Het wordt warmer onder onze voeten

Nederland warmt op. Niet alleen bovengronds, ook ondergronds. Op het KNMI-terrein meten we sinds 1981 ook de grondtemperatuur tot op één meter diepte. Wat blijkt? De temperatuur is in die tijd ondergronds even hard gestegen als bovengronds: twee graden in 45 jaar tijd. Dat heeft gevolgen voor de snelheid van afbraak van stoffen in de grond, plantengroei en de samenstelling van het bodemleven.

Dag en nacht even warm

Op 5 cm diepte is het verschil in temperatuur tussen 6 uur ‘s avonds en 6 uur ‘s ochtends in de zomer gemiddeld bijna 4 graden

Overdag verwarmt de zon de grond, in de nacht straalt de grond warmte uit. Dat zien we terug in de gemeten temperatuur ondergronds (afbeelding 1). Op 5 centimeter diepte is het verschil in temperatuur tussen 6 uur ‘s avonds en 6 uur ‘s ochtends in de zomer gemiddeld bijna 4 graden. Op 20 centimeter diepte is dat verschil veel kleiner, minder dan 1 graad. Nog dieper verdwijnt het dag en nacht verschil in temperatuur. De warmte dringt maar langzaam de grond in. Dat zien we ook terug in de jaarlijkse gang van de temperatuur.

Temperatuur piekt ondergronds later in het jaar

Afbeelding 2 laat het gemiddelde verloop zien van de temperatuur door het jaar heen. Op 5 centimeter diepte piekt de temperatuur begin augustus, tegelijkertijd met de temperatuur bovengronds (blauwe lijn). Maar hoe dieper, hoe later de piek. Op 1 meter diepte piekt de temperatuur half augustus, twee weken later. Ook geldt, hoe dieper, hoe kleiner het verschil in temperatuur tussen zomer en winter.

Ondergronds koeler in de zomer, warmer in de winter

Aan het begin van de lente is de temperatuur op alle gemeten dieptes gelijk (afbeelding 2). Gedurende de lente en de zomer wordt de zon krachtiger en dringt de warmte geleidelijk de grond in. De diepere lagen blijven kouder dan de toplaag tot aan het begin van de herfst en koelen de toplaag (blauwe vlak in afbeelding 2). Aan het begin van de herfst is de temperatuur weer op alle dieptes gelijk. De zon is niet meer zo krachtig en de toplaag koelt het snelst af. Tot aan het begin van de lente hebben de diepere lagen een hogere temperatuur en verwarmen de toplaag.

Vloerverwarming

De temperatuur is net onder de grond op 5 cm diepte gemiddeld het hele jaar door warmer dan de lucht erboven

Wat verder opvalt is dat de temperatuur net onder de grond op 5 centimeter diepte (gele lijn in afbeelding 2) gemiddeld het hele jaar door warmer is dan de lucht erboven (blauwe lijn). Warmte stroomt van warm naar koud dus gemiddeld geeft het land warmte af aan de lucht erboven: de zon verwarmt de grond, die wordt warmer dan de lucht erboven en als een vloerverwarming verwarmt de grond de lucht erboven.

Opwarming

Jaargemiddeld is de temperatuur ondergronds 0,7 graden hoger dan bovengronds. Dit verschil is in de afgelopen 45 jaar redelijk constant gebleven: de temperatuur op 1 meter diepte is met ruim 0,4 graden per tien jaar even hard opgewarmd als de lucht erboven (afbeelding 3).

Kou verdwijnt sneller uit de lucht

Extreme temperaturen warmen sneller op dan het gemiddelde

Extreme temperaturen warmen sneller op dan het gemiddelde. Dan zie je bijvoorbeeld aan de opwarming van de warmste en koudste dag van het jaar (afbeelding 3 en 4). Daarbij geldt dat de koudste dag van het jaar sneller opwarmt dan de warmste, met name bovengronds. De koudste dag ondergronds is in de laatste 45 jaar +2,3 graden gestegen, bovengronds maar liefst +4,5 graden (afbeelding 4).

Wat zijn de gevolgen van een warmere ondergrond?

Volgens Wageningen Universiteit verlopen de verschillende processen in de grond sneller bij een stijging van de bodemtemperatuur. Plantenresten worden sneller omgezet in koolstofdioxide en mineralen, nitraten in lachgas. Zowel koolstofdioxide en lachgas zijn broeikasgassen en zorgen voor opwarming. Maar temperatuur is niet de enige factor, ook verdroging als gevolg van de opwarming speelt een rol. Onder droge omstandigheden neemt de snelheid van de grondprocessen af. Wat het netto-effect is van opwarming en verdroging, hangt af van de specifieke af- en toename van vocht en temperatuur.

Hogere grondtemperaturen hebben ook invloed op overleving en ontwikkeling van planten

Hogere grondtemperaturen hebben ook invloed op overleving en ontwikkeling van planten. Vroeg kiemende éénjarigen hebben minder last van hogere grondtemperaturen en gaan mogelijk meerjarige plantensoorten verdringen.

Ten slotte kunnen hogere grondtemperaturen de stofwisseling van de organismen die onder de grond leven versnellen en ook heeft verdroging invloed op de bacteriën die er leven. Daarmee beïnvloedt de opwarming en verdroging de samenstelling van de soorten die in onderlinge afhankelijkheid leven in de grond. Hoe precies is erg afhankelijk van de plaatselijke omstandigheden.