Search

This thesis explored the global C budget of freshwaters and its spatiotemporal variations in the 20th century using the mechanistic IMAGE-Dynamic Global Nutrient Model extended with the newly developed Dynamic In-stream Chemistry Carbon module (DISC-CARBON). This model couples river basin hydrology, environmental conditions and C delivery and generates C flows from headwaters to mouths. DISC-CARBON is a spatially explicit global model with 0.5 by 0.5-degree resolution that simulates the concentrations, transformations and transfer fluxes of dissolved inorganic C (DIC), dissolved organic C (DOC) and terrestrial and autochthonous particulate organic C (POC) from headwaters to river mouth in a single integrated model. Chapters 2 and 3 of this thesis show that the simulations of spatiotemporal river export and CO2 emissions are in good agreement with observations and literature, and Chapter 4 shows that the model also properly simulates the C cycle for an individual river, the Rhine. With the DISC-CARBON model developed, the long-term C budget of freshwaters can now be estimated with confidence. The last part discusses the shortcomings of the model, and possible improvements needed to better quantify the C budget of global freshwaters.At the end of the 20th century, total global C inputs from land to freshwaters add up to 3.5 Pg C year-1, burial is 0.4 Pg C year-1 and CO2 emission is 2.2 Pg C year-1. Increasing global C inputs, burial and CO2 emissions reported in the literature are confirmed by DISC-CARBON. Global river C export to oceans has been stable around 0.9 Pg C year-1. This indicates that global river basins have been balancing the increased inputs through enhanced in-stream retention and emission to the atmosphere. The increased C retention in inland waters, from 0.3 Pg C year-1 in the first decade of the 20th century to 0.4 Pg C year-1 in the last decade of the 20th century may be closely related to the increasing number of dams constructed. CO2 emissions from inland water systems showed an increase of 0.2 Pg C year-1 from an average of 2.1 Pg C year-1 in the 1900’s to an average of 2.3 Pg C year-1 in the 1990’s, mainly as a result of an increase in terrestrial carbon (C) delivery.Most CO2 emissions originate from floodplains 1.4 Pg C year-1, where CO2 is produced through mineralization of terrestrial organic C. Rivers contribute 0.8 Pg C year-1 to total CO2 emissions, mainly due to the influx of CO2 supersaturated groundwater. Lakes and reservoirs emit 0.2 Pg C year-1. Although delivery of organic C through soil erosion increased from 106 Tg C year-1 to 168 Tg C year-1 and the volume of reservoirs increased during the 20th century from nearly 0 to more than 3500 km3, DISC-CARBON simulations do not indicate a major influence of these changes on global CO2 emissions from freshwaters, but some key processes such as eutrophication have not been explicitly included.

This thesis explored the global C budget of freshwaters and its spatiotemporal variations in the 20th century using the mechanistic IMAGE-Dynamic Global Nutrient Model extended with the newly developed Dynamic In-stream Chemistry Carbon module (DISC-CARBON). This model couples river basin hydrology, environmental conditions and C delivery and generates C flows from headwaters to mouths. DISC-CARBON is a spatially explicit global model with 0.5 by 0.5-degree resolution that simulates the concentrations, transformations and transfer fluxes of dissolved inorganic C (DIC), dissolved organic C (DOC) and terrestrial and autochthonous particulate organic C (POC) from headwaters to river mouth in a single integrated model. Chapters 2 and 3 of this thesis show that the simulations of spatiotemporal river export and CO2 emissions are in good agreement with observations and literature, and Chapter 4 shows that the model also properly simulates the C cycle for an individual river, the Rhine. With the DISC-CARBON model developed, the long-term C budget of freshwaters can now be estimated with confidence. The last part discusses the shortcomings of the model, and possible improvements needed to better quantify the C budget of global freshwaters.At the end of the 20th century, total global C inputs from land to freshwaters add up to 3.5 Pg C year-1, burial is 0.4 Pg C year-1 and CO2 emission is 2.2 Pg C year-1. Increasing global C inputs, burial and CO2 emissions reported in the literature are confirmed by DISC-CARBON. Global river C export to oceans has been stable around 0.9 Pg C year-1. This indicates that global river basins have been balancing the increased inputs through enhanced in-stream retention and emission to the atmosphere. The increased C retention in inland waters, from 0.3 Pg C year-1 in the first decade of the 20th century to 0.4 Pg C year-1 in the last decade of the 20th century may be closely related to the increasing number of dams constructed. CO2 emissions from inland water systems showed an increase of 0.2 Pg C year-1 from an average of 2.1 Pg C year-1 in the 1900’s to an average of 2.3 Pg C year-1 in the 1990’s, mainly as a result of an increase in terrestrial carbon (C) delivery.Most CO2 emissions originate from floodplains 1.4 Pg C year-1, where CO2 is produced through mineralization of terrestrial organic C. Rivers contribute 0.8 Pg C year-1 to total CO2 emissions, mainly due to the influx of CO2 supersaturated groundwater. Lakes and reservoirs emit 0.2 Pg C year-1. Although delivery of organic C through soil erosion increased from 106 Tg C year-1 to 168 Tg C year-1 and the volume of reservoirs increased during the 20th century from nearly 0 to more than 3500 km3, DISC-CARBON simulations do not indicate a major influence of these changes on global CO2 emissions from freshwaters, but some key processes such as eutrophication have not been explicitly included.

Het Reken- en Informatiesysteem Milieuhygiene (RIM+) is een instrument om gegevens over emissies, energiegebruik en afvalproduktie te onderhouden en te gebruiken voor berekeningen. Het bestaat uit een grote database met daaromheen zowel rekenprogrammatuur als programmatuur om gevens in de database te beheren. Sommige hoofdstukken zijn opgezet als gebruikershandleiding, andere meer als beschrijving van bepaalde functies in RIM+. Omdat alle schermen van RIM+ in het Engels zijn geschreven, is dit rapport in het Engels opgesteld. De volgende onderwerpen worden in dit rapport behandeld. (1) Het starten en verlaten van RIM+. Het gebruik van een Windows omgeving. Het gebruik van defaults, definitie en gebruik van datasets. De wijze waarop autorisatie is geregeld via de functie(s) van gebruikers. (2) Het gebruik van hulp over schermen en het gebruik van buttons en menu's. Het melden van problemen, vragen en opmerkingen aan de bouwers van RIM+. Het onderhouden van referenties voor data. (3) Het onderhoud van processen: invoeren van basisomvangen en lokaties van processen, inclusief aanvullende informatie. Het gebruik van subprocessen en proces groepen. (4) Het invoeren van factoren. Het koppelen van energievraag en energie aanbod. Het invoeren van maatregelen, met effecten en kosten. Speciale opties als volgorde van maatregelen, discontinue penetratiepaden en classificatie van maatregelen naar thema's. (5) Het gebruik van scenario's en beleidsvarianten. Het maken van stofselectie, jaarselectie, maatregelselectie voor een berekening. Het starten van kosten, afval, energie en emissieberekeningen. (6) Het aanmaken van overzichten vanuit RIM+, zowel van basisjaar data als van berekende gegevens. Het aanmaken van kaarten m.b.v. de GIS module. (7) De berekeningsmethode van RIM+ voor de meest gangbare emissie-, energie- en afvalberekeningen. (8) Structuur en werking van de energieberekeningen. Het importeren van energie besparende maatregelen. Verband tussen energievraag en -aanbod. (9) Structuur en werking van speciale landbouw berekeningen en het invoeren van landbouw parameters via de AGRIM module. Het RIM+ is in 1995 voor het eerst officieel gebruikt voor het genereren van emissies voor de MilieuBalans, de Water Systeem Verkenningen van het RIZA en voor alle nationale kostenberekeningen (jaarlijks in de Milieuprogramma's). In de toekomst zal het instrument deze rol blijven vervullen, ook in het kader van andere belangrijke produkten van het RIVM. Mogelijkerwijs worden functies toegevoegd die meer regionaal gerichte berekeningen mogelijk maken.

Alleen digitaal beschikbaar

De technische details van GlobeTox, een verspreidingsmodel voor toxische stoffen in het milieu, zijn beschreven. GlobeTox is ontwikkeld om als toxische stoffenmodule te functioneren binnen het geintegreerde simulatiemodel TARGETS (Tool for Assessment of Regional and Global Environmental and health Targets for Sustainability). GlobeTox is een multimedia boxmodel van het zogenaamde MacKay-type, waarin de omgeving gemodelleerd is als een serie van 30 homogene compartimenten op twee spatiele schalen: vier continentale eilanden zijn genest in een wereldwijde oceanische achtergrond. Elk van de vier continentale eilanden omvat de compartimenten atmosfeer, oppervlakte water, sediment, natuurlijke bodems en gecultiveerde bodems. Het compartiment oceaan bestaat uit zeven lagen water, ijskappen, sediment en atmosfeer. In GlobeTox wordt de verspreiding van chemicalien gemodelleerd op basis van evenwichtsvergelijkingen met behoud van massa voor alle compartimenten. Massafluxen van een chemische stof naar en van de compartimenten worden in algemene mechanistische termen weergegeven, gebaseerd op fysisch-chemische eigenschappen van de stof en karakteristieken van het compartiment. Input in GlobeTox wordt gevormd door tijdseries van emissiesnelheden in elk continent en fysisch-chemische eigenschappen (afbraakconstante en transportcoefficienten). Op basis van deze input simuleert GlobeTox concentratieprofielen van de chemische stof in de verschillende compartimenten. GlobeTox is getest met vier typische voorbeelden van toxische microverontreiningen van verschillende bronnen en met verschillende fysisch-chemische eigenschappen: DDT, PCBs, DEHP, en lood. Een eerste vergelijking van de gesimuleerde concentraties met eenvoudig te benaderen gerapporteerde gemeten concentraties, indiceert dat (i) de voorspelde concentraties de juiste orde van grootte hebben en (ii) dat de trends in de tijd redelijk lijken. Echter, verder testen en validatie van het model moet nog plaatsvinden om hierover verder uitkomst te bieden.

Gehydrogeneerde (chloor)fluorkoolwaterstoffen HCFK's en HFK's zijn vervangers voor het gebruik van chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) en halonen. Omdat HCFK's een kleinere Ozone Depleting Potential (ODP) hebben dan CFK's maar niet gelijk aan nul, terwijl HFK's een ODP van nul hebben, wordt het gebruik van HCFK's op termijn uitgefaseerd. HFK's dragen echter bij aan de versterking van het broeikaseffect: zij hebben een Global Warming Potential (GWP) ongelijk aan nul. In dit rapport worden drie scenario's beschreven, voor Nederland en mondiaal: (1) de 'Londen'-scenario's, waarin HCFK's en HFK's zonder restricties als vervangers voor CFK's en halonen gebruikt worden ; (2) de 'Kopenhagen'-scenario's, waarin behalve CFK's en halonen ook het gebruik van HCFK's op termijn uitgefaseerd wordt, met als gevolg een groter verbruik van HFK's; (3) de 'Additioneel beleid'-scenario's, waarin verondersteld wordt dat alleen stoffen met een ODP van 0 en GWP van 0 of zeer laag gebruikt worden. Er wordt een overzicht gegeven van het toepassingspotentieel van HFK's tot 2000 a 2010 wereldwijd en in Nederland en van de bijdrage aan de emissies van broeikasgassen. Met name wordt aandacht besteed aan de alternatieven, zgn. 0-ODP en laag-GWP of 0-GWP stoffen. Daarnaast worden van HFK's de GWP-waarden en hun onzekerheden besproken. Verder worden de bronnen van emissies beschreven en reductie-mogelijkheden in termen van beschikbare alternatieve stoffen en methoden en reductie bij gebruik ervan. Tenslotte worden conclusies getrokken met betrekking tot mogelijk klimaatbeleid inzake HCFK's en HFK's. Zonder additioneel beleid zal het aandeel van halogeenkoolwaterstoffen in de totale emissie van directe broeikasgassen in Nederland toenemen van ca. 3% in 1990 tot 7 a 11% in 2010 (uitgaande van een GWP van 0 voor CFK's en halonen). Reductie van CFK-gebruik door GWP-0 alternatieven leidt in de meeste scenario's tot stabilisatie op het niveau van 1990. De belangrijkste beperkingen voor additioneel beleid zijn gelegen in beperkte kennis van technisch-economische en veilige beschikbaarheid voor alle toepassingen, gebrek aan informatie over kosten van aanvullend beleid, en de onzekerheid met betrekking tot directe en totale GWP-waarde voor HFK's en alternatieve stoffen. Daarnaast is inzicht in het potentieel van hergebruik belangrijk.

RIVM en TNO hebben gezamenlijk een mondiale emissiedatabase EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research) geconstrueerd ten behoeve van beleidsondersteuning, atmosferisch-chemici en klimaat-modelleurs. De EDGAR-database bevat voor het basisjaar 1990 per sector de emissies van directe en indirecte broeikasgassen (CO2, CH4, N2O, CO, NOx, niet-methaan VOS, SO2), inclusief ozonlaagafbrekende stoffen (gehalogeneerde koolwaterstoffen), per regio/land en op grid. Voor de berekening van de mondiale emissies van zowel menselijke als biogene bronnen is een complete dataset gecompileerd om de totale bronsterkte per gas te kunnen schatten met een ruimtelijke resolutie van 1 graad x 1 graad (hoogte-resolutie 1 km), zoals overeengekomen binnen de Global Emissions Inventory Activity (GEIA) van het International Atmospheric Chemistry Programme (IGAC). Omdat de inzichten op dit terrein nogal snel kunnen veranderen, is hier bij de opzet van het systeem rekening mee gehouden door de keuze van onderverdeling van bronnen, de ruimtelijke en temporele resolutie en de stoffen flexibel te houden. Dit rapport geeft een beschrijving van de constructie en inhoud van de database, inclusief het type en de bron van de gebruikte data. Achtereenvolgens worden de volgende onderwerpen besproken: de gebruikte methoden bij de opzet van de inventarisaties, de structuur en belangrijkste functies van het database-systeem, de opzet van broncategorieen, beschrijving van bronnen en hun data (activiteitenniveaus, emissiefactoren, kaarten om de emissies over een grid te verdelen), resulterende emissie-inventarisaties (per regio en op grid), onzekerheden en beperkingen in de datasets, beleidstoepassingen, en conclusies waarin de in het project bereikte resultaten worden samengevat.

Order at Distribution Centre of the Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment, PO box 2700, 3430 CG Nieuwegein, The Netherlands

niet beschikbaar

Dit rapport beschrijft hoe mondiale en regionale gegevens beheerd worden binnen het RIVM, in relatie tot UNEP's Global Environmental Outlook en andere internationale milieurapportages en 'global change'-studies. Het merendeel van deze gegevens wordt gebruikt als basisbestanden voor onderzoek en modellering ten behoeve van milieuverkenningen, terwijl een beperkt deel bestaat uit resultaten van dergelijk onderzoek. De basisgegevens worden eveneens gebruikt om milieu-indicatoren voor integrale rapportages te ontwikkelen en te definieren. Het beheer van internationale gegevens maakt binnen het RIVM deel uit van de informatie-infrastructuur en de daarbinnen ontwikkelde gegevenslogistieke tools voor meta-gegevens, data kwaliteitscontrole en rapportpublicatie. In aanvulling op het beschrijven van een selectie van meta-gegevens van internationale bestanden als de 1995 data catalogus, is getracht de data-logistieke activiteiten te plaatsen in een bredere context van data management, door een verbinding te leggen met de behoeften aan data en de ontwikkeling van de informatie-infrastructuur

Relates inter alia to the Global Environment Outlook

niet beschikbaar

niet beschikbaar

In deze studie zijn inventarisaties met een resolutie van 1 graad maal 1 graad gemaakt van emissies door bodems onder natuurlijke vegetatie, bemeste landbouwgronden, graslanden, dierlijke mest, verbranden van biomassa, ontbossing, mobiele en stationaire verbranding, en industriele bronnen. De inventarisatie stemt overeen met de schattingen gemaakt met inverse modellering. Voor een aantal locaties in de Atlantische Zone in Costa Rica is een N-balans opgesteld voor de situatie voor en na ontbossing. Het grootste deel van de bodemstikstof die wordt gemineraliseerd gaat verloren door denitrificatie. Uit de mondiale schatting van de toename van de N2O-emissie door denitrificatie die gedurende enige jaren optreedt na ontbossing blijkt dat deze bron aanzienlijk bijdraagt aan de toename van de N2O-concentratie in de atmosfeer. Maandelijkse schattingen van mondiale N2O-emissies met 1 graad maal 1 graad resolutie werden gebruikt als invoer voor een drie-dimensionaal atmosferisch transportmodel. De gesimuleerde concentratie voor het Noordelijk halfrond (NH) van ongeveer 1 ppb hoger dan op het Zuidelijk halfrond (ZH) stemt overeen met gemeten waarden. De voorspelde concentraties in de zomer boven de continenten op het NH waren hoger dan in de winter. In de atmosferische metingen is echter geen seizoens-variatie zichtbaar. Op het ZH vertoonden de voorspelde concentraties vrijwel geen seizoensverschillen, hetgeen overeenstemt met de atmosferische metingen. Omissie van mogelijke consumptie van N2O en emissies gedurende de winter, lente en herfst in gematigde streken, en mogelijke onderschatting van de N2O-emissie door verbranding van fossiele brandstoffen in de winter op het NH, zijn wellicht de oorzaak van overschatting van de seizoensverschillen in emissies. Mogelijk is er geen seizoensvariatie in de metingen, omdat de meetlocaties ver verwijderd zijn van de continentale brongebieden. Het is ook mogelijk dat kleine verschillen niet kunnen worden waargenomen met de bestaande meettechnieken voor N2O-concentraties.

niet beschikbaar

niet beschikbaar

De afgelopen 5 jaar zijn binnen het RIVM rond geintegreerd, op simulatiemodellen gebaseerd internationaal milieu-onderzoek, twee geintegreerde assessment-modellen ontwikkeld, namelijk: IMAGE 2 en TARGETS. Beide modellen simuleren verschillende aspecten van mondiale veranderingen. In 1997 ging het project harmonisatie van deze modellen van start. Het voornaamste doel van dit project was een afstemming van het TARGETS mondiale kringlopen model (CYCLES) en het IMAGE 2 Terrestrische Milieu systeem (TES) en Atmosferisch Oceaan Systeem (AOS). Op basis van de ervaringen met beleidsmakers tijdens de reeks zogenaamde Delft Science Policy Dialogue workshops bleek er behoefte te bestaan naar een modelinstrumentarium dat de interactieve ontwikkeling en evaluatie van lange termijn emissiescenario's op het gebied van klimaatsverandering ondersteunt. Dit leidde tot vernieuwde doelstelling van het harmonisatieproject: de aanpassing van het CYCLES-model tot een soort van meta-IMAGE model, welke soortgelijke uitkomsten geeft als het originele IMAGE 2-model. Door een aangepaste modelparameterisatie, een verdergaande aggregatie van de ruimtelijke schaal van de terrestrische biosfeer en een vervanging van het oceaan-deelmodel in het CYCLES-model werd een dergelijk meta-IMAGE-model verkregen. Dit model heeft een executietijd van enkele seconden (ten opzichte van 40 seconden voor het CYCLES-model en ongeveer 12 uur voor het gehele IMAGE 2-model).

Een schatting is gemaakt van de huidige mondiale emissies van vliegverkeer met behulp van statistische informatie over brandstofverbruik, vliegtuigtypen en de toepassing van emissiefactoren voor verschillende stoffen. Voor scenario's van toekomstige emissies van vliegverkeer zijn aannames gebruikt over de volume-ontwikkeling van vliegverkeer, de ontwikkeling van het specifiek energieverbruik en voor de emissiefactoren. Tevens zijn enkele varianten opgesteld van scenario's waarin extra emissiereducerende maatregelen verondersteld zijn. In samenwerking met het Britse Department of Trade and Industry (DTI) zijn met het DTI-luchtvaartmodel scenario's voor de volume-ontwikkeling van de mondiale luchtvaart opgesteld waarbij de economische groeicijfers zijn gebruikt van drie door het Centraal Plan Bureau gedefinieerde scenario's genaamd 'European Renaissance' (ER), 'Global Shift' (GS) en 'Balanced Growth' (BG). Samen met veronderstellingen voor de ontwikkeling van specifiek brandstofverbruik en emissiefactoren zijn hiermee mondiale emissiescenario's voor luchtvaart opgesteld voor 2003 en 2015. De huidige trend van broeikasgasemissies door vliegverkeer vertoont in de periode 1990-2015 een aanzienlijke autonome groei van 140 tot 190% voor NOx en tussen 180 en 250% voor andere stoffen. De ontwikkeling van de wereldwijde emissies van broeikasgassen door vliegverkeer is tamelijk ongevoelig voor de verschillen tussen de economische scenario's die gebruikt zijn. Ten opzichte van andere energie-gerelateerde emissies is de groei van luchtvaartemissies groter, omdat luchtverkeer naar verwachting sneller zal groeien dan het overige energiegebruik. Er is ook een schatting gemaakt van het maximale mondiale effect van beleidsmaatregelen gericht op de reductie van luchtvaartemissies. Afhankelijk van de stof zouden de emissies in 2015 aanmerkelijk gereduceerd kunnen worden ten opzichte van de referentiescenario's (gemiddeld zo'n 25%), indien een zwaar pakket van maatregelen volledig geimplementeerd zou worden (zonder zgn. retrofits bij de bestaande luchtvloot). Het cumulatieve effect van een geintegreerd (technisch, operationeel en economisch) pakket van reductiemaatregelen kan aanzienlijk zijn, in het bijzonder bij de emissies van NOx. De resultaten laten zien dat een aanzienlijke beperking - en in sommige gevallen zelfs een reductie in absolute zin - van de autonome groei van de emissies zou kunnen worden bereikt, mits de veronderstelde sterke technologische ontwikkeling inderdaad plaats vindt en deze nieuwe technologie ook volledig wordt toegepast, en wordt gecombineerd met andere, stringente (operationele en economische) beleidsmaatregelen. De berekende toekomstige mondiale emissies zijn drie-dimensional verdeeld met behulp van de 3D-luchtvaartdatabase van Warren Spring Laboratory (WSL) (nu: AEA, Harwell) en emissiefactoren opgesteld door WSL en het Nationaal Lucht- en Ruimtevaart Laboratorium (NLR). De gegevens van deze database zijn opgenomen in Versie 1 van de Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) van het RIVM, en vervolgens bewerkt tot drie-dimensionale emissieverdelingen voor de jaren 2003 en 2015. Vlieghoogte per vliegtuigtype en tijdverdeling (over maanden) zijn daarbij constant verondersteld. Samen met tijdprofielen, die ontwikkeld zijn door bewerking van gegevens van McDonnell-Douglas, zijn deze emissiescenario's gebruikt worden voor atmosferisch-chemisch onderzoek. Door de combinatie van resultaten van een luchtvaart-scenariomodel met een luchtvaart-emissiedatabase op grid, zijn voor toekomstige jaren 3-dimensionale ruimtelijke verdelingen van luchtvaartemissies verkregen, die gebaseerd zijn op bekende en goed gedocumenteerde basisscenarios. Dit maakt het mogelijk om een geintegreerde analyse te maken van de atmosferische effecten van de emissies van luchtverkeer tegen de achtergrond van andere emissiebronnen. Deze resultaten zijn een 'ruimtelijke aanvulling' van de geaggregeerde vergelijking tussen de totale luchtvaart en wereldwijde grondemissies zoals hierboven beschreven en verschaffen informatie voor analyse van de milieu-effecten van de emissies door atmosferisch-chemische modellen.

De studie gaat over de mogelijke situatie in Zuid-Oost Azie anno 2030 wat betreft voedsel en milieu, en over noodzakelijke beleidsmaatregelen. Vijf mondiale scenario's zijn voor deze regio vergeleken, namelijk: FAO Agriculture Towards 2015/2030; Policy Reform en Market Forces uit concepten voor de derde Global Environment Outlook (GEO-3); de IPCC-scenario's A1B en B1 maar dan geinterpreteerd en uitgewerkt met het IMAGE 2.2 model. De studie noemt op grond van deze vergelijking een aantal mogelijke beleidsmaatregelen om voedselzekerheid in de regio binnen milieugrenzen na te streven. De studie is gericht op gewasproduktie. Die zal in Zuid-Oost Azie vooral worden uitgebreid door intensivering. De analyse van beleidsmogelijkheden is gericht op ASEAN. De studie concludeert dat ASEAN inderdaad mogelijkheden heeft om milieu-overwegingen beter te integreren in het landbouwbeleid. Nauwere samenwerking tussen de landbouw- en milieu-eenheden van ASEAN is belangrijk. Wellicht moet ASEAN een nieuw gemeenschappelijk landbouwbeleid voor de regio formuleren. Mogelijke aspecten daarvan zijn: het ontwikkelen van regionaal toegesneden indicatoren voor landbouw en milieu; efficienter gebruik van kunstmest; beperken van het gebruik van bestrijdingsmiddelen; het beperken, als onderdeel van mondiaal klimaatbeleid, van de emissie van methaan uit de natte rijstbouw; planmatige uitbreiding van landbouwgrond; het tegengaan van landdegradatie; beheerste en nauwkeurig gecontroleerde toepassing van genetisch gemodificeerde gewassen; plattelandsontwikkeling; betere benutting van toekomstige handel in landbouwprodukten door gecoordineerde deelname in besprekingen.

De consumptie van producten en diensten door mensen oefent een belangrijke invloed uit op het mondiale ecosysteem. Vooralsnog wordt consumptief gedrag impliciet meegenomen in 'integrated assessment' modellen voor 'global change' (b.v TARGETS). In dit rapport worden verschillende theorieen omtrent gedrag samengebracht in een generiek gedragsmodel. Dit gedragsmodel dient als leidraad bij het ontwikkelen van een gecomputeriseerd gedragssimulatieprogramma. Zo'n simulatiemodel vormt een instrument dat gebruikt kan worden bij het verrijken en valideren van toekomstprojecties zoals die worden ontwikkeld met behulp van integrated assessment modellen, en om beleidsmakers aangrijpingspunten te bieden bij het ontwikkelen van beleidsprioriteiten en effectieve strategieen gericht op een duurzame ontwikkeling.

Relates inter alia to the Global Environment Outlook

niet beschikbaar

De studie gaat over de mogelijke situatie in Zuid-Oost Azie anno 2030 wat betreft voedsel en milieu, en over noodzakelijke beleidsmaatregelen. Vijf mondiale scenario's zijn voor deze regio vergeleken, namelijk: FAO Agriculture Towards 2015/2030; Policy Reform en Market Forces uit concepten voor de derde Global Environment Outlook (GEO-3); de IPCC-scenario's A1B en B1 maar dan geinterpreteerd en uitgewerkt met het IMAGE 2.2 model. De studie noemt op grond van deze vergelijking een aantal mogelijke beleidsmaatregelen om voedselzekerheid in de regio binnen milieugrenzen na te streven. De studie is gericht op gewasproduktie. Die zal in Zuid-Oost Azie vooral worden uitgebreid door intensivering. De analyse van beleidsmogelijkheden is gericht op ASEAN. De studie concludeert dat ASEAN inderdaad mogelijkheden heeft om milieu-overwegingen beter te integreren in het landbouwbeleid. Nauwere samenwerking tussen de landbouw- en milieu-eenheden van ASEAN is belangrijk. Wellicht moet ASEAN een nieuw gemeenschappelijk landbouwbeleid voor de regio formuleren. Mogelijke aspecten daarvan zijn: het ontwikkelen van regionaal toegesneden indicatoren voor landbouw en milieu; efficienter gebruik van kunstmest; beperken van het gebruik van bestrijdingsmiddelen; het beperken, als onderdeel van mondiaal klimaatbeleid, van de emissie van methaan uit de natte rijstbouw; planmatige uitbreiding van landbouwgrond; het tegengaan van landdegradatie; beheerste en nauwkeurig gecontroleerde toepassing van genetisch gemodificeerde gewassen; plattelandsontwikkeling; betere benutting van toekomstige handel in landbouwprodukten door gecoordineerde deelname in besprekingen.

Nederlanders hebben invloed op de mondiale biodiversiteit binnen en vooral buiten de eigen grenzen. Nederlanders hebben op vele manieren invloed. Toch kan de invloed op de biodiversiteit in een maat worden uitgedrukt. Deze studie presenteert een indicator, waarin de verschillende invloeden worden verdisconteerd in een maat voor het verlies aan biodiversiteit of natuurkwaliteit op het land en in het water. Dit is de ecologische claim. Deze indicator 'ecologische claim' is een verbetering van de zogeheten voetafdruk van Wackernagel en Rees. De methodiek geeft een integrale beoordeling van de effecten op de natuur. Hiermee kunnen opties -of maatregelen- om de aantasting van de biodiversiteit te verminderen worden vergeleken.

niet beschikbaar

niet beschikbaar

De ontwikkeling van scenario's met een expliciete tijdsafhankelijkheid is cruciaal voor een goede inschatting van de moegelijke gevolgen van klimaatverandering. Daarnaast vereist een adequate behandeling van terugkoppelingen een geografisch expliciete beschrijving van de interactie tussen klimaat en biosfeer. Met de huidige versie van IMAGE 2 (Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect) is dit maar beperkt mogelijk. De dynamiek op tijdschalen korter dan op de decennium schaal wordt niet adequaat beschreven. Een belangrijk deel van de tekortkomingen van IMAGE in dit opzicht bevindt zich in het huidige gebruikte klimaatmodel. Dit eenvoudige model is niet in staat om mondiaal een 3-dimensionaal klimaat dynamisch te simuleren en zal daarom moeten worden vervangen. Dit rapport beschrijft in het kort de relevante aspecten van IMAGE 2 en het nieuwe klimaat model ECBILT. ECBILT is speciaal ontwikkeld voor onderzoek naar klimaatvariabiliteit en -voorspelbaarheid en is relatief weinig reken-intensief, maar bevat wel alle relevante fysica en dynamica voor een adequate beschrijving van 3-dimensionale klimaatvariabiliteit en -patronen.Het is dus een ideaal gereedschap om interacties en terugkoppelingen te onderzoeken in het klimaatsysteem zelf en in het gekoppelde Samenleving-Klimaat-Biosfeer systeem, zoals dat in IMAGE 2 wordt beschreven. Dit is een van de onderzoeksdoelstellingen van het IMAGE-2 project. De taken die voortvloeien uit het integreren van ECBILT in IMAGE 2 zullen besproken worden. Speciale aandacht zal besteed worden aan de herziening van de biochemie van de oceaan, de afhankelijkheid van kortgolvige stralingsbalans van sulfaat aerosolen, de grenslaag dynamica en de interacties tussen de atmosfeer en het landoppervlak, het onderling consistent maken van de hydrologische cyclus in de verschillende (toekomstige) delen van IMAGE 2 en het herzien van de berekeningen van verwachte zeespiegelstijging. IMAGE 2 berekent veranderingen in emissies en atmosferische samenstelling. De eerste link tussen IMAGE 2 en ECBILT is een stralingsschema dat langgolvige stralingsfluxen bepaalt en de effecten van veranderingen in atmosferische samenstelling op de stralingsbalans simuleert. De berekende stralingsforcering wordt door ECBILT gebruikt als een van de randvoorwaarden van de dynamische simulatie van klimaatverandering. In dit rapport wordt de nieuwe stralingsmodule beschreven, gevalideerd en getest. Het doel van het model is om langgolvige stralingsfluxen te berekenen op de verticale modelniveau's van ECBILT. Hierbij wordt uitgegaan van gegevens over atmosferische en aardoppervlak temperatuur, vochtigheidsgraad, bewolkingsgraad en concentraties van ozon en de mondiaal goed gemengde broeikasgassen. Een geavanceerd stralingsmodel, zoals bijvoorbeeld wordt gebruikt in de meest geavanceerde General Circulation Models (GCMs, mondiale klimaat modellen), is te reken-intensief voor onze toepassingen. De gekozen oplossing is linearisatie van een dergelijk stralingsmodel rond atmosferische referentie profielen. Afwijkingen t.o.v. deze referentie profielen beinvloeden de fluxen via gevoeligheidscoefficienten voor elke variabele (temperatuur, etc.). De waarden van deze coefficienten zijn bepaald in het linearisatie-proces. Het gelineariseerde stralingsschema geeft goede resultaten wanneer het vergeleken wordt met het originele model en met waarnemingen, zeker gezien de lage verticale resolutie van de variabelen in ECBILT. Een versie van het gelineariseerde model waarin drie wolktypen gebruikt worden geeft aanmerkelijk betere resultaten dan een vrsie waarin slechts een "gemiddeld" wolktype wordt gebruikt. In het gelineariseerde model beinvloeden variabelen de stralingsfluxen onafhankelijk van elkaar. Dit is een nadeel dat eigen is aan een lineaire benadering. Absorptiebandoverlap effecten van bijvoorbeeld methaan en lachgas worden niet meegenomen in deze versie van het gelineariseerde model. Dergelijke effecten worden beter beschreven door een meer procesmatig model. Bovendien kan van een lineair model verwacht worden dat het minder goede resultaten levert wanneer het toegepast wordt op een klimaattoestend die sterk afwijkt van die van het referentie klimaat. De eerste tests, waarin het nieuwe stralingsschema is ingebouwd in ECBILT, tonen echter aan dat het ook naar tevredenheid functioneert in een afwijkend, maar realistisch gezien mogelijk klimaat. Dit vergroot ons vertrouwen in het model als de eerste en belangrijke link tussen IMAGE 2 en ECBILT.

Verschenen met RIVM EN NOP nummer!

Verschenen met RIVM EN NOP nummer!

niet beschikbaar

Onbeperkte toepassing van de Kyoto Mechanismen kan de kosten van uitvoering van het Kyoto Protocol substantieel verlagen. Vrije emissiehandel tussen Annex-I landen vermindert de kosten met meer dan een derde terwijl mondiale emissiehandel de kosten substantieel verder doet dalen tot een fractie van het bedrag wanneer landen hun Kyoto-doelen op eigen kracht moeten halen. In absolute termen kunnen de totale kosten door mondiale handel tot $300 miljard worden verminderd. De prijs van emissie-eenheden ligt tussen $7 en $25 per ton CO2 bij Annex-I handel en onder de $5 per ton CO2 bij mondiale handel. Beperkingen op de toepassing van de Kyoto Mechanismen, zoals plafonds op aan- en verkopen van emissie-eenheden, impliceren echter hogere kosten om aan het Kyoto Protocol te voldoen. Een handelsplafond op verkopen is mogelijk meer van invloed omdat de gevolgen eerder merkbaar zijn. Vooral de vragers zullen hierbij de nadelen ervaren omdat zij zowel een hogere prijs op de emissiemarkt moeten betalen als meer en duurdere binnenlandse maatregelen moeten treffen. Het EU-voorstel voor een plafond op zowel aan- als verkopen werkt in het voordeel van de USA en het nadeel van de EU, een resultaat dat tegengesteld is aan de onderhandelingsposities die beide partijen hierover innemen. Ook marktmacht en marktsegmentatie betekenen een beperking op vrije emissiehandel en dus hogere kosten. De Kyoto Mechanismen hebben een sterke maar wisselende invloed op het CO2-weglekeffect. Zonder handel bedraagt dit effect 10-20%, maar Annex-I handel verlaagt dit tot 3-7% omdat de lagere prijs van emissie-eenheden de doorwerking op de energieprijs verkleint. Het CDM daarentegen vergroot het weglek-effect tot 30-40%.

De consumptie van producten en diensten door mensen oefent een belangrijke invloed uit op het mondiale ecosysteem. Vooralsnog wordt consumptief gedrag impliciet meegenomen in 'integrated assessment' modellen voor 'global change' (b.v TARGETS). In dit rapport worden verschillende theorieen omtrent gedrag samengebracht in een generiek gedragsmodel. Dit gedragsmodel dient als leidraad bij het ontwikkelen van een gecomputeriseerd gedragssimulatieprogramma. Zo'n simulatiemodel vormt een instrument dat gebruikt kan worden bij het verrijken en valideren van toekomstprojecties zoals die worden ontwikkeld met behulp van integrated assessment modellen, en om beleidsmakers aangrijpingspunten te bieden bij het ontwikkelen van beleidsprioriteiten en effectieve strategieen gericht op een duurzame ontwikkeling.

niet beschikbaar

niet beschikbaar

In een eerder verschenen rapport werden de vijf submodellen van het energiemodel in detail beschreven. In dit rapport worden een aantal toepassingen met het (stand alone) TIME-model gepresenteerd. Het rapport beschrijft de kalibratie voor de wereld versie voor de periode 1900-1990. Gegeven de exogene drivers zoals bevolking en economische activiteiten worden de energievraag, de brandstofmix, de brandstofprijzen, de energie-investeringen en de CO2-emissies berekend en vergeleken met geobserveerde waarden. De aannamen om een goede fit te krijgen met de historische data komen aan de orde, alsook de gebruikte methodologie voor scenario constructie. Verder worden onzekerheden en aannamen besproken aangaande structurele verandering, energie efficiencyverbeteringen, lange termijn aanbod kostencurven van fossiele brandstof voorraden en technologie voor alternatieve opties voor de aanbod van energie. Een toepassingen van de scenario methodologie is besproken voor het IS92a scenario van de IPCC (IPCC, 1992) en enkele scenario's van andere instituten, waarbij aangegeven werd welke aannames nodig waren om ze te reproduceren. Vervolgens komen respectievelijk aan de orde energietoekomsten volgens alternatieve perspectieven, ofwel wereldbeelden ; enkele optimale reductiestrategieen waarbij gebruik gemaakt is van het CYCLES model van TARGETS om de milieu-impacts van de scenario's te analyseren ; de rol van technologische verandering om de klimaatdoelstellingen te halen.

niet beschikbaar

niet beschikbaar

niet beschikbaar

De afgelopen 5 jaar zijn binnen het RIVM rond geintegreerd, op simulatiemodellen gebaseerd internationaal milieu-onderzoek, twee geintegreerde assessment-modellen ontwikkeld, namelijk: IMAGE 2 en TARGETS. Beide modellen simuleren verschillende aspecten van mondiale veranderingen. In 1997 ging het project harmonisatie van deze modellen van start. Het voornaamste doel van dit project was een afstemming van het TARGETS mondiale kringlopen model (CYCLES) en het IMAGE 2 Terrestrische Milieu systeem (TES) en Atmosferisch Oceaan Systeem (AOS). Op basis van de ervaringen met beleidsmakers tijdens de reeks zogenaamde Delft Science Policy Dialogue workshops bleek er behoefte te bestaan naar een modelinstrumentarium dat de interactieve ontwikkeling en evaluatie van lange termijn emissiescenario's op het gebied van klimaatsverandering ondersteunt. Dit leidde tot vernieuwde doelstelling van het harmonisatieproject: de aanpassing van het CYCLES-model tot een soort van meta-IMAGE model, welke soortgelijke uitkomsten geeft als het originele IMAGE 2-model. Door een aangepaste modelparameterisatie, een verdergaande aggregatie van de ruimtelijke schaal van de terrestrische biosfeer en een vervanging van het oceaan-deelmodel in het CYCLES-model werd een dergelijk meta-IMAGE-model verkregen. Dit model heeft een executietijd van enkele seconden (ten opzichte van 40 seconden voor het CYCLES-model en ongeveer 12 uur voor het gehele IMAGE 2-model).

niet beschikbaar

niet beschikbaar

niet beschikbaar

niet beschikbaar

De ontwikkeling van scenario's met een expliciete tijdsafhankelijkheid is cruciaal voor een goede inschatting van de moegelijke gevolgen van klimaatverandering. Daarnaast vereist een adequate behandeling van terugkoppelingen een geografisch expliciete beschrijving van de interactie tussen klimaat en biosfeer. Met de huidige versie van IMAGE 2 (Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect) is dit maar beperkt mogelijk. De dynamiek op tijdschalen korter dan op de decennium schaal wordt niet adequaat beschreven. Een belangrijk deel van de tekortkomingen van IMAGE in dit opzicht bevindt zich in het huidige gebruikte klimaatmodel. Dit eenvoudige model is niet in staat om mondiaal een 3-dimensionaal klimaat dynamisch te simuleren en zal daarom moeten worden vervangen. Dit rapport beschrijft in het kort de relevante aspecten van IMAGE 2 en het nieuwe klimaat model ECBILT. ECBILT is speciaal ontwikkeld voor onderzoek naar klimaatvariabiliteit en -voorspelbaarheid en is relatief weinig reken-intensief, maar bevat wel alle relevante fysica en dynamica voor een adequate beschrijving van 3-dimensionale klimaatvariabiliteit en -patronen.Het is dus een ideaal gereedschap om interacties en terugkoppelingen te onderzoeken in het klimaatsysteem zelf en in het gekoppelde Samenleving-Klimaat-Biosfeer systeem, zoals dat in IMAGE 2 wordt beschreven. Dit is een van de onderzoeksdoelstellingen van het IMAGE-2 project. De taken die voortvloeien uit het integreren van ECBILT in IMAGE 2 zullen besproken worden. Speciale aandacht zal besteed worden aan de herziening van de biochemie van de oceaan, de afhankelijkheid van kortgolvige stralingsbalans van sulfaat aerosolen, de grenslaag dynamica en de interacties tussen de atmosfeer en het landoppervlak, het onderling consistent maken van de hydrologische cyclus in de verschillende (toekomstige) delen van IMAGE 2 en het herzien van de berekeningen van verwachte zeespiegelstijging. IMAGE 2 berekent veranderingen in emissies en atmosferische samenstelling. De eerste link tussen IMAGE 2 en ECBILT is een stralingsschema dat langgolvige stralingsfluxen bepaalt en de effecten van veranderingen in atmosferische samenstelling op de stralingsbalans simuleert. De berekende stralingsforcering wordt door ECBILT gebruikt als een van de randvoorwaarden van de dynamische simulatie van klimaatverandering. In dit rapport wordt de nieuwe stralingsmodule beschreven, gevalideerd en getest. Het doel van het model is om langgolvige stralingsfluxen te berekenen op de verticale modelniveau's van ECBILT. Hierbij wordt uitgegaan van gegevens over atmosferische en aardoppervlak temperatuur, vochtigheidsgraad, bewolkingsgraad en concentraties van ozon en de mondiaal goed gemengde broeikasgassen. Een geavanceerd stralingsmodel, zoals bijvoorbeeld wordt gebruikt in de meest geavanceerde General Circulation Models (GCMs, mondiale klimaat modellen), is te reken-intensief voor onze toepassingen. De gekozen oplossing is linearisatie van een dergelijk stralingsmodel rond atmosferische referentie profielen. Afwijkingen t.o.v. deze referentie profielen beinvloeden de fluxen via gevoeligheidscoefficienten voor elke variabele (temperatuur, etc.). De waarden van deze coefficienten zijn bepaald in het linearisatie-proces. Het gelineariseerde stralingsschema geeft goede resultaten wanneer het vergeleken wordt met het originele model en met waarnemingen, zeker gezien de lage verticale resolutie van de variabelen in ECBILT. Een versie van het gelineariseerde model waarin drie wolktypen gebruikt worden geeft aanmerkelijk betere resultaten dan een vrsie waarin slechts een "gemiddeld" wolktype wordt gebruikt. In het gelineariseerde model beinvloeden variabelen de stralingsfluxen onafhankelijk van elkaar. Dit is een nadeel dat eigen is aan een lineaire benadering. Absorptiebandoverlap effecten van bijvoorbeeld methaan en lachgas worden niet meegenomen in deze versie van het gelineariseerde model. Dergelijke effecten worden beter beschreven door een meer procesmatig model. Bovendien kan van een lineair model verwacht worden dat het minder goede resultaten levert wanneer het toegepast wordt op een klimaattoestend die sterk afwijkt van die van het referentie klimaat. De eerste tests, waarin het nieuwe stralingsschema is ingebouwd in ECBILT, tonen echter aan dat het ook naar tevredenheid functioneert in een afwijkend, maar realistisch gezien mogelijk klimaat. Dit vergroot ons vertrouwen in het model als de eerste en belangrijke link tussen IMAGE 2 en ECBILT.

niet beschikbaar

Betreft een technische documentatie van de vijf deelmodellen van het Targets/IMage Energy (TIME) 1.0 model. Energy Demand, Liquid Fuel (LF), Gaseous Fuel (GF), Solid Fuel (SF) en Electric Power Generation (EPG) worden gedetailleerd beschreven. Tevens zijn enkele resultaten van modelkalibratie voor de wereld 1900-1990 opgenomen.

Bijbehorende brochure: 'Developments in Sustainability 1992 - 1997'

Een schatting is gemaakt van de huidige mondiale emissies van vliegverkeer met behulp van statistische informatie over brandstofverbruik, vliegtuigtypen en de toepassing van emissiefactoren voor verschillende stoffen. Voor scenario's van toekomstige emissies van vliegverkeer zijn aannames gebruikt over de volume-ontwikkeling van vliegverkeer, de ontwikkeling van het specifiek energieverbruik en voor de emissiefactoren. Tevens zijn enkele varianten opgesteld van scenario's waarin extra emissiereducerende maatregelen verondersteld zijn. In samenwerking met het Britse Department of Trade and Industry (DTI) zijn met het DTI-luchtvaartmodel scenario's voor de volume-ontwikkeling van de mondiale luchtvaart opgesteld waarbij de economische groeicijfers zijn gebruikt van drie door het Centraal Plan Bureau gedefinieerde scenario's genaamd 'European Renaissance' (ER), 'Global Shift' (GS) en 'Balanced Growth' (BG). Samen met veronderstellingen voor de ontwikkeling van specifiek brandstofverbruik en emissiefactoren zijn hiermee mondiale emissiescenario's voor luchtvaart opgesteld voor 2003 en 2015. De huidige trend van broeikasgasemissies door vliegverkeer vertoont in de periode 1990-2015 een aanzienlijke autonome groei van 140 tot 190% voor NOx en tussen 180 en 250% voor andere stoffen. De ontwikkeling van de wereldwijde emissies van broeikasgassen door vliegverkeer is tamelijk ongevoelig voor de verschillen tussen de economische scenario's die gebruikt zijn. Ten opzichte van andere energie-gerelateerde emissies is de groei van luchtvaartemissies groter, omdat luchtverkeer naar verwachting sneller zal groeien dan het overige energiegebruik. Er is ook een schatting gemaakt van het maximale mondiale effect van beleidsmaatregelen gericht op de reductie van luchtvaartemissies. Afhankelijk van de stof zouden de emissies in 2015 aanmerkelijk gereduceerd kunnen worden ten opzichte van de referentiescenario's (gemiddeld zo'n 25%), indien een zwaar pakket van maatregelen volledig geimplementeerd zou worden (zonder zgn. retrofits bij de bestaande luchtvloot). Het cumulatieve effect van een geintegreerd (technisch, operationeel en economisch) pakket van reductiemaatregelen kan aanzienlijk zijn, in het bijzonder bij de emissies van NOx. De resultaten laten zien dat een aanzienlijke beperking - en in sommige gevallen zelfs een reductie in absolute zin - van de autonome groei van de emissies zou kunnen worden bereikt, mits de veronderstelde sterke technologische ontwikkeling inderdaad plaats vindt en deze nieuwe technologie ook volledig wordt toegepast, en wordt gecombineerd met andere, stringente (operationele en economische) beleidsmaatregelen. De berekende toekomstige mondiale emissies zijn drie-dimensional verdeeld met behulp van de 3D-luchtvaartdatabase van Warren Spring Laboratory (WSL) (nu: AEA, Harwell) en emissiefactoren opgesteld door WSL en het Nationaal Lucht- en Ruimtevaart Laboratorium (NLR). De gegevens van deze database zijn opgenomen in Versie 1 van de Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) van het RIVM, en vervolgens bewerkt tot drie-dimensionale emissieverdelingen voor de jaren 2003 en 2015. Vlieghoogte per vliegtuigtype en tijdverdeling (over maanden) zijn daarbij constant verondersteld. Samen met tijdprofielen, die ontwikkeld zijn door bewerking van gegevens van McDonnell-Douglas, zijn deze emissiescenario's gebruikt worden voor atmosferisch-chemisch onderzoek. Door de combinatie van resultaten van een luchtvaart-scenariomodel met een luchtvaart-emissiedatabase op grid, zijn voor toekomstige jaren 3-dimensionale ruimtelijke verdelingen van luchtvaartemissies verkregen, die gebaseerd zijn op bekende en goed gedocumenteerde basisscenarios. Dit maakt het mogelijk om een geintegreerde analyse te maken van de atmosferische effecten van de emissies van luchtverkeer tegen de achtergrond van andere emissiebronnen. Deze resultaten zijn een 'ruimtelijke aanvulling' van de geaggregeerde vergelijking tussen de totale luchtvaart en wereldwijde grondemissies zoals hierboven beschreven en verschaffen informatie voor analyse van de milieu-effecten van de emissies door atmosferisch-chemische modellen.

Achtergrondrapport bij de Global Environment Outlook 3 van UNEP; ook gerelateerd aan Four Scenarios for Europe, RIVM 402001021