Кривая Килинга

Внешние видео
Внешние видео
	Океанографический институт Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего, The Keeling Curve Animation , Океанографический институт Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего
	Ральф Килинг, «Кривая (Ральфа) Килинга» , Океанографический институт Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего.
	Джон Барнс, Обсерватория Мауна-Лоа I Эксплораториум , Эксплораториум
	Чарльз Дэвид Килинг, «Кривой Килинга исполняется 50 лет»
	Чарльз Дэвид Килинг, 2005 г., «Лекция лауреата премии Тайлера» , Океанографический институт Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего.

— Кривая Килинга это график накопления углекислого газа в атмосфере Земли, основанный на непрерывных измерениях, проводимых в обсерватории Мауна-Лоа на острове Гавайи с 1958 года по сегодняшний день. Кривая названа в честь ученого Чарльза Дэвида Килинга , который начал программу мониторинга и руководил ею до своей смерти в 2005 году.

Измерения Килинга показали первые существенные доказательства быстрого увеличения уровня углекислого газа (CO ₂ ) в атмосфере. ^{[ 1 ]} По мнению Наоми Орескес , профессора истории науки Гарвардского университета , кривая Килинга — одна из важнейших научных работ 20 века. ^{[ 2 ]} Многие ученые считают, что кривая Килинга впервые привлекла внимание всего мира к нынешнему увеличению содержания CO ₂ в атмосфере. ^{[ 3 ]}

Фон

До 1950-х годов измерения концентрации CO ₂ в атмосфере проводились на разовой основе в различных местах. В 1938 году инженер и метеоролог-любитель Гай Стюарт Каллендар сравнил наборы данных об атмосферном CO ₂ из Кью в 1898–1901 годах, которые в среднем составляли 274 части на миллион по объему ( ppmv ), ^{[ 4 ]} и из восточной части Соединенных Штатов в 1936–1938 годах, которые в среднем составляли 310 ppmv , и пришли к выводу, что концентрации CO ₂ растут из-за антропогенных выбросов. ^{[ 5 ]} Однако выводы Каллендара не получили широкого признания научного сообщества из-за неоднородного характера измерений. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

Чарльз Дэвид Килинг из Океанографического института Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего был первым человеком, который _{проводил частые и регулярные измерения концентрации CO 2} в атмосфере в Антарктиде и на Мауна-Лоа , Гавайи . с марта 1958 года ^{[ 8 ]} Килинг ранее тестировал и применял методы измерения в таких местах, как Биг-Сур недалеко от Монтерея , тропические леса Олимпийского полуострова в штате Вашингтон и высокогорные леса в Аризоне . ^{[ 1 ]} Он наблюдал сильное дневное поведение CO ₂ с избытком CO ₂ ночью из-за дыхания растений и почвы, а также дневные значения, характерные для «свободной атмосферы» над Северным полушарием . ^{[ 1 ]}

Размеры Мауна-Лоа

В 1957–1958 годах, в Международный геофизический год , Килинг получил финансирование от Бюро погоды для установки инфракрасных газоанализаторов в отдаленных местах, включая Южный полюс и на вулкане Мауна-Лоа на острове Гавайи . Мауна-Лоа была выбрана в качестве объекта долгосрочного мониторинга из-за ее удаленности от континентов и отсутствия растительности. Килинг и его коллеги измерили приходящий океанский бриз над слоем тепловой инверсии, чтобы минимизировать локальное загрязнение от вулканических жерл. ^{[ 8 ]} Данные были нормализованы для устранения любого влияния местного загрязнения. Из-за сокращения финансирования в середине 1960-х годов Килинг был вынужден отказаться от постоянных усилий по мониторингу Южного полюса, но он накопил достаточно денег для поддержания операций в обсерватории Мауна-Лоа , которые продолжаются и по сей день. ^{[ 9 ]}

В статье Килинга в Теллусе 1960 года были представлены первые ежемесячные записи CO ₂ из Мауна-Лоа и Антарктиды (1957–1960 годы), обнаружены «четкие сезонные циклы... и, возможно, мировой рост выбросов CO ₂ из года в год». ^{[ 10 ]}^{[ 9 ]}^: 41–42 К 1970-м годам было четко установлено, что увеличение содержания углекислого газа в атмосфере происходит постоянно и связано с антропогенными выбросами. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

Измерения углекислого газа в обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях проводятся с помощью инфракрасного спектрофотометра , теперь известного как недисперсионный инфракрасный датчик , который откалиброван в соответствии со стандартами Всемирной метеорологической организации . ^{[ 13 ]} Этот тип инструмента, первоначально называвшийся капнографом , был впервые изобретен Джоном Тиндалом в 1864 году и записывался с помощью пера на ленточном самописце. ^{[ 14 ]} В настоящее время добавляются несколько лазерных датчиков, которые будут работать одновременно с инфракрасным спектрофотометром в Институте океанографии Скриппса , в то время как измерения NOAA в Мауна-Лоа по-прежнему используют недисперсионный инфракрасный датчик .

Результаты и интерпретация

Измерения, собранные в обсерватории Мауна-Лоа, показывают устойчивый рост средней концентрации CO ₂ в атмосфере с 313 частей на миллион по объему ( ppmv ) в марте 1958 года до 406 ppmv в ноябре 2018 года. ^{[ 15 ]} с текущим увеличением на 2,48 ± 0,26 (среднее значение ± 2 стандартного отклонения) ppmv CO ₂ в год. ^{[ 16 ]} Это увеличение содержания CO ₂ в атмосфере происходит из-за сжигания , ископаемого топлива и в последние годы оно ускоряется. Поскольку CO ₂ является парниковым газом , это имеет серьезные последствия для глобального потепления . Измерения концентрации CO ₂ в древних пузырьках воздуха , запертых в кернах полярных льдов, показывают, что средняя концентрация CO ₂ в атмосфере составляла от 275 до 285 ppmv в эпоху голоцена (9000 г. до н. э.), но начала резко возрастать в начале девятнадцатого века. ^{[ 17 ]}

Кривая Килинга также показывает циклическое изменение примерно на 6 частей на миллион каждый год, что соответствует сезонным изменениям в поглощении CO ₂ наземной растительностью мира. Большая часть этой растительности находится в Северном полушарии , где расположена большая часть суши. От максимума в мае уровень снижается весной и летом на севере, поскольку новых растений рост _{выводит CO 2} из атмосферы посредством фотосинтеза . 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

Частично из-за важности открытий Килинга, ^{[ 9 ]} NOAA начало мониторинг уровня CO ₂ во всем мире в 1970-х годах. ^{[ 18 ]} Сегодня уровни CO ₂ в атмосфере контролируются примерно в 100 точках 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 одно место не имеет такой продолжительной истории, как Мауна-Лоа . ^{[ 21 ]}

Ральф Килинг

После смерти Чарльза Дэвида Килинга в 2005 году ответственность и надзор за проектом были переданы сыну Килинга, Ральфу Килингу . К пятидесятой годовщине начала проекта Килинг-младший написал в журнале Science статью , описывающую жизнь и работу своего отца, а также то, как проект рос и развивался с течением времени. ^{[ 22 ]} Наряду с материалами для более точных измерений и средствами для проекта мониторинга уровня CO ₂ на Земле , Килинг написал о своей гордости за работу своего отца и о том, как он продолжает ее в своей памяти.

Признание

признало кривую Килинга Национальным историческим химическим памятником В 2015 году Американское химическое общество . ^{[ 23 ]} Памятные доски были установлены в обсерватории Мауна-Лоа и в Океанографическом институте Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего .

Превышение 400 частей на миллион в 2013 году

9 мая 2013 года среднесуточная концентрация CO ₂ в атмосфере, измеренная в Мауна-Лоа, превысила 400 частей на миллион ( ppmv ). ^{[ 24 ]} Оценки содержания CO ₂ в предыдущие геологические эпохи позволяют предположить, что CO ₂ не достигал этого уровня со времен середины плиоцена , 2–4 миллиона лет назад. ^{[ 25 ]} Такой уровень углекислого газа, вызывающий изменение климата , предполагает дальнейшее ухудшение природных и экологических катастроф, которые все больше угрожают среде обитания человека и животных на Земле, если выбросы парниковых газов не будут значительно сокращены.

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с «Кривая раннего Килинга | Программа Скриппса по выбросам CO ₂ » . scrippsco2.ucsd.edu . Проверено 24 ноября 2018 г.
^ Наоми Орескес (23 января 2017 г.). Изменение климата (видео). Потрясающее документальное телевидение. Архивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. Проверено 27 августа 2017 г.
^ Нисбет, Юан (2007). «Наука Золушки» (PDF) . Природа . 450 (7171): 789–790. дои : 10.1038/450789a . ПМИД 18063983 .
^ Браун, Гораций Табберер; Эскомб, Ф. (1905). «Об изменении количества углекислого газа в воздухе Кью в 1898–1901 годах». Учеб. Р. Сок. Лонд. Б. 76 (507): 118–121. Бибкод : 1905РСПСБ..76..118Б . дои : 10.1098/rspb.1905.0004 . ISSN 0950-1193 . S2CID 97664092 .
^ Каллендар, Гай Стюарт (1938). «Искусственное производство углекислого газа и его влияние на температуру» (PDF) . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 64 (275): 223–240. Бибкод : 1938QJRMS..64..223C . дои : 10.1002/qj.49706427503 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 ноября 2020 г. Проверено 24 ноября 2018 г.
^ Флеминг, Джеймс Роджер (1998). Исторические перспективы изменения климата . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0195078701 .
^ «Парниковый эффект углекислого газа» . History.aip.org . Проверено 24 ноября 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б Харрис, Дэниел К. (2010). «Чарльз Дэвид Килинг и история измерений CO ₂ в атмосфере ». Аналитическая химия . 82 (19): 7865–7870. дои : 10.1021/ac1001492 . ISSN 0003-2700 . ПМИД 20536268 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Килинг, Чарльз Д. (1998). «Награды и наказания за мониторинг Земли» . Ежегодный обзор энергетики и окружающей среды . 23 : 25–82. CiteSeerX 10.1.1.173.2051 . дои : 10.1146/annurev.energy.23.1.25 .
^ Jump up to: ^а ^б Килинг, Чарльз Д. (1960). «Концентрация и изотопное содержание углекислого газа в атмосфере» (PDF) . Теллус . 12 (2): 200–203. Бибкод : 1960Tell...12..200K . дои : 10.3402/tellusa.v12i2.9366 .
^ Пэйлс, Джек К.; Килинг, Чарльз Дэвид (1965). «Концентрация углекислого газа в атмосфере на Гавайях». Журнал геофизических исследований . 70 (24): 6053–6076. Бибкод : 1965JGR....70.6053P . дои : 10.1029/JZ070i024p06053 .
^ Jump up to: ^а ^б Килинг, Чарльз Д.; Бакастоу, Роберт Б.; Бейнбридж, Арнольд Э.; Экдал-младший, Карл А.; Гюнтер, Питер Р.; Уотерман, Ли С.; Чин, Джон Ф.С. (1976). «Вариации углекислого газа в атмосфере в обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи» . Теллус . 28 (6): 538–551. Бибкод : 1976Tell...28..538K . дои : 10.3402/tellusa.v28i6.11322 . ISSN 0040-2826 .
^ Танс, Питер; Тонинг, Кирк (март 2018 г.). «Как мы измеряем фоновые уровни CO ₂ на Мауна-Лоа» (PDF) .
^ «Пробоотбор воздуха» . Нью-Йорк Таймс . 22 декабря 2010 г.
^ «Последний среднемесячный уровень CO2 в Мауна-Лоа» . Лаборатория исследования системы Земли . Проверено 9 мая 2016 г.
^ Расмуссен, Карл Эдвард. «Темпы роста углекислого газа в атмосфере» .
^ Нефтель, А.; Мур, Э.; Эшгер, Х.; Стауффер, Б. (1985). «Свидетельства по кернам полярного льда об увеличении содержания CO ₂ в атмосфере за последние два столетия». Природа . 315 (6014): 45–47. Бибкод : 1985Natur.315...45N . дои : 10.1038/315045a0 . S2CID 4321970 .
^ Килинг, Чарльз Д. (1978). «Влияние обсерватории Мауна-Лоа на развитие исследований атмосферного CO ₂ ». В обсерватории Мауна-Лоа: отчет к 20-летию . (Специальный отчет Национального управления океанических и атмосферных исследований, сентябрь 1978 г.), под редакцией Джона Миллера, стр. 36–54. Боулдер, Колорадо: NOAA . Лаборатории экологических исследований
^ NOAA, Лаборатория системы Земли, Исследования Министерства торговли США. «Отдел глобального мониторинга ESRL - Глобальная справочная сеть по парниковым газам» . www.esrl.noaa.gov . Проверено 25 ноября 2018 г.
^ CO ₂ Тенденции концентрации на глобальных станциях . Scripps 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 оригинала 3 марта 2016 г. . Проверено 17 октября 2007 г.
^ Килинг, Ральф Ф. (2008). «Запись жизненно важных признаков Земли». Наука . 319 (5871): 1771–1772. дои : 10.1126/science.1156761 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 18369129 . S2CID 206512305 .
^ «Кривая Килинга - Американское химическое общество» . Американское химическое общество . Проверено 25 ноября 2018 г.
^ Шоустэк, Рэнди (2013). «Углекислый газ превышает 400 частей на миллион в Мауна-Лоа, Гавайи» . Эос, Труды Американского геофизического союза . 94 (21): 192. Бибкод : 2013EOSTr..94Q.192S . дои : 10.1002/2013eo210004 . ISSN 0096-3941 .
^ Монтень, Фен. «Сын пионера климатологии размышляет над отрезвляющей вехой» . Йельский университет окружающей среды 360 . Йельская школа лесного хозяйства и экологических исследований. Архивировано из оригинала 8 июня 2013 года . Проверено 14 мая 2013 г.

Внешние ссылки

Официальный сайт Keeling Curve. Океанографический институт Скриппса, Калифорнийский университет в Сан-Диего
CO ₂ на Земле : Ежегодно обновляемая версия кривой Килинга.
Изменение климата на вершине Мауна-Лоа очевидно, NPR, изо дня в день, 1 мая 2007 г.
Океанографический институт Скриппса - Программа CO ₂ : Дом кривой Килинга

[UCSD-1] Jump up to: ^а ^б ^с «Кривая раннего Килинга | Программа Скриппса по выбросам CO ₂ » . scrippsco2.ucsd.edu . Проверено 24 ноября 2018 г.

[clidis-2] Наоми Орескес (23 января 2017 г.). Изменение климата (видео). Потрясающее документальное телевидение. Архивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. Проверено 27 августа 2017 г.

[3] Нисбет, Юан (2007). «Наука Золушки» (PDF) . Природа . 450 (7171): 789–790. дои : 10.1038/450789a . ПМИД 18063983 .

[4] Браун, Гораций Табберер; Эскомб, Ф. (1905). «Об изменении количества углекислого газа в воздухе Кью в 1898–1901 годах». Учеб. Р. Сок. Лонд. Б. 76 (507): 118–121. Бибкод : 1905РСПСБ..76..118Б . дои : 10.1098/rspb.1905.0004 . ISSN 0950-1193 . S2CID 97664092 .

[5] Каллендар, Гай Стюарт (1938). «Искусственное производство углекислого газа и его влияние на температуру» (PDF) . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 64 (275): 223–240. Бибкод : 1938QJRMS..64..223C . дои : 10.1002/qj.49706427503 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 ноября 2020 г. Проверено 24 ноября 2018 г.

[Fleming-6] Флеминг, Джеймс Роджер (1998). Исторические перспективы изменения климата . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0195078701 .

[7] «Парниковый эффект углекислого газа» . History.aip.org . Проверено 24 ноября 2018 г.

[:2-8] Jump up to: ^а ^б Харрис, Дэниел К. (2010). «Чарльз Дэвид Килинг и история измерений CO ₂ в атмосфере ». Аналитическая химия . 82 (19): 7865–7870. дои : 10.1021/ac1001492 . ISSN 0003-2700 . ПМИД 20536268 .

[rewards-9] Jump up to: ^а ^б ^с Килинг, Чарльз Д. (1998). «Награды и наказания за мониторинг Земли» . Ежегодный обзор энергетики и окружающей среды . 23 : 25–82. CiteSeerX 10.1.1.173.2051 . дои : 10.1146/annurev.energy.23.1.25 .

[:0-10] Jump up to: ^а ^б Килинг, Чарльз Д. (1960). «Концентрация и изотопное содержание углекислого газа в атмосфере» (PDF) . Теллус . 12 (2): 200–203. Бибкод : 1960Tell...12..200K . дои : 10.3402/tellusa.v12i2.9366 .

[11] Пэйлс, Джек К.; Килинг, Чарльз Дэвид (1965). «Концентрация углекислого газа в атмосфере на Гавайях». Журнал геофизических исследований . 70 (24): 6053–6076. Бибкод : 1965JGR....70.6053P . дои : 10.1029/JZ070i024p06053 .

[:3-12] Jump up to: ^а ^б Килинг, Чарльз Д.; Бакастоу, Роберт Б.; Бейнбридж, Арнольд Э.; Экдал-младший, Карл А.; Гюнтер, Питер Р.; Уотерман, Ли С.; Чин, Джон Ф.С. (1976). «Вариации углекислого газа в атмосфере в обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи» . Теллус . 28 (6): 538–551. Бибкод : 1976Tell...28..538K . дои : 10.3402/tellusa.v28i6.11322 . ISSN 0040-2826 .

[13] Танс, Питер; Тонинг, Кирк (март 2018 г.). «Как мы измеряем фоновые уровни CO ₂ на Мауна-Лоа» (PDF) .

[14] «Пробоотбор воздуха» . Нью-Йорк Таймс . 22 декабря 2010 г.

[MaunaMonthly-15] «Последний среднемесячный уровень CO2 в Мауна-Лоа» . Лаборатория исследования системы Земли . Проверено 9 мая 2016 г.

[Atmospheric_Carbon_Dioxide_Growth_Rate-16] Расмуссен, Карл Эдвард. «Темпы роста углекислого газа в атмосфере» .

[Neftel-17] Нефтель, А.; Мур, Э.; Эшгер, Х.; Стауффер, Б. (1985). «Свидетельства по кернам полярного льда об увеличении содержания CO ₂ в атмосфере за последние два столетия». Природа . 315 (6014): 45–47. Бибкод : 1985Natur.315...45N . дои : 10.1038/315045a0 . S2CID 4321970 .

[18] Килинг, Чарльз Д. (1978). «Влияние обсерватории Мауна-Лоа на развитие исследований атмосферного CO ₂ ». В обсерватории Мауна-Лоа: отчет к 20-летию . (Специальный отчет Национального управления океанических и атмосферных исследований, сентябрь 1978 г.), под редакцией Джона Миллера, стр. 36–54. Боулдер, Колорадо: NOAA . Лаборатории экологических исследований

[19] NOAA, Лаборатория системы Земли, Исследования Министерства торговли США. «Отдел глобального мониторинга ESRL - Глобальная справочная сеть по парниковым газам» . www.esrl.noaa.gov . Проверено 25 ноября 2018 г.

[20] CO ₂ Тенденции концентрации на глобальных станциях . Scripps CO _{2 .} Программа

[KeelingWhorfContinuous-21] Килинг, Чарльз Д.; Уорф, Т.П. (2004). «Атмосферный CO ₂ из непрерывных проб воздуха в обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи, США» Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. . Проверено 17 октября 2007 г.

[22] Килинг, Ральф Ф. (2008). «Запись жизненно важных признаков Земли». Наука . 319 (5871): 1771–1772. дои : 10.1126/science.1156761 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 18369129 . S2CID 206512305 .

[23] «Кривая Килинга - Американское химическое общество» . Американское химическое общество . Проверено 25 ноября 2018 г.

[24] Шоустэк, Рэнди (2013). «Углекислый газ превышает 400 частей на миллион в Мауна-Лоа, Гавайи» . Эос, Труды Американского геофизического союза . 94 (21): 192. Бибкод : 2013EOSTr..94Q.192S . дои : 10.1002/2013eo210004 . ISSN 0096-3941 .

[Montaigne-25] Монтень, Фен. «Сын пионера климатологии размышляет над отрезвляющей вехой» . Йельский университет окружающей среды 360 . Йельская школа лесного хозяйства и экологических исследований. Архивировано из оригинала 8 июня 2013 года . Проверено 14 мая 2013 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]