Графік Кілінга описує зміни концентрації атмосферного вуглекислого газу з 1958 року. Названий по імені Чарльза Кілінга (Charles David Keeling), під керівництвом якого було розпочато безперервні виміри в обсерваторії на горі Мауна-Лоа (Гаваї). Ці спостереження стали першим науковим підтвердженням антропогенного вкладу в сучасну зміну клімату.

Графік Кілінга: концентрації атмосферного CO2, на основі спостережень в обсерваторії Мауна-Лоа (Mauna Loa Observatory), Гаваї

Виміри, зібрані в обсерваторії на Мауна-Лоа, показують стійке зростання середньої концентрації атмосферного CO2 з 315 ppmv (0,0315%) в 1958 році до 403,94 ppmv (0,040394%) в травні 2015 року.[1]

Загальні відомостіРедагувати

 
Виділення вуглецю в атмосферу в результаті діяльності людини з 1800 року по 2007 в млрд тонн. Окрім спалювання викопних видів палива, окремо вказано емісіюя в результаті виробництва цементу. Загальна кількість CO2, що виділяється, у кінці 2000-х складало ≈3,2×1013 кг газу на рік.

Робота Кілінга в обсерваторії Мауна-Лоа (Mauna Loa Observatory) по вивченню двоокису вуглецю стала першим доказом швидкого збільшення концентрації цього газу в атмосфері. Зараз вважається, що саме Чарльз Девід Кілінг (Charles David Keeling) став першою людиною, яка звернула широку громадську увагу у світі до того впливу, який завдає господарська активність людства на атмосферу Землі і її клімат.[2] В період його роботи в Інституті Океанографії ім. Скріппса (Scripps Institution of Oceanography) (Каліфорнійський університет) з 1958 року, він став першим, хто почав здійснювати регулярні часті виміри концентрації атмосферного CO2 на Південному полюсі і на Гаваях.[3].

До досліджень Кілінга вважалося, що добові зміни концентрації атмосферного CO2 схильні до постійних варіацій. Кілінг провів дослідження в Біг-Сюре біля міста Монтерей, в дощових лісах півострова Олімпік, у високогірних лісах Аризони і було встановлено, що концентрація CO2 має певний добовий хід і практично незмінне значення опівдні, рівне 310 ppm (0,031[4] Вимірявши співвідношення двох ізотопів вуглецю, він дійшов висновку, що добова зміна концентрації зумовлена поглинанням CO2 рослинами, а постійне значення біля полудня відповідає її дійсному значенню в незабрудненій атмосфері. До 1960 року, Кілінг і його група вже мала досить тривалий ряд спостережень, який дозволяв судити також про сезонні і річні зміни, причому останні мали помітний тренд, який приблизно відповідав кількості викопного палива, спалюваного у світі за рік. У статті, яка зробила його знаменитим, ним було написано: «… на Південному полюсі спостережувана швидкість зростання приблизно відповідає очікуваному від спалювання викопного палива».[5]

«Графік Кілінга» також демонструє циклічні зміни амплітудою 5 ppmv і періодом в один рік, що відповідає сезонному споживанню вуглекислого газу рослинністю континентів Північної півкулі в вегетаційний період.[6] На початок 2010-х, близько 57% продукованого людством вуглекислого газу видалялася з атмосфери рослинами і океанами.[7] Разом з антропогенною емісією вуглецю в атмосферу, істотний вклад в річне збільшення концентрації CO2 можуть вносити такі стихійні лиха, як великі лісові і торф'яні пожежі, великі вулканічні виверження в субдукційних зонах планети.[8][9]

Зміни концентрації CO2 у голоценіРедагувати

 
Зміни концентрації CO2 за останні 400 000 років. Сучасне значення вказане в правому верхньому кутку графіку.

Сучасне збільшення кількості CO2 в атмосфері, як вважається, зумовлено спалюванням викопних палив і посилюється останніми роками. Оскільки вуглекислий газ є парниковим газом, таке зростання концентрації є однією з причин сучасного глобального потепління. Виміри концентрації двоокису вуглецю на триваліших інтервалах часу, які базуються на древніх бульбашках повітря, поміщених в полярних крижаних кернах, показують, що атмосферний CO2 був представлений в кількості від 275 до 285 ppmv впродовж усієї епохи голоцену тривалістю 10 тис. років, але його концентрація початку рости в XIX столітті.[10] Проте, аналіз приймочкової частоти листя дерев показує, що, можливо, концентрація досягала 320 ppmv в Середньовічний теплий період (Medieval Warm Period) (800÷1300 рр.) і 350 ppmv на початку голоцену.[11][12]

Виміри на Мауна-ЛоаРедагувати

Через скорочення фінансування в середині 60-х, Кілінг був вимушений припинити безперервні спостереження на Південному полюсі, але зміг зібрати досить грошей для продовження спостережень на Мауна-Лоа, які здійснюються досі.[13]

Попри те, що Мауна-Лоа не є активним вулканом, Кілінг і його співробітники робили виміри при океанському бризі і над інверсійним шаром з метою мінімізувати місцеве забруднення повітря від вулканічної активності. Окрім цього, додатково проводилася нормалізація даних (Normalization (statistics)).[14] Виміри в інших місцях підтверджують спостережуваний тренд, але при цьому усі інші ряди спостережень коротші за часом.[15][16]

Спостереження атмосферного вуглекислого газу на Мауна-Лоа здійснюються за допомогою інфрачервоного спектрометра (капнографа), винайденого в 1864 році Джоном Тіндалем і званого недиспергуючим інфрачервоним аналізатором (Nondispersive infrared sensor).[17]

Сучасні спостереження концентрації CO2 у атмосферіРедагувати

Після смерті Чарльза Кілінга в 2005 році, керівником проекту став його син, Ральф Кілінг, який є професором в Інституті Скриппса.[18] Зараз, частково завдяки значущості відкриттів Чарльза Кілінга, регулярні спостереження рівня концентрації атмосферного CO2 здійснюються на більш ніж ста ділянках по всьому світу.[2][13]

Див. такожРедагувати

Ресурси ІнтернетуРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. mm mlo.txt Globally averaged marine surface monthly mean data. National Oceanic & Atmospheric Administration.
  2. а б Briggs, Helen (01.12.2007). 50 years on: The Keeling Curve legacy. BBC News. Архів оригіналу за 05.11.2015. Процитовано 27.10.2015. 
  3. Rose Kahele (Жовтень 2007). Behind the Inconvenient Truth. Hana Hou!, vol. 10, No. 5. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 27 жовтня 2015. 
  4. history/early keeling curve. html The Early Keeling Curve. Scripps CO2 Program
  5. 50th Anniversary/images/keelling tellus 1960.pdf C. D. Keeling, The Concentration and Isotopic Abundances of Carbon Dioxide in the Atmosphere, Tellus, 12, 200–203, 1960[недоступне посилання з липня 2019]
  6. curve/01.html Keeling Curve, 2002, University of California, San Diego[недоступне посилання з липня 2019]
  7. abstract Abstract[недоступне посилання з липня 2019], Contributions to accelerating atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks
  8. Indonesian Wildfires Accelerated Global Warming. Архів оригіналу за 8 вересня 2019. Процитовано 27 жовтня 2015. 
  9. Massive peat burn is speeding climate change — 06 November 2004 — New Scientist. Архів оригіналу за 9 квітня 2008. Процитовано 27 жовтня 2015. 
  10. Neftel, A.; Moor, E.; Oeschger, H.; Stauffer, B. (1985). Evidence from polar ice cores for the increase in atmospheric CO2 in the past two centuries. Nature 315: 45–47. doi:10. 1038/315045a0. 
  11. Kouwenberg, Lenny; et al. (2005). Atmospheric CO2 fluctuations during the last millennium reconstructed by stomatal frequency analysis of Tsuga heterophylla needles. Geology 33 (1): 33–36. doi:10.1130/G20941.1. 
  12. Wagner, Friederike; et al. (1999). Century-Scale Shifts in Early Holocene Atmospheric CO2 Concentration. Science 284 (5422): 1971–1973. doi:10.1126/science.284.5422.1971. 
  13. а б Keeling Charles D. (1998). «Rewards and Penalties of Monitoring the Earth». Annual Review of Energy and the Environment 23: 25-82.
  14. Keeling Charles D. (1978). «The Influence of Mauna Loa Observatory on the Development of Atmospheric CO2 Research». In Mauna Loa Observatory: A 20th Anniversary Report. (National Oceanic and Atmospheric Administration Special Report, September 1978) edited by John Miller, pp. 36-54. Boulder, CO: NOAA Environmental Research Laboratories.
  15. Global Stations CO2 Concentration Trends [Архівовано 20 липня 2011 у Wayback Machine.]. Scripps CO2 Program.
  16. C.D. Keeling and T.P. Whorf (October 2004). Atmospheric CO2 from Continuous Air Samples at Mauna Loa Observatory, Hawaii, U.S.A.. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory. Архів оригіналу за 3 березня 2016. Процитовано 27 жовтня 2015. 
  17. Sampling the air. Архів оригіналу за 27 березня 2016. Процитовано 27 жовтня 2015. 
  18. Manier, Jeremy (30.03.2008). Researcher's work, at 50, still points to 'inconvenient truth'. Chicago Tribune. Архів - keeling _ bd30mar30, 1,376094.story оригіналу за 23.07.2012. Процитовано 10.04.2019.