Кривая Килинга - Keeling Curve
В Кривая Килинга график накопления углекислый газ в атмосфере Земли на основе непрерывных измерений, проведенных на Обсерватория Мауна-Лоа на острове Гавайи с 1958 года по настоящее время. Кривая названа в честь ученого. Чарльз Дэвид Килинг, который начал программу мониторинга и руководил ею до своей смерти в 2005 году.
Измерения Килинга показали первое существенное свидетельство быстрого роста углекислый газ (CO
2) уровней в атмосфере.[1] По словам доктора Наоми Орескес, Профессор истории науки Гарвардский университет, кривая Килинга - одна из важнейших научных работ 20 века.[2] Многие ученые считают, что кривая Килинга впервые привлекла внимание мира к нынешнему увеличению CO
2 в атмосфере.[3]
Фон
До 1950-х годов измерения атмосферных CO
2 концентрации были взяты на для этого случая основу в различных местах. В 1938 г. инженер-метеоролог-любитель. Гай Стюарт Каллендар сравнил наборы данных атмосферных CO
2 из Кью в 1898–1901 гг., что составляло в среднем 274 частей на миллион по объему (ppmv ),[4] и с востока Соединенные Штаты в 1936–1938 гг., что составляло в среднем 310 ppmv, и пришел к выводу, что CO
2 концентрация росла из-за антропогенный выбросы.[5] Тем не мение, Каллендар Результаты не были широко приняты научным сообществом из-за неоднородности измерений.[6][7]
Чарльз Дэвид Килинг, из Институт океанографии Скриппса в Калифорнийский университет в Сан-Диего, был первым, кто проводил частые регулярные измерения атмосферного CO
2 концентрации в Антарктида, и дальше Мауна-Лоа, Гавайи с марта 1958 г.[8] Килинг ранее тестировал и использовал методы измерения в различных местах, включая Big Sur возле Монтерей, дождевые леса Олимпийский полуостров в Штата Вашингтон, и высокогорные леса в Аризона.[1] Он наблюдал сильные дневной поведение CO
2, с избытком CO
2 ночью из-за дыхание растениями и почвами, а послеполуденные значения представляют "свободную атмосферу" над Северное полушарие.[1]
Мауна-Лоа измерения
В 1957–1958 гг. Международный геофизический год, Килинг получил финансирование от Бюро погоды установить инфракрасные газоанализаторы в удаленных местах, включая Южный полюс и на вулкане Мауна-Лоа на остров Гавайи. Мауна-Лоа был выбран в качестве места для долгосрочного мониторинга из-за его удаленности от континентов и отсутствия растительности. Килинг и его сотрудники измерили надвигающийся океанский бриз над слой термической инверсии свести к минимуму локальное загрязнение из вулканических жерл.[8] Данные были нормализованный чтобы исключить влияние местного загрязнения. Из-за сокращения финансирования в середине 1960-х гг. Килинг был вынужден отказаться от постоянных усилий по мониторингу на Южном полюсе, но наскреб достаточно денег, чтобы поддерживать операции на Южном полюсе. Обсерватория Мауна-Лоа, которые продолжаются по сей день.[9]
Внешнее видео | |
---|---|
Институт океанографии Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего, Анимация кривой Килинга, Институт океанографии Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего | |
Ральф Килинг, "Кривая (Ральфа) Килинга", Институт океанографии Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего | |
Доктор Джон Барнс, Обсерватория Мауна-Лоа I Exploratorium, Exploratorium | |
Чарльз Дэвид Килинг, "Кривая Килинга исполняется 50 лет" | |
Чарльз Дэвид Килинг, 2005 «Лекция лауреата Тайлерской премии» |
Килинга Скажи нам статья 1960 г. представила первый ежемесячный CO
2 записи из Мауна-Лоа и Антарктида (1957-1960), обнаружив «отчетливый сезонный цикл ... и, возможно, всемирный рост CO
2 из года в год ".[10][9](стр. 41–42) К 1970-м годам было четко установлено, что увеличение содержания углекислого газа в атмосфере продолжается и связано с антропогенными выбросами.[11][12]
Измерения углекислого газа на Обсерватория Мауна-Лоа в Гавайи сделаны с типом инфракрасный спектрофотометр, теперь известный как недисперсный инфракрасный датчик, который откалиброван с использованием Всемирная метеорологическая организация стандарты.[13] Этот тип инструмента, первоначально называвшийся капнограф, был впервые изобретен Джон Тиндалл в 1864 г. и записаны следами пера на ленточном самописце.[14] В настоящее время добавляется несколько лазерных датчиков, которые будут работать одновременно с инфракрасным спектрофотометром в г. Институт океанографии Скриппса, пока NOAA измерения на Мауна-Лоа все еще использовать недисперсный инфракрасный датчик.
Результаты и интерпретация
Измерения, собранные на Обсерватория Мауна-Лоа показывают устойчивое увеличение среднего атмосферного CO
2 концентрация от 313 частей на миллион по объему (ppmv ) в марте 1958 г. до 406 г. ppmv в ноябре 2018 г.,[15] с увеличением тока на 2,48 ± 0,26 (среднее ± 2 стандартное отклонение) ppmv CO
2 в год.[16] Это увеличение атмосферного CO
2 связано с горение из ископаемое топливо, и в последние годы наблюдается рост. С CO
2 это парниковый газ, это имеет серьезные последствия для глобальное потепление. Измерения CO
2 концентрация в древних пузырьки воздуха в ловушке полярных ледяные керны показать, что среднее атмосферное CO
2 концентрация была между 275 и 285 ppmv вовремя Голоцен эпоха (9000 До н.э. и далее), но начало резко расти в начале девятнадцатого века.[17]
Кривая Килинга также показывает циклическое изменение около 5 ppmv каждый год, соответствующий сезонному изменению потребления CO
2 растительностью суши в мире. Большая часть этой растительности находится в Северное полушарие где расположена большая часть земли. С максимума в мае уровень снижается в течение северной весны и лета по мере появления новых растение рост занимает CO
2 из атмосферы через фотосинтез. После достижения минимума в сентябре уровень снова повышается осенью и зимой на севере, поскольку растения и листья отмирают и разлагаются, высвобождая CO
2 обратно в атмосферу.[10][12]
Наследие
Глобальный мониторинг
Отчасти из-за важности открытий Килинга,[9] NOAA начал мониторинг CO
2 уровни во всем мире в 1970-е годы.[18] Сегодня атмосферный CO
2 уровни контролируются примерно на 100 объектах по всему миру через Глобальную справочную сеть по парниковым газам.[19] Измерения на многих других изолированных участках подтвердили долгосрочную тенденцию, показанную кривой Килинга,[20] хотя ни один сайт не имеет такой долгой записи, как Мауна-Лоа.[21]
Ральф Килинг
С Чарльз Дэвид Килинг После смерти в 2005 году ответственность и контроль над проектом были переданы сыну Килинга, Ральф Килинг. К пятидесятилетию начала проекта младший Килинг написал статью в Научный журнал описывая жизнь и работу своего отца, а также то, как проект рос и развивался с течением времени.[22] Наряду с более точными измерительными материалами и средствами для проекта мониторинга Земли CO
2 уровней, Килинг написал о своей гордости за работу своего отца и о том, как он продолжил ее в своей памяти.
Признание
В 2015 году кривая Килинга была признана Национальная историческая химическая достопримечательность посредством Американское химическое общество.[23] Памятные доски установлены на Обсерватория Мауна-Лоа и на Институт океанографии Скриппса на Калифорнийский университет в Сан-Диего.
Превышение 400 ppm в 2013 г.
9 мая 2013 г. среднесуточная концентрация CO
2 в атмосфере, измеренной в Мауна-Лоа, превышала 400 частей на миллион (ppmv ).[24] Оценки CO
2 во время предыдущего геологические эпохи предположить, что CO
2 не достиг этого уровня с тех пор, как средний плиоцен От 2 до 4 миллионов лет назад.[25]
Смотрите также
- Мониторинг парниковых газов
- Чарльз Дэвид Килинг
- Ральф Килинг
- Углекислый газ в атмосфере Земли
- Глобальное потепление
- Action for Climate Empowerment (ACE)
- Обсерватория Мауна-Лоа
- Парижское соглашение (Парижские климатические соглашения 2015 г.)
Рекомендации
- ^ а б c "Ранняя кривая Килинга | Скриппс CO
2 Программа ». scrippsco2.ucsd.edu. Получено 2018-11-24. - ^ Наоми Орескес (23 января 2017 г.). Нарушение климата (видео). Потрясающие документальные фильмы. Получено 27 августа 2017.
- ^ Нисбет, Юан (2007). "Золушка наука" (PDF). Природа. 450 (7171): 789–790. Дои:10.1038 / 450789a. PMID 18063983.
- ^ Браун, Гораций Табберер; Эскомб, Ф. (1905). "Об изменениях количества углекислого газа в воздухе Кью в 1898-1901 годах". Proc. R. Soc. Лондон. B. 76 (507): 118–121. Bibcode:1905RSPSB..76..118B. Дои:10.1098 / rspb.1905.0004. ISSN 0950-1193.
- ^ Каллендар, Гай Стюарт (1938). «Искусственное производство углекислого газа и его влияние на температуру» (PDF). Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества. 64 (275): 223–240. Bibcode:1938QJRMS..64..223C. Дои:10.1002 / qj.49706427503.
- ^ Флеминг, Джеймс Роджер (1998). Исторические перспективы изменения климата. Оксфорд: Oxford University Press. ISBN 978-0195078701.
- ^ "Парниковый эффект углекислого газа". history.aip.org. Получено 2018-11-24.
- ^ а б Харрис, Дэниел С. (2010). "Чарльз Дэвид Килинг и история атмосферного CO
2 Измерения ». Аналитическая химия. 82 (19): 7865–7870. Дои:10.1021 / ac1001492. ISSN 0003-2700. PMID 20536268. - ^ а б c Килинг, Чарльз Д. (1998). «Награды и наказания за наблюдение за Землей». Ежегодный обзор энергетики и окружающей среды. 23: 25–82. CiteSeerX 10.1.1.173.2051. Дои:10.1146 / annurev.energy.23.1.25.
- ^ а б Килинг, Чарльз Д. (1960). «Концентрация и изотопное содержание диоксида углерода в атмосфере» (PDF). Скажи нам. 12 (2): 200–203. Дои:10.3402 / tellusa.v12i2.9366.
- ^ Полес, Джек К.; Килинг, Чарльз Дэвид (1965). «Концентрация двуокиси углерода в атмосфере на Гавайях». Журнал геофизических исследований. 70 (24): 6053–6076. Bibcode:1965JGR .... 70.6053P. Дои:10.1029 / JZ070i024p06053.
- ^ а б Килинг, Чарльз Д .; Bacastow, Роберт Б .; Бейнбридж, Арнольд Э .; Ekdahl Jr., Carl A .; Guenther, Peter R .; Waterman, Lee S .; Чин, Джон Ф. С. (1976). «Вариации содержания двуокиси углерода в атмосфере в обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи». Скажи нам. 28 (6): 538–551. Дои:10.3402 / tellusa.v28i6.11322. ISSN 0040-2826.
- ^ Загар, Питер; Тонинг, Кирк (март 2018). "Как мы измеряем фон CO
2 уровни на Мауна-Лоа " (PDF). - ^ "Пробы воздуха". Нью-Йорк Таймс. 22 декабря 2010 г.
- ^ «Среднемесячный уровень CO2 на Мауна-Лоа за последнее время». Лаборатория исследования системы Земля. Получено 9 мая 2016.
- ^ Расмуссен, Карл Эдвард. «Скорость роста диоксида углерода в атмосфере».
- ^ Neftel, A .; Moor, E .; Oeschger, H .; Штауфер, Б. (1985). "Данные кернов полярных льдов об увеличении атмосферного CO
2 в последние два столетия ". Природа. 315 (6014): 45–47. Bibcode:1985Натура.315 ... 45Н. Дои:10.1038 / 315045a0. - ^ Килинг, Чарльз Д. (1978). "Влияние обсерватории Мауна-Лоа на развитие атмосферного CO
2 Исследования ». Обсерватория Мауна-Лоа: доклад к 20-летию. (Специальный доклад Национального управления по исследованию океана и атмосферы, сентябрь 1978 г.), отредактированный Джоном Миллером, стр. 36–54. Боулдер, Колорадо: NOAA Лаборатории экологических исследований. - ^ Лаборатория Министерства торговли США, NOAA, Исследование системы Земли. «Отдел глобального мониторинга ESRL - Глобальная справочная сеть по парниковым газам». www.esrl.noaa.gov. Получено 2018-11-25.
- ^ Глобальные станции CO
2 Тенденции концентрации. Скриппс CO
2 Программа. - ^ Килинг, Чарльз Д .; Уорф, Т. П. (2004). "Атмосферный CO
2 из непрерывных проб воздуха в обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи, США " Архивировано из оригинал на 2016-03-03. Получено 2007-10-17. - ^ Килинг, Ральф Ф. (2008). «Запись показателей жизнедеятельности Земли». Наука. 319 (5871): 1771–1772. Дои:10.1126 / science.1156761. ISSN 0036-8075. PMID 18369129.
- ^ "Кривая Килинга - Американское химическое общество". Американское химическое общество. Получено 2018-11-25.
- ^ Showstack, Рэнди (2013). «Углекислый газ превышает 400 частей на миллион в Мауна-Лоа, Гавайи». Eos, Transactions American Geophysical Union. 94 (21): 192. Bibcode:2013EOSTr..94Q.192S. Дои:10.1002 / 2013eo210004. ISSN 0096-3941.
- ^ Монтень, Фен. "Сын пионера климатологии обдумывает отрезвляющий рубеж". Йельский университет окружающей среды 360. Йельская школа лесоводства и экологических исследований. Архивировано из оригинал 8 июня 2013 г.. Получено 14 мая 2013.
внешняя ссылка
- Официальный сайт кривой Килинга. Институт океанографии Скриппса, Калифорнийский университет в Сан-Диего
- CO
2 земной шар: Ежегодно обновляемая версия кривой Килинга. - Изменение климата ясно на вершине Мауна-Лоа, NPR, Day to Day, 1 мая 2007 г.
- Институт океанографии Скриппса CO2-Программа: начало кривой Килинга