b"\n_START_ARTICLE_\nBroeikasgas\n_START_PARAGRAPH_\nBroeikasgassen zijn gassen in de atmosfeer van de Aarde of een andere planeet met het vermogen om warmtestraling te absorberen en geleidelijk in alle richtingen weer af te geven. Hierdoor dragen ze bij aan het vasthouden van warmte in de atmosfeer en daarmee aan het verhogen en in stand houden van de evenwichtstemperatuur. Dit wordt het broeikaseffect genoemd._NEWLINE_De belangrijkste broeikasgassen in de aardatmosfeer zijn waterdamp, koolstofdioxide, methaan, lachgas (distikstofmonoxide) en ozon. Zonder broeikasgassen zou de gemiddelde temperatuur op Aarde zo'n 33 graden lager zijn: \xe2\x80\x9318\xc2\xa0\xc2\xb0C in plaats van de huidige +15\xc2\xa0\xc2\xb0C. De mate waarin een bepaalde hoeveelheid broeikasgas kan bijdragen aan het broeikaseffect wordt het aardopwarmingsvermogen genoemd._NEWLINE_Het broeikaseffect is door de Engelse fysicus John Tyndall in 1861 op grond van spectroscopische meetresultaten en door de Zweedse fysisch chemicus Svante Arrhenius in 1896 op theoretische grond voorgesteld._NEWLINE_Sinds de industri\xc3\xable revolutie is de hoeveelheid broeikasgassen in de aardatmosfeer toegenomen. Dit leidt tot het 'versterkte' broeikaseffect en daarmee tot opwarming van de Aarde, een vorm van klimaatverandering. Dit kan een probleem vormen voor mens en natuur doordat het klimaat dan in sommige delen van de Aarde minder leefbaar zou worden, terwijl men zich op andere plaatsen moet zien aan te passen aan de klimaatverandering.\n_START_SECTION_\nAbsorptie van warmtestraling door gassen\n_START_PARAGRAPH_\nDe kwantummechanica leert dat monoatomische gassen zoals argon (Ar) en diatomische gassen zoals stikstof (N\xe2\x82\x82) of zuurstof (O\xe2\x82\x82) zonder dipoolmoment geen absorptielijnen hebben in hun infraroodspectrum waardoor ze geen warmtestraling kunnen absorberen en niet aan het broeikaseffect kunnen bijdragen. Gasmoleculen die een dipoolovergang kunnen hebben in hun infraroodspectrum zoals waterdamp (H\xe2\x82\x82O), koolstofdioxide (CO\xe2\x82\x82), distikstofmonoxide (N\xe2\x82\x82O), stikstofdioxide (NO\xe2\x82\x82) en ozon (O\xe2\x82\x83) doen dat wel. De absorptiespectra van gassen die uit nog meer atomen bestaan, zoals methaan (CH\xe2\x82\x84), freon (CF\xe2\x82\x82Cl\xe2\x82\x82 en CFCl\xe2\x82\x83) en zwavelhexafluoride (SF\xe2\x82\x86) hebben meestal meer dipoolovergangen die sterker absorberen en veroorzaken daardoor een sterker broeikaseffect._NEWLINE_De absorptielijnen in de infraroodspectra van gassen worden veroorzaakt door vibratieovergangen en rotatie-vibratieovergangen waarbij een molecuul van de ene rotatie- en trillingstoestand naar een andere rotatie- en trillingstoestand met een hogere energie overgaat. Het energieverschil tussen die toestanden bepaalt de golflengte van de geabsorbeerde warmtestraling. Het dipoolmoment van de trillingstoestanden in het absorptieproces moet bovendien verschillend zijn. De grootte van het verschil in dipoolmoment tussen die trillingstoestanden is bepalend voor de sterkte van de absorptie. Grotere moleculen absorberen warmtestraling beter doordat er meer verschillende manieren zijn waarop ze kunnen trillen en doordat de verschillen in dipoolmoment tussen de trillingstoestanden groter zijn dan bij kleinere moleculen.\n_START_SECTION_\nWaterdamp\n_START_PARAGRAPH_\nHet belangrijkste broeikasgas in de atmosfeer van de aarde is waterdamp. Door de temperatuurstijging die in de laatste honderd jaar is opgetreden neemt de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer toe en wordt het broeikaseffect extra versterkt. Waterdamp wordt onder de huidige omstandigheden daarom als een complex positief terugkoppelingsmechanisme beschouwd in het klimaatsysteem._NEWLINE_Als op een bepaalde plaats de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer stijgt, dan wordt de lucht daar warmer door de versterking van het broeikaseffect. Dat kan tot gevolg hebben dat er meer water verdampt waardoor de luchtvochtigheid verder toeneemt en het broeikaseffect nog verder versterkt wordt. Dit is een positieve terugkoppeling. Door een hogere atmosferische temperatuur heeft de atmosfeer een hoger dauwpunt waarbij de waterdamp condenseert, volgens de wet van Clausius-Clapeyron. Afhankelijk van de omstandigheden kunnen verschillende typen wolken of mist ontstaan of juist verdwijnen. Bij een toenemende hoeveelheid wolken neemt de hoeveelheid zonlicht dat het aardoppervlak bereikt af, waardoor verdere verdamping en temperatuurstijging afgeremd wordt. Doordat wolken het zonlicht reflecteren wordt eveneens minder warmte door de atmosfeer geabsorbeerd. Dit is een negatieve terugkoppeling. De hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer is sterk afhankelijk van plaats en omstandigheden. Bovendien worden waterdamp en wolken door de wind en de atmosferische circulatie over kortere en langere afstanden verplaatst._NEWLINE_Waterdamp speelt een centrale rol in de waterkringloop. Deze waterkringloop is een essentieel onderdeel van de warmtehuishouding van de atmosfeer en vormt een erg ingewikkeld niet-lineair dynamisch systeem dat met andere systemen verbonden en vervlochten is. Vanwege de complexiteit van deze systemen is het lastig om door middel van een modelberekening of met behulp van meetapparatuur een gemiddelde waterdampconcentratie van de atmosfeer te berekenen of te meten, en wordt deze pas sinds de tijd van de satellieten (vanaf ongeveer 1980) met redelijke betrouwbaarheid gemeten. Aangezien de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer invloed heeft op de wolkvorming en de omvang van ijskappen op de polen, die de temperatuur verlagen, terwijl het als broeikasgas de temperatuur verhoogt, is het moeilijk om het effect van waterdamp op het klimaat onder alle omstandigheden te bepalen._NEWLINE_Bovendien heeft de concentratie van roetdeeltjes en andere verontreinigingen in rookgassen eveneens invloed op wolkvorming. Deze effecten zijn het sterkst in industri\xc3\xable gebieden waar veel broeikasgassen geproduceerd worden. In het geologische verleden hebben vulkanische activiteit en grote natuurrampen de wolkvorming en temperatuur op Aarde bepaald. Gegevens over temperatuur en luchtvochtigheid zijn in zulke gevallen ontoereikend om het effect van waterdamp op het weer en het klimaat te bepalen._NEWLINE_De verdeling en de vorm van landmassa's en de daarop aanwezige ecosystemen hebben eveneens invloed op de concentratie van waterdamp in de atmosfeer. Gebergten, woestijnen en savannen hebben meestal het effect dat ze de lucht die eroverheen stroomt uitdrogen, zodat gebieden die erachter liggen droger zijn. Beboste gebieden nemen meestal goed water op en geven gemakkelijk waterdamp af. Tropische regenwouden werken als een buffer voor water. De verdeling van de landmassa en het neerslagpatroon in de omgeving van poolgebieden is mede bepalend voor de grootte van de ijskappen."