6 неща, които трябва да знаете за въглеродния двуокис

Обсерваторията на Мауна Лоа на NOAA на Хаваите. Обсерваторията Мауна Лоа измерва въглеродния диоксид от 1958 г. Отдалеченото местоположение (високо на вулкан) и оскъдната растителност го правят добро място за наблюдение на въглеродния двуокис, тъй като няма много смущения от местните източници на газ. (Има случайни вулканични емисии, но учените лесно могат да ги наблюдават и филтрират.) Mauna Loa е част от глобално разпространена мрежа от места за вземане на проби за въздух, които измерват колко въглероден диоксид е в атмосферата. Изображение чрез NOAA.

От Адам Войланд, Земна обсерватория на НАСА

През май 2019 г., когато атмосферният въглероден диоксид достигна своя годишен връх, той постави рекорд. Средната през май концентрация на парникови газове е 414, 7 части на милион (ppm), както се наблюдава в обсерваторията за атмосферни условия Mauna Loa Atmospheric Bavaline в Хавай. Това беше най-високият сезонен пик за 61 години и седмата поредна година с рязко увеличение, според NOAA и института по океанография на Scripps.

Широкият консенсус сред учените за климата е, че увеличаващите се концентрации на въглероден диоксид в атмосферата причиняват температурите да се затоплят, нивата на морето да се повишават, океаните да стават по-кисели, а дъждовете, сушите, наводненията и пожарите да станат по-тежки. Ето шест по-малко известни, но интересни неща за въглеродния двуокис.

Глобалните концентрации на атмосферен въглероден диоксид спадат всеки април или май, но през 2019 г. скокът е по-голям от обикновено. Пунктираната червена линия представлява средните месечни стойности; черната линия показва същите данни след осредняване на сезонните ефекти. Изображение чрез NOAA. Прочетете повече за графиката.

1. Темпът на увеличение се ускорява.

От десетилетия концентрациите на въглероден диоксид се увеличават всяка година. През 60-те години на миналия век Mauna Loa отбелязва годишно увеличение около 0, 8 ppm годишно. До 80-те и 90-те години темпът на растеж е до 1, 5 ppm година. Сега тя е над 2 ppm годишно. Има багателни и убедителни доказателства, че ускорението се причинява от увеличени емисии, според Питер Танс, старши учен от отдела за глобален мониторинг на NOAA s.

Изображение чрез NOAA / Scripps Institute of Oceanography. Прочетете повече за диаграмата.

2. Учените разполагат с подробни записи на атмосферния въглероден диоксид, които излизат от 800 000 години назад.

За да разберат вариациите на въглеродния диоксид преди 1958 г., учените разчитат на ледените ядра. Изследователите са пробили дълбоко в ледена чаша в Антарктида и Гренландия и са взели проби от лед на възраст хиляди години. Този стар лед съдържа задържани въздушни мехурчета, които позволяват на учените да реконструират миналите нива на въглероден диоксид. Видеото по-долу, произведено от NOAA, илюстрира този набор от данни с красиви детайли. Забележете как вариациите и сезонните noise в наблюденията при кратки времеви мащаби избледняват, когато гледате по-дълги времеви мащаби.

3. CO2 не се разпределя равномерно.

Сателитните наблюдения показват, че въглеродният диоксид във въздуха може да бъде донякъде неестетичен, с високи концентрации на някои места и по-ниски концентрации на други. Например, картата по-долу показва нивата на въглероден диоксид за май 2013 г. в средната част на тропосферата, частта от атмосферата, където се среща най-много време. По онова време в северното полукълбо имаше повече въглероден диоксид, защото културите, тревите и дърветата още не се озелениха и поеха част от газа. Транспортирането и разпределението на CO2 в атмосферата се контролира от струйния поток, големите метеорологични системи и други мащабни атмосферни циркулации. Тази лепенка породи интересни въпроси за това как въглеродният диоксид се пренася от една част на атмосферата в друга - и хоризонтално, и вертикално.

Първият космически инструмент, който независимо измерва атмосферния въглероден диоксид ден и нощ и при ясни и облачни условия по цялото земно кълбо, беше атмосферният инфрачервен ехолот (AIRS) на спътника на Aqua NASA s Aqua. Прочетете повече за тази световна карта на CO2. Сателитът OCO-2, пуснат на пазара през 2014 г., също прави глобални измервания на въглероден диоксид и го прави на още по-ниска надморска височина в атмосферата от AIRS.

4. Въпреки пластирността, все още има много смесване.

В тази анимация от Научното визуализиращо студио на НАСА големи потоци въглероден диоксид от градове в Северна Америка, Азия и Европа. Те се издигат и от райони с активни пожари на посеви или диви пожари. И въпреки това тези сливи бързо се смесват, докато се издигат и се натъкват на височинни ветрове. При визуализацията червените и жълтите показват региони с по-висок от средния CO2, докато сините показват региони по-ниски от средните. Пулсирането на данните се причинява от цикъла ден / нощ на фотосинтезата на растенията в земята. Този изглед подчертава емисиите на въглероден диоксид от пожари на култури в Южна Америка и Африка. Въглеродният диоксид може да се транспортира на дълги разстояния, но забележете как планините могат да блокират потока на газа.

5. Върховете на въглеродния диоксид през пролетта на Северното полукълбо.

Ще забележите, че в диаграмите има отчетлив модел на трион, който показва как въглеродният диоксид се променя с течение на времето. Има върхове и спадове във въглеродния диоксид, причинени от сезонни промени в растителността. Растенията, дърветата и културите абсорбират въглероден диоксид, така че сезоните с повече растителност имат по-ниски нива на газа. Концентрациите на въглероден диоксид обикновено са най-високи през април и май, тъй като разлагащите се листа в горите в Северното полукълбо (особено Канада и Русия) добавят въглероден диоксид във въздуха през цялата зима, докато новите листа все още не са покълнали и абсорбирали голяма част от газа. На диаграмата и картите по-долу е видимо изливането и протичането на въглеродния цикъл, като се сравняват месечните промени в въглеродния двуокис с нетната първична производителност на земното кълбо, мярка за това колко изразходва растителността на въглеродния диоксид по време на фотосинтезата минус количеството, което отделят по време на дишане, Забележете, че през лятото на Северното полукълбо намалява въглеродният диоксид.

Изображение чрез Земната обсерватория на НАСА. Прочетете повече за това изображение.

6. Не става въпрос само за това, което се случва в атмосферата.

По-голямата част от въглерода на Земята - около 65 500 милиарда метрични тона - се съхранява в скали. Останалото се намира в океана, атмосферата, растенията, почвата и изкопаемите горива. Въглеродът тече между всеки резервоар в въглеродния цикъл, който има бавни и бързи компоненти. Всяка промяна в цикъла, която измества въглерода от един резервоар, поставя повече въглерод в други резервоари. Всякакви промени, които вкарват повече въглеродни газове в атмосферата, водят до по-топли температури на въздуха. Ето защо изгарянето на изкопаеми горива или пожари не са единствените фактори, определящи какво се случва с атмосферния въглероден диоксид. Неща като активността на фитопланктона, здравето на световните гори и начините, по които променяме пейзажите чрез земеделие или строителство, също могат да играят критична роля. Прочетете повече за въглеродния цикъл.

Въглеродният цикъл. Изображение чрез НАСА.

Долен ред: Факти за въглеродния диоксид на парникови газове (C02).