A szén-dioxid légköri koncentrációja - hamburgi oktatási szerver
Az elmúlt 10 000 évben és az egész jégkorszak során soha nem volt olyan magas a légkör szén-dioxid-tartalma, mint most. A földtörténelem során több millió évre kell visszamennie, hogy nagyobb koncentrációval találkozzon.
A szén-dioxid légköri koncentrációja
Szén-dioxid a korai légkörben
Valamivel jobb információ áll rendelkezésre ezekről az elmúlt 500 millió év ingadozásairól. Ezen időszak első 100 millió évében a CO2-tartalom 4000 és 6000 ppm között volt (ma 385 ppm). Ezután következett egy fázis hasonlóan alacsony CO2-értékekkel, mint manapság, és a jégtakaró majdnem a 30. párhuzamosig terjed. 100 és 250 millió év között a CO2-tartalom ismét meghaladta az 1000 ppm értéket. Ez volt a dinoszauruszok ideje, a hőmérséklet 8 fokkal melegebb, mint ma.
Szén-dioxid a kenozoikumban
Az elmúlt 65 millió évben, a Cenozoicban (a Föld modern korában) a légkör szén-dioxid-tartalma ekkor vitte el azt a fejlődést, amely a mai éghajlati viszonyokhoz vezetett. Az első 30 millió évben ez 1000 ppm körül volt, ezáltal 50 millió évvel meghaladta az 1500 ppm értéket is. A kenozoikum ezen első felében a föld még mindig jégmentes volt. A körülbelül 35 millió évvel ezelőtti CO2-koncentráció körülbelül 300 ppm-re csökken, ami az Antarktisz jegesedésének kezdetét jelentette körülbelül 35 millió évvel ezelőtt, és a jelenlegi jégkorszak körülbelül két és fél millió évvel ezelőtt.
1. ábra: A légkör széndioxid-tartalma az elmúlt 60 millió évben 1
A Cenozoic-kori CO2-szint változásának legfőbb oka az afrikai és az indiai lemezek mozgásában mutatkozik meg. Eleinte az Alpok és a Himalája erős hegyi redőihez és ezáltal intenzív vulkáni tevékenységhez vezettek. Miután a Himalája és különösen a Tibeti-fennsík felvetődött, az erős kémiai időjárási folyamatok nagy mennyiségű légköri szén-dioxidot emésztettek fel, amelyet az üledékekkel a tengerbe juttattak, és hosszú időn keresztül kivonták a szén-körforgásból.
A Cenozoic-korszak éghajlati fejlődése a megújult jegesedés felé a légkör CO2-tartalmát tekintik domináns tényezőnek. Más hajtások, mint például a napsugárzás vagy az óceán áramlásának változásai, csak nagyon alárendelt szerepet játszottak. A Cenozoic-ban a napsugárzás még 0,4% -kal is növekedett, de ez csak +1 W/m 2 sugárterhelésnek felel meg - szemben a légkör csökkenő szén-dioxid-tartalma miatt -10 W/m 2 negatív erővel.
Szén-dioxid a jégkorszakban
2. ábra: A légköri CO2-koncentráció változásai az elmúlt 640 000 évben és a deutérium mint északi sarkvidéki jég hőmérsékletének proxyként (proxy-adatok) ingadozása. Feltűnő mindkét érték párhuzamos fejlődése, valamint az iparosodás kezdete óta a CO2-tartalom meredek emelkedése, amely jelenleg (2008) 385 ppm-mel egyértelműen meghaladja az elmúlt 640 000 év összes értékét, amely a korábbi meleg időszakokban sem haladta meg a 300 ppm-et. még magasabb, mint valaha az elmúlt 10 millió évben (lásd 1. ábra). 2
A légköri szén-dioxid és a globális hőmérséklet befolyásolja egymást. Az alacsonyabb globális hőmérséklet csökkenti a CO2-tartalmat, és az alacsonyabb CO2-tartalom a hőmérséklet még nagyobb csökkenéséhez vezet. A CO2-tartalom 180 és 300 ppm között van. A légkör jelenlegi szén-dioxid-koncentrációja meghaladja a jégkorszak ingadozásait, és nem vezethető le a korábbi felmelegedésből. Ez az antropogén kibocsátás következménye, és felelős a jelenlegi felmelegedésért.
A CO2 koncentráció az iparosodás óta
3. ábra: A szén-dioxid légköri koncentrációja a korszak kezdetétől 2007-ig. A betétdobozban a koncentráció és az emisszió alakulása 1970 óta. 3
Az iparosodás kezdete óta az emberek egyre inkább olyan fosszilis tüzelőanyagokat égetnek el, mint a nyersolaj, a földgáz és a szén, amelyek során a szén-dioxidot több száz millió évig kivonták a természetes körforgásból, és ezzel együtt a CO2 koncentrációt megnövekedett a légkörben. Ezenkívül a növényzet közvetlen pusztulása következik be a földhasználat megváltoztatása vagy az erdők pusztulása révén, amelyek szintén CO2-t szabadítanak fel. A korszak kezdetétől az iparosodás kezdetéig a szén-dioxid légköri koncentrációja csak kismértékben ingadozott 275 és 285 ppm között. Az ipari korban a szén-dioxid légköri koncentrációja megközelítőleg 36% -kal nőtt, 2007-ben 280 ppm-ről 385 ppm-re. A CO2-növekedés első 50 ppm-je 200 évet vett igénybe, míg a következő 55 ppm-t mindössze 30 év alatt érték el. 4
A szén-dioxid jelenlegi fejlődése
Körülbelül 2000 óta a CO2 koncentráció növekedési üteme további növekedést mutat. Míg az 1990-es években csak 1,49 ppm/év volt, a 2000–2006 közötti időszakban ez már évi 1,93 ppm. 5. 2005 és 2007 között a növekedés még 2,4 ppm/év volt, de 2008-ban 1,8 ppm-re esett vissza. 5a Időközben a növekedési ráta ismét növekedett, és 2009-től 2010-ig 2,4 ppm/év volt, ezáltal a koncentráció több mint 390 ppm-re emelkedett. 5b
Az okok egyrészt a nagyobb kibocsátásokban rejlenek, másrészt - és ez új - a mosogatók, különösen az óceán csökkenő hatékonyságában. 1850 és 2006 között 330 GtC került a légkörbe a fosszilis energia elégetésével, plusz 156 GtC a földhasználat megváltoztatásával, főleg erdőpusztítással. Az elmúlt években különösen erőteljesen nőtt a kibocsátás. Míg az antropogén kibocsátás növekedési üteme az 1990-es években még mindig évi 1,3% volt, a 2000–2006 közötti időszakban majdnem háromszorosa, 3,3% volt. Az összes antropogén kibocsátás 2000-ben 8,4 GtC volt, 2006-ban azonban 9,9 GtC. Ez éves szinten 2,9% -os növekedést jelent - szemben az 1990-es évek 0,7% -ával. A 2000–2006 közötti kibocsátás átlagosan évi 9,1 GtC volt, ebből 7,6 GtC a fosszilis üzemanyagok elégetéséből és 1,5 GtC a megváltozott földhasználatból. 6.
4. ábra: A CO Az óceán süllyesztő része egyértelműen csökken. 6a
Most észrevehető, hogy a légkör által elnyelt antropogén kibocsátások aránya az elmúlt évtizedekben nőtt, míg az óceáni arány jelentősen csökkent. Ennek fontos oka látható az Antarktisz körüli cirkumpoláris nyugati szelek megerősödésében, amelyek CO2-ban gazdag vizet szállítanak a mélyebb óceánrétegekből a felszínre, ahol a szén-dioxid a légkörbe juthat. Mivel ez az amplifikáció elsősorban az Antarktisz feletti ózonlyuknak tulajdonítható, a CO2 felvételének gyengülése átmeneti jelenség lehet. 7.