تغییرات آب و هوا: دی اکسید کربن جوی

براساس گزارش سالانه از آزمایشگاه نظارت جهانی NOAA ، میانگین دی اکسید کربن جوی جهانی 417. 06 قسمت در میلیون ("PPM" برای کوتاه مدت) در سال 2022 بود و رکورد جدیدی را تعیین کرد. افزایش بین سالهای 2021 و 2022 2. 13 ppm بود - یازدهمین سال در یک ردیف که میزان دی اکسید کربن در جو بیش از 2 ppm افزایش یافته است. در رصدخانه Mauna Loa در هاوایی ، جایی که رکورد دی اکسید کربن مدرن در سال 1958 آغاز شد ، میانگین دی اکسید کربن سالانه در سال 2022 418. 56 بود.

غلظت دی اکسید کربن بیشتر به دلیل سوخت های فسیلی که مردم برای انرژی می سوزاند ، در حال افزایش است. سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ و روغن حاوی کربن هستند که گیاهان از طریق فتوسنتز طی بسیاری از میلیون ها سال از جو بیرون می کشند. ما در حال بازگشت آن کربن به جو تنها در چند صد هستیم. از اواسط قرن بیستم ، انتشار گازهای گلخانه ای سالانه از سوختگی سوخت های فسیلی هر دهه افزایش یافته است ، از نزدیک به 11 میلیارد تن دی اکسید کربن در سال در دهه 1960 به حدود 36. 6 میلیارد تن در سال 2022 طبق بودجه جهانی کربن 2022.

کارشناسان چرخه کربن تخمین می زنند که "غرق شدن" طبیعی-فرآیندهای خروجی کربن از جو-در زمین و در اقیانوس معادل نیمی از دی اکسید کربن را که هر سال در دهه 2011-2020 منتشر می کنیم ، جذب می کند. از آنجا که ما دی اکسید کربن بیشتری را در جو قرار می دهیم تا غرق های طبیعی از بین برود ، میزان کل دی اکسید کربن موجود در جو هر سال افزایش می یابد.

هرچه بیشتر از آنچه فرآیندهای طبیعی می توانند در یک سال معین از بین بروند ، غلظت جوی دی اکسید کربن سریعتر افزایش یابد. در دهه 1960 ، میزان رشد جهانی دی اکسید کربن جوی تقریباً 0. 1 0. 8 ppm در سال در سال بود. طی نیم قرن آینده ، نرخ رشد سالانه سه برابر شد و در سال 2010 به 2. 4 ppm در سال رسید. میزان افزایش سالانه دی اکسید کربن جوی طی 60 سال گذشته تقریباً 100 برابر سریعتر از افزایش طبیعی قبلی است ، مانند مواردی که در پایان آخرین یخبندان 11000-17،000 سال پیش رخ داده است.

چرا دی اکسید کربن اهمیت دارد

دی اکسید کربن مهم ترین گاز گلخانه ای زمین است: گازی که گرما را جذب و منتشر می کند. برخلاف اکسیژن یا نیتروژن (که بیشتر اتمسفر ما را تشکیل می دهند)، گازهای گلخانه ای گرمای تابش شده از سطح زمین را جذب می کنند و دوباره آن را در همه جهات آزاد می کنند، از جمله به سمت سطح زمین. بدون دی اکسید کربن، اثر گلخانه ای طبیعی زمین بسیار ضعیف است که نمی تواند میانگین دمای سطح جهانی را بالای صفر نگه دارد. با افزودن دی اکسید کربن بیشتر به اتمسفر، مردم اثر گلخانه ای طبیعی را افزایش می دهند و باعث افزایش دمای جهانی می شوند. بر اساس مشاهدات آزمایشگاه نظارت جهانی NOAA، در سال 2021 دی اکسید کربن به تنهایی مسئول حدود دو سوم کل تأثیر گرمایشی همه گازهای گلخانه ای تولید شده توسط انسان بود.

دلیل دیگر اهمیت دی اکسید کربن در سیستم زمین این است که مانند گاز موجود در یک قوطی نوشابه در اقیانوس حل می شود. با مولکول های آب واکنش می دهد و اسید کربنیک تولید می کند و pH اقیانوس را کاهش می دهد (اسیدیته آن را بالا می برد). از زمان شروع انقلاب صنعتی، pH آب های سطحی اقیانوس ها از 8. 21 به 8. 10 کاهش یافته است. این افت pH اسیدی شدن اقیانوس نامیده می شود.

دی اکسید کربن گذشته و آینده

افزایش طبیعی در غلظت دی اکسید کربن به طور دوره ای دمای زمین را در طول چرخه های عصر یخبندان طی میلیون سال گذشته یا بیشتر گرم کرده است. اپیزودهای گرم (بین یخبندان) با افزایش اندک در نور خورشید ورودی در نیمکره شمالی به دلیل تغییرات در مدار زمین به دور خورشید و محور چرخش آن آغاز شد.(برای جزئیات بیشتر، به بخش «چرخه های میلانکوویچ و عصر یخبندان» در مقاله تغییر آب و هوا: ورودی نور خورشید مراجعه کنید.) این مقدار کمی نور اضافی خورشید باعث کمی گرم شدن شد. با گرم شدن اقیانوس ها، دی اکسید کربن را از خود خارج کردند - مانند قوطی نوشابه که در گرمای یک روز تابستانی صاف می شود. دی اکسید کربن اضافی موجود در اتمسفر، گرمایش اولیه خورشیدی را تا حد زیادی تقویت کرد.

بر اساس حباب های هوا که در هسته های یخی به ضخامت مایل ها به دام افتاده اند و دیگر شواهد مربوط به دیرینه اقلیم، می دانیم که در طول چرخه های عصر یخبندان در میلیون ها سال گذشته یا بیشتر، دی اکسید کربن اتمسفر هرگز از ppm 300 تجاوز نکرده است. قبل از شروع انقلاب صنعتی در اواسط دهه 1700، دی اکسید کربن اتمسفر 280 ppm یا کمتر بود.

با شروع مشاهدات مداوم در رصدخانه آتشفشانی Mauna Loa در سال 1958 ، دی اکسید کربن جوی جهانی در حال حاضر 315 ppm بود. سطح دی اکسید کربن امروز از هر نقطه ای در تاریخ بشر بالاتر است. در حقیقت ، آخرین باری که دی اکسید کربن جوی این مقدار زیاد بود ، بیش از 3 میلیون سال پیش ، در دوره گرم میانه پلیوسن ، هنگامی که دمای سطح جهانی 4. 5-7. 2 درجه فارنهایت (2. 5-4 درجه سانتیگراد) گرمتر از طول بود. دوره قبل از صنعت. سطح دریا حداقل 16 فوت بالاتر از سال 1900 و احتمالاً 82 فوت بالاتر بود.

اگر تقاضای انرژی جهانی به سرعت در حال رشد باشد و ما آن را بیشتر با سوخت های فسیلی برآورده کنیم ، انتشار گازهای دی اکسید کربن می تواند تا پایان قرن به 75 میلیارد تن در سال یا بیشتر برسد. دی اکسید کربن اتمسفر می تواند 800 ppm یا بالاتر باشد.

اطلاعات بیشتر در مورد دی اکسید کربن

منابع

Collins ، M. ، R. Knutti ، J. Arblaster ، J.-L. Dufresne ، T. Fichefet ، P. Friedlingstein ، X. Gao ، W. J. Gutowski ، T. Johns ، G. Krinner ، M. Shongwe ، C. Tebaldi ، A. J. Weaver and M. Wehner ، 2013: تغییرات طولانی مدت آب و هوا: پیش بینی ها ، تعهدات و برگشت ناپذیر. در: تغییر آب و هوا 2013: مبنای علوم فیزیکی. سهم گروه کاری I در گزارش ارزیابی پنجم از پانل بین دولتی در مورد تغییرات آب و هوا [Stocker ، T. F. ، D. Qin ، G.-K. Plattner ، M. Tignor ، S. K. Allen ، J. Boschung ، A. Nauels ، Y. Xia ، V. Bex and P. M. Midgley (eds.)]. انتشارات دانشگاه کمبریج ، کمبریج ، انگلستان و نیویورک ، نیویورک ، ایالات متحده.

Friedlingstein ، P. ، O'Sullivan ، M. ، Jones ، M. W. ، Andrew ، R. M. ، Gregor ، L. ، Hauck ، J. ، Le Quéré ، C. ، Luijkx ، I. T. ، Olsen ، A. ، Peters ، G. P. ، Peters، W. ، Pongratz ، J. ، Schwingshackl ، C. ، Sitch ، S. ، Canadell ، J. G. ، Ciais ، P. ، Jackson ، R. B. ، Alin ، S. R. ، Alkama ، R. ،… Zheng ، B. (2022). بودجه جهانی کربن 2022. داده های علوم سیستم زمین ، 14 (11) ، 4811-4900. https://doi. org/10. 5194/essd-14-4811-2022

Lan ، X. ، B. D. Hall ، G. Dutton ، J. Mühle ، J. W. Elkins و I. J. Vimont.(2022). گازهای گلخانه های طولانی مدت [در وضعیت آب و هوا در سال 2021 ، فصل 2: آب و هوای جهانی]. بولتن انجمن هواشناسی آمریکا ، 103 (8) ، S81-S84. https://doi. org/10. 1175/bams-d-22-0092. 1.

Lüthi ، D. ، M. Le Floch ، B. Bereiter ، T. Blunier ، J.-M. Baola ، U. Siegenthaler ، D. Raynaud ، J. Jouzel ، H. Fischer ، K. Kawamura ، and T. F. سهامدار(2008). غلظت دی اکسید کربن با وضوح بالا 650،000-800،000 سال قبل از زمان را ثبت می کند. طبیعت ، جلد. 453 ، صص 379-382. doi: 10. 1038/nature06949.

موسسه اقیانوس شناسی Woods Hole.(2015). مقدمه ای بر اسیدی شدن اقیانوس. دسترسی به 4 اکتبر 2017.

Lindsey ، R. (2009). بودجه انرژی آب و هوا و زمین. دسترسی به 4 اکتبر 2017.