Atmosferik Karbondioksit

2019 yılında dünya ortalama atmosfer karbon dioksit milyon (başına 409.8 paydı ppm artı ya da eksi 0.1 ppm belirsizlik bir dizi ile, kısa). Bugün karbondioksit seviyeleri, en azından son 800.000 yıldaki herhangi bir noktadan daha yüksektir.

Son 800.000 yılda milyonda parça (ppm) olarak küresel atmosferik karbondioksit konsantrasyonları (CO 2 ). Tepe ve vadiler buz yaş (düşük CO parça 2 ) ve ısıtıcı dönemlerin (daha yüksek CO 2 ). Bu döngü boyunca, CO 2 300 ppm'den daha asla daha yüksekti. Jeolojik zaman ölçeğinde, artış (turuncu kesikli çizgi) neredeyse anlık görünüyor. NOAA NCEI Paleoklimatoloji Programı aracılığıyla Lüthi, vd., 2008'den alınan verilere dayanan NOAA Climate.gov'un grafiği. [Güncelleme 20 Ağustos 2020. Bu görüntünün önceki bir sürümünde X eksenindeki ölçeklendirmede bir hata vardı. Bu, en son buz çağlarının görünür süresini ve zamanlamasını etkiledi, ancak modern veya paleoiklim karbondioksit değerlerini etkilemedi.]

Aslında, atmosferik CO₂ miktarlarının en son bu kadar yüksek olduğu 3 milyon yıldan daha önce, sıcaklığın sanayi öncesi döneme göre 2 ° –3 ° C (3,6 ° –5,4 ° F) daha yüksek olduğu ve deniz seviyesi bugün olduğundan 15–25 metre (50–80 fit) yüksekti.

Karbondioksit konsantrasyonları, çoğunlukla insanların enerji için yaktıkları fosil yakıtlar nedeniyle yükseliyor. Kömür ve petrol gibi fosil yakıtlar, bitkilerin milyonlarca yıl boyunca fotosentez yoluyla atmosferden çıkardığı karbonu içerir; o karbonu birkaç yüz yıl içinde atmosfere geri veriyoruz. Göre 2019 yılında İklim Eyaleti gelen NOAA ve Amerikan Meteoroloji Derneği,

1850'den 2018'e kadar, 440 ± 20 Pg C (1 Pg C = 10¹⁵ g C), fosil yakıtların yanmasından CO₂ olarak yayıldı (Friedlingstein ve diğerleri 2019). Yalnızca 2018 için, küresel fosil yakıt emisyonları tarihte ilk kez 10 ± 0,5 Pg C yr-1'e ulaştı (Friedlingstein ve diğerleri 2019). 1850'den beri salınan CO₂'nin yaklaşık yarısı atmosferde kalır. Geri kalanı dünya okyanuslarında kısmen çözüldü…. Karasal biyosfer şu anda fosil yakıt CO₂ için bir yutak olsa da, ormansızlaşma gibi arazi kullanımı değişikliklerinden kaynaklanan kümülatif CO₂ emisyonları, 1850–2018 dönemi boyunca karasal alımları iptal etmektedir (Friedlingstein ve diğerleri 2019).

Küresel atmosferik karbondioksit, 2019'da yeni bir rekor olan 409,8 ± 0,1 ppm idi. Bu, 2018'e göre 2,5 ± 0,1 ppm'lik bir artış, 2017 ile 2018 arasındaki artışla aynı. 1960'larda, atmosferik karbondioksitin küresel büyüme hızı yılda yaklaşık 0,6 ± 0,1 ppm idi. 2009-18 yılları arasında ise büyüme oranı yılda 2,3 ppm olmuştur. Son 60 yılda atmosferik karbondioksitin yıllık artış oranı, 11.000-17.000 yıl önceki son buzul çağının sonunda meydana gelenler gibi, önceki doğal artışlardan yaklaşık 100 kat daha hızlıdır.

Tıklayıp sürüklerken Shift tuşunu basılı tutarak grafiği herhangi bir yönde sıkıştırın veya uzatın . Parlak kırmızı çizgi ( kaynak veriler ), NOAA'nın Hawai'i'deki Mauna Loa Gözlemevi'nde milyonda parça (ppm) cinsinden aylık ortalama karbondioksiti gösteriyor: bir milyon kuru hava molekülü başına karbondioksit moleküllerinin sayısı. Yıl boyunca, değerler Kuzey Yarımküre'de kışın daha yüksek ve yazın daha düşüktür. Koyu kırmızı çizgi, 12 aylık hareketli ortalama olarak hesaplanan yıllık eğilimi gösterir.

Karbondioksit neden önemlidir?

Karbondioksit bir sera gazıdır : ısıyı emen ve yayan bir gazdır. Güneş ışığı ile ısınan Dünya'nın kara ve okyanus yüzeyleri sürekli olarak termal kızılötesi enerji (ısı) yayar. Oksijen veya nitrojenin (atmosferimizin çoğunu oluşturan) aksine, sera gazları bu ısıyı emer ve yangın söndükten sonra bir şöminedeki tuğlalar gibi zamanla kademeli olarak serbest bırakır. Bu doğal sera etkisi olmasaydı , Dünya'nın yıllık ortalama sıcaklığı 60 ° F'ye yakın olmak yerine donma noktasının altında olurdu. Ancak sera gazlarındaki artışlar, Dünya'nın enerji bütçesini dengeden çıkardı, ek ısıyı hapsedip Dünya'nın ortalama sıcaklığını yükseltti.

Karbondioksit, Dünya'nın uzun ömürlü sera gazlarının en önemlisidir . Molekül başına sera gazları olan metan veya nitröz okside göre daha az ısı emer, ancak daha fazladır ve atmosferde çok daha uzun süre kalır. Ve karbondioksit molekül başına molekül bazında su buharından daha az miktarda ve daha az güçlü iken, su buharının emmediği termal enerjinin dalga boylarını emer, bu da sera etkisine benzersiz bir şekilde katkıda bulunduğu anlamına gelir. Atmosferik karbondioksitteki artışlar, Dünya'nın sıcaklığının yükselmesine neden olan toplam enerji dengesizliğinin yaklaşık üçte ikisinden sorumludur.

Bu grafik, 1750 yılına göre metrekare başına watt cinsinden, insan kaynaklı başlıca sera gazlarının neden olduğu ısınma dengesizliğini göstermektedir: karbondioksit, metan, azot oksit, kloroflorokarbonlar 11 ve 12 ve diğer 15 küçük katkıda bulunanlar grubu. Bugünün atmosferi, Dünya yüzeyinin her metrekaresinde yaklaşık 3 watt daha fazla gelen güneş enerjisi emer. NOAA'nın Yıllık Sera Gazı Endeksine (sağ eksen) göre, tüm ana sera gazlarının birleşik ısıtma etkisi 1990'a göre% 43 artmıştır. NOAA ESRL verilerine dayanan NOAA Climate.gov'un grafiği.

Dünya sisteminde karbondioksitin önemli olmasının bir diğer nedeni de, bir kutu soda içindeki gaz gibi okyanusa karışmasıdır. Su molekülleri ile reaksiyona girerek karbonik asit üretir ve okyanusun pH'ını düşürür. Sanayi Devrimi'nin başlangıcından bu yana, okyanus yüzey sularının pH'ı 8.21'den 8.10'a düştü. PH'daki bu düşüşe okyanus asitlenmesi denir .

0.1'lik bir düşüş çok fazla görünmeyebilir, ancak pH ölçeği logaritmiktir; pH'da 1 birimlik bir düşüş, asitlikte on kat artış anlamına gelir. 0.1'lik bir değişiklik, asitlikte kabaca% 30'luk bir artış anlamına gelir. Artan asitlik, deniz yaşamının sudan kalsiyum çıkararak kabuklarını ve iskeletlerini oluşturma yeteneğini engeller.

( solda ) Sağlıklı bir okyanus salyangozunun, pürüzsüz bir şekilde şekillendirilmiş sırtlara sahip şeffaf bir kabuğu vardır. ( sağda ) Daha asidik, aşındırıcı sulara maruz kalan bir kabuk bulanık, pürüzlü ve "bükülme" ve zayıf noktalar ile çukurlu. Fotoğraflar Nina Bednarsek, NOAA PMEL'in izniyle kullanılmıştır.

Geçmiş ve gelecek karbondioksit

Karbondioksit konsantrasyonlarındaki doğal artışlar, son bir milyon yıl veya daha uzun süredir buzul çağı döngüleri sırasında Dünya'nın sıcaklığını periyodik olarak ısıtmıştır. Sıcak dönemler (buzullararası dönemler), Dünya'nın dönme eksenindeki veya Güneş etrafındaki yörüngesinin yolundaki küçük bir yalpalamaya bağlı olarak güneş ışığında küçük bir artışla başladı.

Bu biraz fazla güneş ışığı biraz ısınmaya neden oldu. Okyanuslar ısınırken, tıpkı bir yaz gününün sıcağında dümdüz giden bir kutu soda gibi karbondioksiti aştılar. Atmosferdeki ekstra karbondioksit, ilk ısınmayı artırdı.

Bir mil kalınlığındaki buz çekirdeklerinde (ve diğer paleoiklim kanıtlarında) hapsolmuş hava kabarcıklarına dayanarak , son bir milyon yıldaki buz devri döngüleri sırasında karbondioksitin asla 300 ppm'yi geçmediğini biliyoruz. 1700'lerin ortalarında Sanayi Devrimi başlamadan önce, küresel ortalama karbondioksit miktarı yaklaşık 280 ppm idi.

1750 Emisyonları ortalarında 20 yılda milyar 5 hakkında tona yavaşça yükseldi atmosferde (ahududu hattı) karbondioksit miktarı sanayi devrimi başlangıcından beri insan emisyonlarının (mavi çizgi) ile birlikte artmıştır inci önce yüzyıl Yüzyılın sonuna kadar yılda 35 milyar tonu aşan bir hızla yükseliyor. NOAA Climate.gov grafiği, Dr. Howard Diamond (NOAA ARL) tarafından orijinalinden uyarlanmıştır. Atmosferik CO 2 veri NOAA ve ETHZ . Verilerdeki Dünyamızdan ve Küresel Karbon Projesi'nden CO 2 emisyon verileri .

1958'de Mauna Loa Volkanik Gözlemevi'nde sürekli gözlemler başladığında, küresel atmosferik karbondioksit zaten 315 ppm idi. 9 Mayıs 2013 tarihinde, Mauna Loa'da ölçülen günlük ortalama karbondioksit, kayıtlarda ilk kez 400 ppm'yi aştı. İki yıldan kısa bir süre sonra, 2015 yılında, küresel miktar ilk kez 400 ppm'nin üzerine çıktı. Küresel enerji talebi büyümeye ve çoğunlukla fosil yakıtlarla karşılanmaya devam ederse, atmosferdeki karbondioksitin bu yüzyılın sonunda 900 ppm'yi aşması bekleniyor.