Kan regen CO₂ uit de lucht halen en is dat relevant voor klimaatverandering?

Om kooldioxide uit de atmosfeer te krijgen is netto uitwisseling nodig met een andere koolstof opslag, een zogenoemd reservoir [1]. Voorbeelden van dergelijke reservoirs zijn de biosfeer (al het leven op aarde) en de oceaan. Planten slaan koolzuur op tijdens fotosynthese, wat vervolgens in de vorm van biomassa wordt opgeslagen. Een deel van het koolzuur dat overdag wordt opgeslagen komt ’s nachts weer vrij, aangezien planten net als mensen afhankelijk zijn van ademhaling om aan energie te komen. Dat is een goed voorbeeld van een korte cyclus van opname en afgifte die niet bijdraagt aan netto koolstofopslag op de langere termijn. Het uitregenen van kooldioxide dat is opgelost in regenwater is ook zo’n korte cyclus, waarbij het netto effect op het koolzuurgehalte in de atmosfeer verwaarloosbaar is.

Er is een balans tussen kooldioxide dat zich in de gasfase bevindt en dat wat is opgelost in waterdruppels en het oppervlaktewater. Het verdampen en condenseren van water verstoort dit evenwicht. Bij verdamping komt kooldioxide vrij en bij condensatie wordt kooldioxide opgenomen. Door dit proces te versnellen (meer verdamping en condensatie door klimaatverandering) komt er netto niet meer kooldioxide in vloeibaar water terecht. Gemiddeld heeft de atmosfeer ongeveer 13.000 kubieke kilometer water [2]. Dit klinkt gigantisch, maar hiervan is slechts zo’n 50 kubieke kilometer vloeibaar water of ijs, de rest is waterdamp [3]. Met maar een paar milligram koolzuur per liter water [4] resulteert dit in minder dan een Gigaton opgelost koolzuur. Dit valt in het niet bij de 3000 Gigaton koolzuur in de atmosfeer [1], en het effect van een paar procent verandering in bewolking op de hoeveelheid koolzuur in de atmosfeer is daarom te klein om waar te kunnen nemen.

Figuur 1. Regen. (Stockfoto door Reza Shayestehpour van Unsplash)

Overigens leidt de toename van kooldioxide in de atmosfeer wel degelijk tot een toename van in water opgelost koolzuur, namelijk vanwege het uitwisselingsevenwicht van kooldioxide tussen de gas- en vloeistoffase. Als kooldioxide in de gasfase toeneemt dan moet het in de vloeistoffase ook toenemen. Dit is het belangrijkst voor het grootste waterreservoir: de oceaan. Hoe meer kooldioxide in de atmosfeer des te hoger ook de concentratie kooldioxide in oceaanwater. Dit resulteert in verzuring van oceanen, wat een bedreiging vormt voor het leven in de oceaan [5]. Samen met een versnelde opname van kooldioxide door vegetatie op land zorgt de opname door oceanen ervoor dat netto maar de helft van de jaarlijkse uitstoot van door mensen geproduceerd kooldioxide de atmosfeer bereikt. Land en oceaan dragen ongeveer evenveel bij aan deze natuurlijke terugkoppeling op de toename van kooldioxide in de atmosfeer [1]. Het oplossen van kooldioxide in water is dus wel degelijk belangrijk voor klimaatverandering. Het grote verschil tussen de oceaan en regendruppels is hoeveel water er beschikbaar is in het reservoir (oceaanwater tegenover regenwater) om kooldioxide op te slaan. Die is in het geval van regendruppels verwaarloosbaar ten opzichte van de oceaan door het enorme verschil in water volume.