Въглероден диоксид в земната атмосфера

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Моларната концентрация на въглеродния диоксид в тропосферата през 2011 г.

Въглеродният диоксид (CO
2
) е един от важните микроколичествени газове в земната атмосфера. Той е неразделна част от въглеродния кръговрат – биогеохимичен цикъл, в който въглеродът се разтваря в океаните, почвата, скалите и биосферата на Земята. Растенията и други фотоавтотрофи използват слънчевата енергия за производството на въглехидрати от атмосферния въглероден диоксид и вода чрез фотосинтеза. Почти всички организми използват въглехидратите, получени при фотосинтезата, като основен източник на енергия и въглеродни съединения. CO
2
абсорбира и излъчва инфрачервено лъчение с дължина на вълната от 4,26 µm (асиметричен разтегателен вибрационен режим) и 14,99 µm (вибрационен режим на огъване) и следователно е парников газ, който влияе на температурата на земната повърхност чрез парниковия ефект.[1]

Концентрации на CO
2
в атмосферата са достигали до 4000 части на милион по маса (ppm) през Камбрия, преди около 500 милиона години, до 180 ppm по време на четвъртичното заледяване през последните два милиона години.[2] Възстановките на температурните записи за последните 420 милиона години показват, че концентрацията на атмосферния CO
2
достига максимума от ~ 2000 ppm през Девона (преди 400 милиона години) и отново в периода на Триаса (преди 220 – 200 милиона години). Глобална средна годишна концентрацията на CO
2
се е увеличила с повече от 45% от началото на индустриалната революция, от 280 ppm отпреди 10 000 години до средата на XVIII век[2] до 415 ppm към май 2019 г.[3][4] Към 2010-те години концентрацията е най-високата за последните 14 милиона години.[5] Увеличението се дължи на човешката дейност – по-специално обезлесяването и изгарянето на изкопаемите горива.[6] Това увеличение на CO
2
и други устойчиви парникови газове в земната атмосфера са предизвикали настоящия период на глобално затопляне. Между 30% и 40% от CO
2
, освободен от хората в атмосферата, се разтваря в океаните,[7][8] където образува въглеродна киселина, променяйки pH на океаните.

Текуща концентрация[редактиране | редактиране на кода]

Модел на поведението на въглерода в атмосферата от 1 септември 2014 г. до 31 август 2015 г. Височината на земната атмосфера и топографията са увеличени вертикално 40 пъти, за да се покаже сложността на атмосферния поток.
Тази визуализация показва глобалните концентрации на въглеродния диоксид (цветни квадрати) в милионни части от обема (ppmv).

Концентрациятя на въглероден диоксид е показал няколко цикъла на изменение от около 180 части на милион по време на големите заледения през холоцена и плейстоцена до 280 части на милион през междуледниковите периоди. След началото на индустриалната революция концентрацията на атмосферния CO
2
се увеличи до над 400 части на милион и продължава да расте, причинявайки явлението глобално затопляне.[9] Към април 2019 г. средното месечно ниво на CO
2
в земната атмосфера надхвърля 413 части на милион.[10] Среднодневната концентрация на атмосферния CO
2
в обсерваторията Мауна Лоа за първи път надхвърли 400 ppm на 10 май 2013 г.[11][12], въпреки, че тази концентрация беше вече достигната в Арктика през юни 2012 г.[13] Към 2010 г. тя представлява около 0,041 обемни% от атмосферата (равна на 410 ppm)[14][15][3][16][17], което съответства на приблизително 3200 милиарда метрични тона CO
2
, съдържащ приблизително 870 милиарда тона въглерод. Всяка част на милион обем CO
2
в атмосферата по този начин представлява приблизително 2,13 милиарда тона въглерод.[18] Глобалната средна стойност на концентрацията на CO
2
в момента се увеличава със скорост приблизително 2 ppm/година при което се ускорява.[14][19][20] Годишното колебание е около 3–9 ppm, което е отрицателно свързано с вегетационния сезон на Северното полукълбо. Северното полукълбо доминира в годишния цикъл на концентрация на CO
2
, тъй като има много по-голяма площ и растителна биомаса от Южното полукълбо. Концентрациите достигат пик през май, когато започва пролетното раззеленяване на Северното полукълбо и намалява до минимум през октомври, близо до края на вегетационния сезон.[20][21]

Тъй като глобалното затопляне се дължи на увеличаване на атмосферните концентрации на парниковите газове, като CO
2
и метана, учените наблюдават внимателно концентрациите на атмосферния CO
2
и тяхното въздействие върху съвременната биосфера. National Geographic пише, че концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата е толкова висока „за първи път след 55 години измерване - и вероятно повече от 3 милиона години земна история“.[22] Текущата концентрация може да е най-високата от последните 20 милиона години.[23]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Petty, G.W.. A First Course in Atmospheric Radiation. // Eos Transactions 85 (36). 2004. DOI:10.1029/2004EO360007. с. 229 – 51.
  2. а б Eggleton, Tony. A Short Introduction to Climate Change. Cambridge University Press, 2013. ISBN 9781107618763. с. 52.
  3. а б Trends in Atmospheric Carbon Dioxide. // NOAA.
  4. Annual Mean Carbon Dioxide Data. // NOAA, 5 February 2016. Посетен на 12 February 2016.
  5. Zhang, Yi Ge. A 40-million-year history of atmospheric CO2. // Philosophical Transactions of the Royal Society A 371 (2001). 28 October 2013.
  6. Etheridge, D.M.. Natural and anthropogenic changes in atmospheric CO
    2
    over the last 1000 years from air in Antarctic ice and firn. // Journal of Geophysical Research 101 (D2). 1996. DOI:10.1029/95JD03410. с. 4115 – 28.
  7. Millero, Frank J.. Thermodynamics of the carbon dioxide system in the oceans. // Geochimica et Cosmochimica Acta 59 (4). 1995. DOI:10.1016/0016-7037(94)00354-O. с. 661 – 77.
  8. Feely, R.A.. Impact of Anthropogenic CO2 on the CaCO3 System in the Oceans. // Science 305 (5682). July 2004. DOI:10.1126/science.1097329. с. 362 – 66.
  9. IPCC AR5 WG1 (2013), Stocker, T.F., ed., „Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working Group 1 (WG1) Contribution to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 5th Assessment Report (AR5)“, Cambridge University Press, http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/  Climate Change 2013 Working Group 1 website.
  10. https://www.co2.earth/
  11. Carbon dioxide passes symbolic mark. // BBC. 10 May 2013. Посетен на 10 May 2013.
  12. Up-to-date weekly average CO
    2
    at Mauna Loa
    . // NOAA. Посетен на 2019-06-01.
  13. Greenhouse gas levels pass symbolic 400ppm CO
    2
    milestone
    . // The Guardian, 1 June 2012. Посетен на 11 May 2013.
  14. Just CO2unting.... // Архивиран от оригинала на 18 February 2010.
  15. Global carbon dioxide levels break 400ppm milestone. // The Guardian. 6 May 2015. Посетен на 7 May 2015.
  16. ESRL Global Monitoring Division. // NOAA, 6 May 2015. Посетен на 7 May 2015.
  17. Conversion Tables. // Oak Ridge National Laboratory, 26 September 2012. Посетен на 12 February 2016.
  18. Carbon Budget 2009 Highlights. // globalcarbonproject.org. Архивиран от оригинала на 16 December 2011. Посетен на 2012-11-02.
  19. а б Rasmussen, Carl Edward. Atmospheric Carbon Dioxide Growth Rate. //
  20. Frequently Asked Questions. // Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC).
  21. Kunzig, Robert. Climate Milestone: Earth's Шаблон:Co2 Level Passes 400 ppm. // National Geographic. 2013-05-09. Посетен на 2013-05-12.
  22. IPCC: Climate Change 2001: The Scientific Basis

Литература[редактиране | редактиране на кода]

  • Векилска, Б., „Обща климатология“, Университетско издателство, 1991 г.

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]