Атмосферската концентрација на јаглерод диоксид - сервер за образование во Хамбург
Никогаш во последните 10.000 години или во текот на целото ледено доба содржината на јаглерод диоксид во атмосферата не била толку висока како што е сега. Треба да се врати неколку милиони години наназад во историјата на земјата за да се сретне со поголема концентрација.
Атмосферската концентрација на јаглерод диоксид
Јаглерод диоксид во раната атмосфера
Нешто подобри информации се достапни за овие флуктуации во изминатите 500 милиони години. Во првите 100 милиони години од овој период, содржината на CO2 беше помеѓу 4000 и 6000 ppm (денес 385 ppm). Потоа следеше фаза со слично ниски вредности на СО2 како денес и покривање на мразот скоро до 30-тата паралела. Помеѓу 100 и 250 милиони години содржината на CO2 повторно беше над 1000 ppm. Тоа беше време на диносаурусите со температури 8 степени потопло од денес.
Јаглерод диоксид во ценозоикот
Во последните 65 милиони години, содржина на јаглерод диоксид во атмосферата, кенозоик (модерно време), го зеде развојот што доведе до денешни климатски услови. Во првите 30 милиони години беше околу 1000 ppm, при што дури ја надмина вредноста од 1500 ppm за 50 милиони години. Во оваа прва половина на Кенозојската Земја сè уште немаше мраз. Од пред околу 35 милиони години, концентрацијата на СО2 има тенденција да се намалува на околу 300 стр./Мин., Што претставува почеток на глацијацијата на Антарктикот пред околу 35 милиони години и сегашното ледено доба пред околу два и пол милиони години.
Сл. 1: Содржината на јаглерод диоксид во атмосферата во последните 60 милиони години 1
Главната причина за промените во нивото на СО2 во ерата на Кенозоикот се гледа во движењата на африканските и индиските плочи. Првично, тие доведоа до силните планински набори на Алпите и Хималаите, а со тоа и на интензивна вулканска активност. После особено подигнувањето на Хималаите и Тибетското плато, силните хемиски процеси на атмосферски влијанија потрошија голем дел од атмосферскиот јаглерод диоксид, кој се влеваше во морето со седиментите и се повлекуваше од јаглеродниот циклус за подолг временски период.
За климатскиот развој на ерата на Кенозоикот кон обновување на глацијацијата, содржината на СО2 во атмосферата се смета за доминантен фактор. Другите погони, како што се сончевото зрачење или промените во океанските струи, играа само многу подредена улога. Во кенозоикот, сончевото зрачење дури се зголеми за 0,4%, што, сепак, одговараше само на радијативно присилување од +1 W/m 2 - во споредба со негативно принудување од -10 W/m 2 како резултат на намалената содржина на јаглерод диоксид во атмосферата.
Јаглерод диоксид во ледено доба
Сл. 2: Промени во атмосферската концентрација на СО2 во текот на изминатите 640 000 години и флуктуации на деутериумот како полномошник (податоци за прокси) за температура во мразот на Арктикот. Паралелниот развој на обете вредности, како и стрмниот пораст на содржината на СО2 од почетокот на индустријализацијата, кој со моментално (2008 година) 385 ppm, очигледно ги надминува сите вредности од изминатите 640 000 години, што исто така не надминуваше 300 ppm во претходните топли периоди, е зачудувачки е дури и повисок од кога било во последните 10 милиони години (види слика 1). 2
Атмосферскиот јаглерод диоксид и глобалната температура влијаат едни на други. Пониската глобална температура го намалува нивото на СО2, а пониското ниво на СО2 доведува до уште поголемо намалување на температурата. Содржината на CO2 е во опсег од 180 до 300 ppm. Тековната концентрација на јаглерод диоксид во атмосферата е над флуктуациите на леденото доба и не може да се добие од претходното затоплување. Тоа е последица на антропогените емисии и е одговорно за тековното затоплување.
Концентрацијата на СО2 од индустријализацијата
Сл. 3: Атмосферска концентрација на јаглерод диоксид од почетокот на ерата до 2007 година. Во кутијата за вметнување, концентрацијата и развојот на емисиите од 1970 година. 3
Од почетокот на индустријализацијата, луѓето интервенирале во природниот циклус со сè поголемо согорување на фосилни горива како што се сурова нафта, природен гас и јаглен, во кои јаглерод диоксидот се повлекувал од природниот циклус стотици милиони години, а со тоа и концентрацијата на СО2 зголемен во атмосферата. Покрај тоа, постои директно уништување на вегетацијата преку промени во користењето на земјиштето или уништување на шумите, што исто така ослободува CO2. Од почетокот на ерата до почетокот на индустријализацијата, атмосферската концентрација на јаглерод диоксид варира само малку помеѓу 275 и 285 ppm. За време на индустриската ера, атмосферската концентрација на јаглерод диоксид се зголеми за приближно 36% од 280 ppm на 385 ppm во 2007 година. Првите 50 ppm на зголемувањето на CO2 траеја повеќе од 200 години, додека следните 55 ppm беа постигнати за само 30 години. 4-ти
Тековниот развој на јаглерод диоксид
Од околу 2000 година, стапката на раст на концентрацијата на СО2 покажува понатамошно зголемување. Иако во 90-тите години на минатиот век беше само 1,49 ppm/година, тоа е веќе 1,93 ppm годишно во периодот 2000-2006 година. 5 Од 2005 до 2007 година зголемувањето беше дури 2,4 ppm/година, но потоа падна на 1,8 ppm во 2008 година. 5а Во меѓувреме, стапката на раст повторно се зголеми и изнесуваше 2,4 ppm/годишно од 2009 до 2010 година, при што концентрацијата се искачи на повеќе од 390 ppm. 5б
Причините лежат од една страна во поголеми емисии, од друга страна - и ова е ново - во намалената ефикасност на мијалниците, особено на океанот. Од 1850 до 2006 година, 330 GtC беа ослободени во атмосферата преку согорување на фосилна енергија, плус 156 GtC преку промени во користењето на земјиштето, главно преку уништување на шумите. Емисиите се зголемија особено силно во последните години. Додека стапката на раст на антропогените емисии сè уште беше 1,3% годишно во 90-тите години на минатиот век, таа беше скоро три пати поголема во периодот 2000-2006 година со 3,3%. Вкупните антропогени емисии изнесуваа 8,4 GtC во 2000 година, но во 2006 година беа 9,9 GtC. Тоа е годишен раст од 2,9% - во споредба со 0,7% во 1990-тите. Во просек, емисиите од 2000-2006 година изнесуваат 9,1 GtC годишно, од кои 7,6 GtC од горење фосилни горива и 1,5 GtC од променетата употреба на земјиштето. 6-ти
Сл. 4: Промената на емисиите на СО2 како резултат на промените во употребата на земјиштето, согорувањето на фосилни горива, производството на цемент итн. (Горе лево), како и промените во пропорциите на мијалник на СО2 во атмосферата (горе десно), вегетацијата на земјата (долу лево) и океанот (долу десно). Делот од мијалникот на океанот очигледно се намалува. 6а
Сега се забележува дека пропорцијата што ја апсорбира атмосферата од антропогените емисии е зголемена во последните неколку децении, додека океанскиот дел значително се намали. Важна причина за ова се гледа во засилувањето на циркумполарните западни ветрови околу Антарктикот, кои пренесуваат вода богата со СО2 од подлабоките океански слоеви до површината, каде јаглерод диоксидот може да се испушти во атмосферата. Бидејќи ова засилување главно се припишува на озонската дупка над Антарктикот, слабеењето на навлегувањето на СО2 може да биде привремен феномен. 7-ми