groot leerpunt. Marjan is ook erg perfectionistisch en geeft goede feedback. Door haar rustige houding met heel veel kennis is het erg prettig samenwerken.

Voor mij is ze zeker een grote meerwaarde voor de groep.

Door mijn plotselinge afwezigheid hoop ik dat mijn medestudenten niet een te grote studiebelasting hebben gehad. Zij hebben meer werk verricht dan ik, mochten er cijfers aan verbonden zijn is het erg logisch dat ik een lager cijfer verdien.

(29)

R

EFLECTIE

M

ARJAN

Samenwerken is iets wat ik altijd lastig heb gevonden. Ik ben eigenwijs, zie vaak meteen al een lijn van hoe het iets ‘moet’ gebeuren en vergeet daarin dat anderen niet altijd op mijn tempo mee kunnen. Bij het vak klimaatonderzoek speelde ook specifiek dat ik al de nodige ervaring heb in het doen van onderzoek en het schrijven van onderzoeksrapporten. Dit heeft er voor gezorgd dat ik voor een groot deel de lijn heb neergezet en er weinig ruimte was voor discussie. Nu is het ook zo dat het fysiek lastig was om af te spreken. Bij een deeltijdstudie zijn er nu eenmaal weinig contactmomenten en als er dan wel contact is, dan zijn er vaak ook toetsen of andere belangrijke colleges. Uiteindelijk is mijn grootste probleem geweest dat ik het werk heb onderschat. Ik ben ook te laat begonnen en heb me te laat gerealiseerd dat mijn groepsgenoten het moeilijk vonden.

Zelf vond Ik het onderwerp ook moeilijk. De gebruikte artikelen zijn moeilijk te lezen. Soms moest ik een artikel wel tien keer lezen voordat ik hem begreep en dan nog twijfelde ik. Er is ook veel informatie, zoveel dat ik het soms niet meer kon overzien.

Leerpunten voor mezelf zijn om in het begin meer samen te discussiëren over het onderwerp en de uit te zetten lijn. Een simpele taakverdeling is niet verstandig. Daarnaast is het verstandiger om meteen te beginnen met schrijven, in plaats van al het werk in de laatste 2 à 3 weken te doen.

Hierdoor kan de stress flink oplopen, vooral als je onverwacht extra dingen moet doen, omdat Anje afhaakte en Mariol ziek werd.

Wat betreft mijn groepsgenoten heb ik veel aan Mariol gehad die in het begin een paar keer op de rem trapte en zich afvroeg of we wel de goede onderzoeksvragen hadden. Ondanks dat ze vlak voor de deadline ziek werd, heeft ze op het laatst nog de nodige klusjes op kunnen pakken en meer aandacht aan de presentatie kunnen besteden, wat erg fijn was.

Margriet heeft de groep er op het laatst door gesleept. Doordat Mariol ziek werd en Anje afhaakte, had ik ook even niet zoveel zin meer. Toen Margriet aangaf toch het liefst het verslag op tijd in te willen leveren en wel wat extra stukjes wilde schrijven, heb ik ook doorgezet, wat achteraf erg fijn is.

Margriet en ik vormden een goed team toen de puntjes op de ‘i’ moesten worden gezet.

(30)

C. N OTULEN V

ERGADERING

1

Datum: 6 november 2014 Plaats: C2.061(NHL)

Aanwezig: Margriet de Jong, Mariol Middel, Anje Norden en Marjan Oosterhaven 1. Taakverdeling

Vandaag is Margriet de voorzitter. Marjan notuleert.

2. Onderwerp

We brainstormen over een mogelijk onderwerp op basis van het document ‘cases

klimaatonderzoek’. Iedereen is getriggerd door het onderwerp ‘vliegtuigstrepen’. We vragen ons echter af of hier voldoende informatie over te vinden is en of we een interessante onderzoeksvraag kunnen formuleren.

Mogelijke interessante bronnen (tip van docent): KNMI, IPCC.

Andere interessante onderwerpen: ‘waar blijft dat warme klimaat’?

Het is duidelijk dat we op zoek zijn naar een onderwerp dat mogelijk ook interessant is voor onze latere lespraktijk.

Afspraak:

We kiezen voorlopig voor het onderwerp ‘vliegtuigstrepen’.

3. Planning

Na deze les zijn er nog twee lessen ingepland:

2. 4 december 2014 van 18.00 uur tot 20.30 uur in C2.061

 Informatie bespreken, onderzoeksvragen beantwoorden/bijstellen, evalueren onderzoeksresultaat, presentatie voorbereiden.

3. 15 januari 2015 van 15.15 uur tot 17.45 uur in C2.061

 Presentaties.

4. Afspraken:

- Extra bijeenkomst op 20 november 2014 om 15.00 uur bij de koffiehoek op de C2-afdeling (NHL)

- Iedereen denkt na over: hoofd- en deelvragen en zoekt informatie - Mariol maakt een dropbox waar we in gaan werken

(31)

V

ERGADERING

2

Datum: 20 november 2014 Plaats: C2.051(NHL)

Aanwezig: Margriet de Jong, Mariol Middel, Anje Norden en Marjan Oosterhaven 1. Taakverdeling

Vandaag is Margriet de voorzitter. Mariol notuleert.

Marjan heeft de hoofd- en deelvragen naar Trijntje gestuurd. We beginnen na reactie.

2. Onderwerp

We kiezen definitief voor het onderwerp ‘vliegtuigstrepen’.

Voor de volgende bijeenkomst gaan we ons verdiepen en een opzet maken met de volgende deelvragen;

1. Hoe ontstaan vliegtuigstrepen? Mariol

(fysische uitleg)

2. Waar ontstaan vliegtuigstrepen? Margriet

(hoog in de atmosfeer, vooral daar waar veel wordt gevlogen, middelmatige breedten) 3. Is er een verband tussen vliegtuigstrepen en hoge cirrus bewolking? Margriet

(zeker dat vliegtuigstrepen een significante rol spelen in vorming van hoge cirrus wolken, maar hoeveelheid onzeker)

4. Hoe beïnvloedt heeft het vliegverkeer het klimaat? Anje (terugkaatsing van straling, waardoor warmte niet doordringt; en ‘deken’-effect, waardoor warmte blijft hangen → men houdt het erop dat het opwarmend effect groter is dan het afkoelend effect)

5. Hoe kan de invloed van het vliegverkeer op het klimaat beperkt worden? Marjan 6. Wat voor gevolgen heeft het vliegverkeer voor 2050? Mariol 3. Planning

Na deze les is er nog één les ingepland:

4 december tijdens college met Trijntje (allemaal informatie meenemen).

De presentaties zijn op 15 januari 2015 van 15.15 uur tot 17.45 uur in C2.061.

4. Afspraken:

- Iedereen verzamelt informatie betreft de deelvraag - 4 december komen we bijeen

- Anje en Marjan willen eventueel de eind redactie - Meer ideeën voor presentatie schrijven we op

(32)

V

ERGADERING

3

Datum: 4 december 2014, werkcollege ‘klimaatonderzoek 1.2’

Plaats: C2.061(NHL)

Aanwezig: Mariol Middel, Anje Norden, Marjan Oosterhaven en Margriet de Jong, 1. Taakverdeling

Vandaag is Anje de voorzitter. Margriet notuleert.

2. Onderwerp

Op 20 november hebben we van Trijntje feedback gekregen betreffende het formuleren van onze hoofd- en deelvragen. De afgelopen 2 weken heeft een ieder informatie gezocht voor het

beantwoorden/onderzoeken van haar deelvraag.

Tijdens de les

Iedereen vertelt of laat zien welke informatie er vergaard is en waar tegenaan gelopen wordt. We besluiten deelvraag 4 te wijzigen: In plaats van de invloed van vliegtuigstrepen op het klimaat, gaan we de invloed van vliegtuigstrepen op het weer onderzoeken. De deelvragen 5 en 6 besluiten we te wijzigen in één nieuwe deelvraag, deelvraag 5: ‘Welke maatregelen kunnen er genomen worden om vliegtuigstrepen te verminderen en is dit gezien de huidige klimaatdiscussie nodig?’.

Ook formuleren we de nieuwe hoofdvraag:

“Wat is het effect van de luchtvaart op het weer en moeten er maatregelen genomen worden om klimaatverandering in de toekomst te beperken?”

De nieuw opgestelde deelvragen:

1. Hoe ontstaan vliegtuigstrepen? (beschrijvende vraag) Mariol 2. Waar ontstaan vliegtuigstrepen? (beschrijvende vraag) Margriet 3. Is er een verband tussen vliegtuigstrepen en hoge cirrus bewolking? (verklarende vraag)

Margriet

4. Hoe beïnvloedt vliegverkeer het weer? (verklarende en voorspellende vraag) Anje 5. Welke maatregelen kunnen er genomen worden om vliegtuigstrepen te verminderen en is

dit gezien de huidige klimaatdiscussie nodig? (waarderende en probleemoplossende vraag) Marjan

Anje + Marjan gaan de eindredactie van het verslag doen. Mariol zal de inleiding schrijven voor het verslag.

3. Planning

Er wordt een gezamenlijke ‘dropbox’ geopend, waar ieder haar informatie kan delen.

We besluiten dat de kerstvakantie gebruikt gaat worden om aan klimaatonderzoek 1 te werken. De deadline voor het uitwerken van de deelvragen staat op zondag 4 januari.

Op donderdag 8 januari zullen we 13.30 uur samenkomen op de NHL om alles te bespreken en de presentatie voor te bereiden.

(33)

V

ERGADERING

4

Datum: 8 januari 2015

Plaats: Computerlokaal C2 afdeling (NHL)

Aanwezig: Margriet de Jong en Marjan Oosterhaven Afwezig: Mariol Middel en Anje Norden (beide ziek)

1. Taakverdeling

Vandaag is Margriet de voorzitter. Marjan notuleert.

2. Evaluatie gemaakte werk

Hoofdstuk Opmerkingen

H1 Inleiding - Compleet

- Onderzoeksvraag: luchtvaart -> vliegtuigstrepen H2 Theoretisch Kader - Keuze voor drie onderdelen goed, maar nog

verantwoorden

- Marjan controleert deel Margriet - Margriet controleert deel Marjan

H3 Ontstaan vliegtuigstrepen - Alleen over ontstaan van strepen (niet wolken) - Schmidt- Appleman criterium

- Plaatje vliegtuig + streep H4 Locatie vliegtuigstrepen - Schaalniveaus

- Iets over onderzoek GB (regio) en wat zegt het in het algemeen (mondiaal?)

H5 Verband contrails-Cirrus - Marjan past stukje Margriet aan

H6 Effecten - Anje heeft aangegeven hier in het weekend mee bezig te gaan

- Stuk is nu nog te algemeen, Marjan heeft dat deels verplaatst naar theoretisch kader.

- Marjan heeft ook ideeën voor Anje in de dropbox gezet.

H7 Maatregelen - Stuk Marjan begint redelijk vorm te krijgen

- Moet nog iets in over beleidsmaatregelen (emissie) H8 Conclusie - Aan het eind van ieder hoofdstuk moet een soort van

samenvatting komen

- Dan kunnen we zo de conclusie min of meer knippen- plakken

- Denk ook aan: antwoord hypothese en formuleren vervolg vragen

Overig Wat nog gedaan moet worden:

- Logboek

- Bronvermelding, inclusief verantwoording -> Marjan - Reflectie -> iedereen schrijft een stukje over eigen

functioneren en functioneren groepsleden - Notulen moeten nog geharmoniseerd worden - Presentatie maken en toevoegen aan verslag - Rubric ook niet vergeten toe te voegen aan verslag.

(34)

3. Presentatie

Margriet en Marjan hebben alvast een opzetje gemaakt Uitgangspunten:

- Keep it simple, want het was een lastig onderwerp - Inleiding met filmpje van weerman over vliegtuigstrepen - Nadruk op onderzoeksvragen en methoden

- Plaatjes

Het lijkt ons het makkelijks dat iedereen zijn geschreven gedeelte ook presenteert.

4. Probleem afwezigheid Anje en Mariol

Mariol heeft vanochtend ge-appt dat zij in het ziekenhuis is opgenomen met waarschijnlijk een blindedarmontsteking. Dat ziet er zorgelijk uit.

Anje is ziek, maar heeft via de app doorgegeven dit weekend nog te zullen werken aan haar deel.

We hebben met Trijntje gesproken over wat te doen nu. Trijntje geeft aan dat het belangrijk is om de presentatie met het hele groepje te doen. Hiervoor kan eventueel een kort moment tussendoor gepland worden (hoeft niet per se tijdens de herkansing op 12 februari a.s.).

Het verslag kan al wel ingeleverd worden, met evt. open delen van de groepsleden die ziek zijn. Dit is ook wenselijk, want dan is het maar klaar en kan Trijntje evt. feedback geven.

5. Afspraken:

- Margriet gaat a.s. vrijdag bezig met aanpassingen van haar gedeelte en controle gedeelte Marjan

- Marjan controleert zondag gedeelte Margriet en vult haar gedeelte nog aan waar mogelijk - We laten de delen van Anje en Mariol nog even open

(35)

Contrails Een onderzoek naar de effecten van contrails op het weer

Contrails

I NHOUD

1 I NLEIDING 1.1 S

1.2 H

‘

’

1.3 A

1.4 O

1.5 G

1.6 T

1.7 L

2 K AART

3 T HEORETISCH K ADER

3.1 W

3.2 S

3.3 K

4 O NTSTAAN VAN VLIEGTUIGSTREPEN

4.1 H

?

4.2 D

5 P LAATS VAN VLIEGTUIGSTREPEN

5.1 V

:

?

5.2 H

:

?

5.3 D

6 H ARDNEKKIGE CONTRAILS

6.1 H

6.2 V

‘

’

6.3 O

6.4 D

7 I NVLOED OP WEER

7.1 D

7.2 D

CO2

7.3 D

8 M AATREGELEN

8.1 M

?

8.2 T

8.3 O

8.4 B

8.5 D

9 C ONCLUSIE

10 B IBLIOGRAFIE

B IJLAGEN

A. L OGBOEK

B. R EFLECTIE R

M

R

M

R

M

C. N OTULEN V

1

V

2

V

3

V

4

D. P RESENTATIE