Vanwaar een blog over water? Water is essentieel voor leven op aarde. Het gebrek aan water in zoete vloeibare vorm is al jaren onderdeel van de verwaterde wereldwijde klimaatdiscussie. Rijke natte landen hadden tot voor kort geen waterprobleem en arme droge landen juist wel. Maar nu stromen de waterproblemen ook richting de rijke natte landen. Steeds vaker komen stevige buien met extreme neerslag voor. In de zomer van 2021 overstroomde de Geul in Nederland met alle gevolgen van dien. Lekker skiën in de Alpen is lang geen zekerheid meer gezien de beperkte sneeuwval. Terstond liggen de prachtige kanalen van Venetië droog, omdat er niet genoeg neerslag valt na een al droge zomer. En wie weet daalt het peil in de grote rivieren in Nederland wel vanwege droogte verder stroomopwaarts, waardoor hier (grond)watertekorten ontstaan. Helaas zijn onze drink- en irrigatiewatervoorraden geen bodemloze putten.

Verdrinken we binnenkort in waterproblematiek doordat wij jarenlang klimaatdiscussies hebben verwaterd door ons constante pappen en nathouden? Watertekorten in Malawi veroorzaakt door ‘El Niño’ – dat kan hier toch eigenlijk niet? Het zou immers ondenkbaar zijn dat we onze comfortabele bevoorrechte rijke natte levensstijl moeten aanpassen en water bij de wijn moeten doen. In deze blog duik ik dieper in de stromen van waterige hoeveelheden binnen de hydrologische (=water) kringloop.

Je waterbasis op peil houden

De waterbasis begint bij het begrijpen van de waterige processen binnen de hydrologische kringloop. Water in vloeibare vorm kent iedereen wel. Het is een verbinding tussen 2 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom: H₂O. 70% van het aardoppervlak bestaat uit vloeibaar H₂O, denk aan de oceanen en zeeën. Daarnaast verandert water van vorm op diverse manieren:

1. Van vloeibaar naar gas en gas naar vloeibaar door verdamping en condensatie.
2. Van vloeibaar naar vast en andersom, ook wel bevriezing (of stollen) en smelten.
3. Van gas naar vast en van vast naar gas. Dat eerste gebeurt als waterdamp bevriest in de winter. Het tweede als in uitzonderlijke situaties sneeuw direct verandert in waterdamp.

Voor de rest van deze blog is het belangrijk te begrijpen wat de impact van verdamping en condensatie is. Leuke bijkomstigheid is dat je dan ook gelijk snapt waarom een warmtepomp bestaande uit een verdamper en condensator kan koelen en verwarmen. Het zit zo. Bij verdamping van vloeibaar water naar waterdamp wordt warmte opgenomen: de warme damp stijgt op, waardoor koudere drogere lucht achterblijft. Andersom geldt dat wanneer waterdamp condenseert tot vloeibaar water er warmte wordt afgegeven aan de omgeving. Daarom voelt droge lucht vaak kouder aan dan wanneer het regent bij dezelfde temperatuur.

Verhitte waterdampdepressie

Al sinds de industriële revolutie neemt de atmosferische CO₂-concentratie toe. Hierdoor wamt de aarde op, smelten ijskappen en gletsjers, stijgt de zeespiegel, veranderen processen in de waterkringloop en dreigen oogsten door droogte te mislukken. Dit laatste leidt tot grote irrigatie  door menig boer in Nederland met als gevolg de uitputting van grondwaterputten. Het is echter niet stikstof of CO₂, maar juist waterdamp dat het broeierigste broeikasgas is. Doordat de temperatuur op aarde stijgt, verdampt er meer water wat de atmosfeer broeieriger maakt.

Wat veroorzaakt een broeierigere verhitte atmosfeer met meer waterdamp precies? Naast dat het zeer onverstandig is om op 6 meter onder NAP in Gouda[1] een nieuwbouwwoning te kopen, ontstaan er steeds heftigere neerslachtige donkere buien. Om depressief van te worden. Dat eerste is niet lullig bedoeld naar Gouwenaars die met de beste bedoelingen een klimaatneutraal huis hebben, maar onze dijken kunnen grofweg 1,5 meter zeespiegelstijging aan, terwijl de kans groot is dat we op 2,5 meter zeespiegelstijging uitkomen later deze eeuw. Voor dat tweede geldt dat die heftige depressies ontstaan doordat warme lucht meer water vasthoudt, zo’n 7% extra waterdamp per toegenomen graad.

Wanneer deze verhitte waterdamp houdende lucht botst met koude lucht in de troposfeer dan wordt de warme lucht omhoog gestuwd. Als warme lucht opstijgt door verdamping, koelt de lucht af waardoor er neerslag (condensatie) ontstaat. Dit zorgt voor een positief ‘mee-koppelend’ effect, ook wel ‘positive feedback loop’. Hoe warmer het wordt, hoe hoger de waterdampconcentratie in de atmosfeer, des te intenser de neerslag per minuut. Hoe intenser de bui, hoe sneller de warme waterdamp houdende lucht stijgt, des te meer warmtestraling op het aardoppervlak komt, hoe meer verdamping plaatsvindt en hoe droger het wordt. Huh, droger het wordt!? Ja, het zal vaker korter en harder regenen, waardoor langere periodes van droogte tussen de zomerse regenbuien door ontstaan. Momenteel is ons waterbeheer volledig ingericht op het snel afvoeren van water. Gelukkig kijken de waterschappen tegenwoordig niet alleen naar hoe we ons kunnen beschermen tegen water, maar juist ook hoe we het kostbare water dat door ons land stoomt kunnen behouden.

We overdrijven het wel

Dat het waterige klimaatprobleem niet zomaar voorbij zal drijven begint langzaamaan duidelijk te worden. Hydrologische problemen komen toch erg dichtbij. Waterbeheer met de focus op waterbehoud is een oplossing gestoeld op de gevolgen van ons veranderende klimaat. Zonder overdrijven blijft het terugdringen van onze CO₂-uitstoot essentieel. Ervoor zorgen dat onze atmosfeer niet vol warme waterdamp komt te zitten is nodig in strijdt tegen ons natte klimaatprobleem. Worden wij uiteindelijk een droog rijk land? Dat hoeft niet, maar laten we wel gelijk stoppen met het pappen en nathouden van ons waterige klimaatprobleem. Het lijkt er toch sterk op dat we meer water bij de wijn moeten doen.

[1] Een van de laagste punten van Nederland