Hiilidioksidi maan ilmakehässä

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 16. joulukuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 7 muokkausta .

Hiilidioksidi maapallon ilmakehässä on komponentti, jonka pitoisuus on merkityksetön nykyajan maapallon ilmakehässä , hiilidioksidin ( CO 2 , hiilidioksidin ) pitoisuus kuivassa ilmassa on 0,03-0,045 tilavuutta. % ( 300-450 ppm ). Hiilidioksidi muodosti perustan nuoren maapallon ilmakehään typen ja vesihöyryn ohella. Hiilidioksidin osuus on laskenut valtamerten ilmaantumisen ja elämän alkamisen jälkeen. Tämän kaasun määrä ilmakehässä on kasvanut tasaisesti 1800- luvun puolivälistä lähtien , ja marraskuusta 2015 lähtien sen keskimääräinen kuukausipitoisuus on jatkuvasti ylittänyt 400 ppm [1] , ja vuonna 2022 se oli puolitoista. kertaa korkeampi kuin esiteollinen taso [2] .

Hiilidioksidin rooli biosfäärin elämässä on ensisijaisesti ylläpitää fotosynteesiä , jota kasvit toteuttavat . Kasvihuonekaasuna ilmassa oleva hiilidioksidi vaikuttaa planeetan lämmönvaihtoon ympäröivän tilan kanssa ja estää tehokkaasti uudelleen säteilevän lämmön useilla taajuuksilla ja osallistuu siten planeetan ilmaston muodostumiseen [3] .

Kun ihmiskunta käyttää aktiivisesti fossiilisia energiankantajia polttoaineena, tämän kaasun pitoisuus ilmakehässä kasvaa nopeasti. Lisäksi YK:n IPCC :n mukaan jopa 20 % ihmisen aiheuttamista hiilidioksidipäästöistä johtuu metsien hävittämisestä [ 4 ] [5] . Ensimmäistä kertaa ihmisperäinen vaikutus hiilidioksidipitoisuuteen on havaittu 1800- luvun puolivälistä lähtien . Siitä lähtien sen kasvuvauhti kiihtyi ja 2010-luvulla sitä esiintyi 2–3 ppm/vuosi [6] eli 0,5–0,7 % vuodessa. Erillisten tutkimusten mukaan nykyinen CO 2 -taso ilmakehässä on korkein viimeisten 800 tuhannen vuoden aikana ja mahdollisesti viimeisten 14 [7] tai 20 miljoonan vuoden aikana [8] [9] .

Rooli kasvihuoneilmiössä

Kasvihuoneilmiön pääasiallinen lähde Maan ilmakehässä on ilmassa vesihöyryn muodossa oleva kaasumainen vesi [10] . Jos ilmakehässä ei ole kasvihuonekaasuja ja aurinkovakion arvo on 1368 W ⁄ m 2 , keskimääräisen pintalämpötilan tulisi olla −19,5 °C. Itse asiassa maan pinnan keskilämpötila on +14 °C, eli kasvihuoneilmiö johtaa sen nousuun 34 °C [11] . Ilman suhteellisen alhaisena pitoisuutena CO 2 on ilmakehän toiseksi tärkein kasvihuonekaasu, koska se absorboi ja säteilee uudelleen infrapunasäteilyä eri aallonpituuksilla , mukaan lukien 4,26 mikronin aallonpituus ( värähtelytila  ​​- johtuen kaasun epäsymmetrisestä venymisestä). molekyyli) ja 14,99 µm (molekyylin taivutusvärähtelyt). Tämä prosessi eliminoi tai vähentää Maan säteilyä avaruuteen näillä aallonpituuksilla, mikä johtaa kasvihuoneilmiöön [3] . Koska pääabsorptiotaajuuksilla ilmakehän CO 2 sulkee kokonaan pois takaisinemission avaruuteen, nykyinen pitoisuuden nousu vaikuttaa vain absorptiokaistoihin, joissa sen nykyinen vaikutus Maan reemissiospektreihin johtaa vain osittaiseen absorptioon. Yleensä hiilidioksidin ja sen kasvihuoneilmiön esiintyminen ilmakehässä johtaa pintalämpötilan nousuun noin +8 ± 1 °C ja ilman kosteus on vastuussa kasvihuoneilmiön loppuosasta muiden kaasujen vähäisellä vaikutuksella [ 12] .

Hiilidioksidin infrapunaominaisuuksien lisäksi merkittävää on se, että se on ilmaa raskaampaa . Koska ilman keskimääräinen suhteellinen moolimassa on 28,98 g/ mol ja CO 2 :  n moolimassa 44,01 g/mol , hiilidioksidin osuuden kasvu johtaa ilman tiheyden kasvuun ja vastaavasti muutokseen sen paineprofiili korkeudesta riippuen. Kasvihuoneilmiön fysikaalisesta luonteesta johtuen tällainen ilmakehän ominaisuuksien muutos johtaa keskimääräisen pintalämpötilan nousuun [13] . Koska tämän kaasun osuuden kasvaessa ilmakehässä sen suuri moolimassa johtaa tiheyden ja paineen kasvuun, niin samassa lämpötilassa CO 2 -pitoisuuden kasvu johtaa kaasun kosteuskapasiteetin kasvuun. ilmaan ja kasvihuoneilmiön lisääntymiseen ilmakehän veden lisääntymisen vuoksi [14 ] [15] [16] . Veden osuuden lisääminen ilmassa saman suhteellisen kosteuden saavuttamiseksi  - veden alhaisesta moolimassasta ( 18 g/mol ) johtuen - vähentää ilman tiheyttä , mikä kompensoi läsnäolon aiheuttamaa tiheyden kasvua. ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden noususta.

Näiden tekijöiden yhdistelmä johtaa yleensä siihen, että pitoisuuden nousu esiteollisesta tasosta 280 ppm nykyaikaiseen 392 ppm (414,7 ppmv keskimäärin vuonna 2021 [17] ) vastaa 1,8 W :n lisäpäästöä per neliömetriä planeetan pinnasta [18] . Hiilidioksidin kasvihuoneominaisuuksien erottuva piirre muihin kaasuihin verrattuna on sen pitkäaikainen vaikutus ilmastoon, joka sen aiheuttaneen päästön lakkaamisen jälkeen pysyy pääosin vakiona jopa tuhat vuotta. Muut kasvihuonekaasut, kuten metaani ja typpioksidi , pysyvät vapaana ilmakehässä lyhyen aikaa [19] [20] [21] .

Rooli jäähdytyksessä

Ilmaston lämpenemisen teoria ei voi selittää sitä tosiasiaa, että hiilidioksidipitoisuus oli kerran monta kertaa suurempi (etenkin ennen hapen tuloa), mutta elämä syntyi ja kukoisti, Venusian skenaario ei toteutunut. Tämä viittaa negatiivisen palautteen olemassaoloon. Tällainen "jäähdytys" voi olla pilvet, jotka heijastavat auringon säteilyä ja esiintyvät vieläkin korkeammalla hiilidioksidipitoisuudella kuin nyt. Molemmat ilmiöt, lämpeneminen ja jäähtyminen, ovat siis maapallon elämän olosuhteita stabiloivia mekanismeja [22] .

Hiilidioksidin lähteet

Luonnollisia hiilidioksidin lähteitä ilmakehässä ovat tulivuorenpurkaukset , orgaanisen aineen palaminen ilmassa ja villieläinten ( aerobisten organismien ) hengitys . Jotkut mikro -organismit tuottavat myös hiilidioksidia käymisprosessin , soluhengityksen ja ilmassa olevien orgaanisten jäämien hajoamisprosessin seurauksena. Ihmisperäisiä hiilidioksidipäästöjen lähteitä ilmakehään ovat: fossiilisten ja ei-fossiilisten energiankantajien poltto lämmön ja sähkön tuottamiseksi sekä ihmisten ja tavaroiden kuljettamiseksi . Jotkut teolliset toiminnot johtavat merkittäviin hiilidioksidipäästöihin , kuten sementin tuotanto ja siihen liittyvien öljykaasujen hyödyntäminen soihduttamalla .

Kasvit muuttavat saamansa hiilidioksidin hiilihydraateiksi fotosynteesin kautta , jonka suorittaa pigmentti klorofylli , joka käyttää auringonsäteiden energiaa . Tuloksena oleva kaasu, happi , vapautuu Maan ilmakehään , ja heterotrofiset organismit ja muut kasvit käyttävät sitä hengitykseen muodostaen siten hiilen kierron .

Luonnonlähteet

Suurin osa päästölähteistä RF CO 2 :n 98. vuoden tietojen mukaan on luonnollisia. Orgaanisten aineiden, kuten kuolleiden puiden ja ruohon, lahoaminen vapauttaa 220 miljardia tonnia hiilidioksidia vuosittain, ja maapallon valtameristä vapautuu 330 miljardia [18] . Tulipalot , jotka syntyvät muun muassa luonnollisista syistä, itse palamisprosessista ilmakehässä ja - metsäalueiden palaessa - metsäkadosta, johtavat ihmisen aiheuttamiin päästöihin verrattavissa oleviin päästöihin. Esimerkiksi Indonesian metsä- ja turvepalojen aikana vuonna 1997Keskimääräisistä vuotuisista fossiilisten polttoaineiden polton CO 2 -päästöistä vapautui 13–40 % [23] [24] . Vulkaaninen aktiivisuus oli pääasiallinen hiilidioksidin lähde maapallon alkuaikoina, nykygeologisella kaudella vulkaaniset päästöt ovat noin 130–230 miljoonaa tonnia vuodessa, eli alle 1 % ihmisen toiminnasta [25] [26] .

Normaalisti nämä luonnolliset lähteet ovat tasapainossa fysikaalisten ja biologisten prosessien kanssa, jotka poistavat hiilidioksidia ilmakehästä – osa CO 2 :sta liukenee meriveteen ja osa poistuu ilmasta fotosynteesin aikana. Koska yleensä tämän prosessin aikana imeytyy vuodessa 5,5⋅10 11 tonnia hiilidioksidia ja sen kokonaismassa maan ilmakehässä on 3,03 ⋅10 12 tonnia, niin keskimäärin kaikki ilmakehän CO 2 osallistuu hiilikiertoon kerran kuudessa vuodessa [ 18] . Ihmistoiminnan aiheuttamien päästöjen vuoksi hiilidioksidin imeytyminen biosfääriin ylitti sen vapautumisen ≈ 17 miljardilla tonnilla 2000-luvun puolivälissä, ja sen imeytymisnopeudella on tasainen taipumus nousta ilmakehän pitoisuuden kasvaessa [18 ] [27] .

Ihmisperäiset päästöt

Teollisen vallankumouksen myötä 1800 - luvun puolivälissä ihmisen aiheuttamat hiilidioksidipäästöt ilmakehään lisääntyivät asteittain, mikä johti hiilikierron epätasapainoon ja hiilidioksidipitoisuuden nousuun . Tällä hetkellä noin 57 % ihmiskunnan tuottamasta hiilidioksidista poistuu ilmakehästä kasvien ja valtamerten avulla [28] . Ilmakehän hiilidioksidin määrän kasvun suhde CO 2 -päästöjen kokonaismäärään on vakioarvoltaan noin 45 % ja se käy läpi lyhytaikaisia ​​vaihteluita ja vaihteluita viiden vuoden ajan [27] .

Fossiilisten polttoaineiden, kuten hiilen , öljyn ja maakaasun , poltto on tärkein ihmisperäisten hiilidioksidipäästöjen aiheuttaja . Metsien häviäminen on toiseksi yleisin syy. Vuonna 2008 ilmakehään vapautui fossiilisten polttoaineiden polttamisen seurauksena 8,67 miljardia tonnia hiiltä ( 31,8 miljardia tonnia CO 2 ), kun taas vuonna 1990 vuotuinen hiilidioksidipäästö oli 6,14 miljardia tonnia [29] . Metsien hävittäminen maankäyttöä varten on johtanut ilmakehän hiilidioksidin lisääntymiseen, mikä vastaa 1,2 miljardin tonnin hiiltä polttamista vuonna 2008 ( 1,64 miljardia tonnia vuonna 1990) [29] . Kumulatiivinen kasvu 18 vuoden aikana on 3 % hiilidioksidin vuotuisesta luonnollisesta kierrosta , mikä riittää saattamaan järjestelmän pois tasapainosta ja nopeuttamaan hiilidioksidipitoisuuden kasvua [ 30 ] . Tämän seurauksena hiilidioksidi kertyy vähitellen ilmakehään, ja vuonna 2009 sen pitoisuus oli 39 % korkeampi kuin esiteollinen arvo [31] .

Huolimatta siitä, että (vuodesta 2011 lähtien) ihmisen aiheuttama hiilidioksidin kokonaispäästö ei ylitä 8 % sen luonnollisesta vuosikierrosta, pitoisuudet kasvavat paitsi ihmisperäisten päästöjen tason, myös jatkuvan päästöjen lisääntyminen ajan myötä.

Lämpötilan muutos ja hiilikierto

Muita ilmakehän CO 2 -päästöjä lisääviä tekijöitä ovat keskilämpötilan nousu 1900-luvulla , jonka olisi pitänyt näkyä orgaanisten jäämien hajoamisen kiihtymisenä ja valtamerten lämpenemisen seurauksena hiilen kokonaismäärän laskuna. veteen liuennutta dioksidia. Lämpötilan nousu johtui myös poikkeuksellisen korkeasta auringon aktiivisuudesta tänä aikana ja 1800-luvulla (ks. esimerkiksi Carringtonin tapahtuma 1859 ) [ 32] .

Viimeisen miljoonan vuoden aikana kylmästä lämpimiin ilmasto - olosuhteisiin siirtymisen aikana ilmakehän CO 2 -pitoisuuden luonnollinen muutos pysyi 100 ppm:n sisällä, eli sen pitoisuuden kokonaislisäys ei ylittänyt 40 % [33] . Tässä tapauksessa esimerkiksi planeetan keskilämpötila ilmastooptimin aikana 9000-5000 vuotta eKr  . e. oli noin 1–2 °C korkeampi kuin nykyinen, ja lämpimän ilmaston voimakkaamman kasvihuoneilmiön vuoksi vuotuinen keskilämpötilapoikkeama subarktisilla leveysasteilla oli 9 °C [34] .

Vulkanismin vaikutus

Nykyaikainen vulkanismi johtaa keskimäärin 2⋅108 tonnia hiilidioksidipäästöjä vuodessa, mikä on alle 1 % ihmisen aiheuttamista päästöistä [ 25 ] . Suurin ero tämäntyyppisten päästöjen ja ihmisperäisten päästöjen välillä on se, että kun fossiilisia polttoaineita poltetaan ilmassa, happimolekyylit korvataan hiilidioksidimolekyyleillä , eli ilmakehän massan kokonaislisäys vastaa poltetun hiilen massaa, kun taas tulivuorenpurkauksissa ilmakehän massa kasvaa vapautuneen kaasun massaa vastaavalla arvolla.

Hiilidioksidi on toiseksi suurin (vesihöyryn jälkeen ) tulivuorten vapauttama kaasu. Suurin osa vedenalaisten tulivuorten vapauttamista kaasuista on liuennut veteen [35] . Emissioivan hiilidioksidin isotooppikoostumus vastaa suunnilleen fossiilisten polttoaineiden polttamisesta saadun ilmakehän CO 2 :n isotooppikoostumusta , mikä vaikeuttaa vulkaanisen CO 2 -päästön määrän tarkkaa määrittämistä [35] .

Suuret tulivuorenpurkaukset voivat vapauttaa huomattavia määriä hiilidioksidia ilmakehään, mutta tällaiset purkaukset ovat harvinaisia ​​– muutamia tapahtumia vuosisadassa – eivätkä keskimäärin vaikuta merkittävästi ilmakehän hiilidioksidipäästöjen määrään. Esimerkiksi Laki -tulivuoren purkauksen aikana vuonna 1783 vapautui noin 90 miljoonaa tonnia hiilidioksidia ja Tamborin purkauksen aikana vuonna 1815 noin 48 miljoonaa tonnia [35] . Erilliset tutkimukset viittaavat hieman korkeampiin hiilidioksidipäästöihin edellä mainittujen purkausten aikana (Lucky 1783 ≈ 6,5⋅10 8 t ), mutta tällaisten tapahtumien suhteellinen harvinaisuus tekee niiden vaikutuksesta hiilidioksidipitoisuuteen tässäkin tapauksessa merkityksettömän [35] ] .

Viimeisin VEI 6 : n purkaus oli Pinatubo - vuoren purkaus vuonna 1991 . Sen suurin vaikutus ilmakehän hiilidioksidipitoisuuteen oli aerosolien vapautuminen stratosfääriin ja sen seurauksena hiilikierron epätasapaino, joka johtuu planeetan keskilämpötilan laskusta 0,5 ° C : lla . kasvihuoneilmiön vastainen vaikutus . Kausivaihteluiden amplitudin lisääntyminen Keelingin tontilla tänä ajanjaksona osoittaa jonkin verran parantumista olosuhteissa, joissa kasveja toteuttaa fotosynteesiä 1990-luvun alussa. Jälkimmäinen selittyy auringon säteilyn hajoamisen vaikutuksella stratosfäärin aerosolihiukkasiin, mikä johti kasvillisuuden CO 2 -kulutuksen lisääntymiseen ilmakehässä [36] .

Ilmakehän nykyinen hiilidioksidipitoisuus

Nykyaikana hiilidioksidipitoisuus jatkaa tasaista kasvua, vuonna 2009 keskimääräinen CO 2 -pitoisuus maan ilmakehässä oli 0,0387 % eli 387 ppm , syyskuussa 2016 se ylitti 400 ppm [37] [38] .

Yhdessä vuotuisen 2–3 ppm/vuosi [6] kasvun kanssa havaitaan vuoden aikana 3–9 ppm :n amplitudin jaksollinen muutos , joka seuraa kasvukauden kehitystä pohjoisella pallonpuoliskolla . Koska kaikki suuret mantereet sijaitsevat planeetan pohjoisosassa, pohjoisen pallonpuoliskon kasvillisuuden vaikutus hallitsee hiilidioksidipitoisuuden vuosikiertoa . Taso saavuttaa huippunsa toukokuussa ja minimin lokakuussa, jolloin fotosynteesin biomassan määrä on suurin [39] .

Keväällä 2016 australialaiset tutkijat havaitsivat, että hiilidioksidin pitoisuus ilmakehässä lähellä Tasmanian saarta oli saavuttanut 400 ppm [40] .

Vuonna 2017 Maailman ilmatieteen järjestö raportoi, että hiilidioksidipitoisuus Maan ilmakehässä saavutti korkeimman tasonsa viimeisiin 800 tuhanteen vuoteen: 403,3 ppm [41] .

Mauna Loa Weather Observatoryn mukaan vuonna 2021 ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden uusi keskimääräinen vuotuinen maksimi oli 417,7 ppm [17] , ja toukokuussa 2022 kuukausittainen keskiarvo oli 420,99 ppm [2] .

Keskittymismuutos menneisyydessä

Luotettavin tapa ilmakehän hiilidioksidipitoisuuksien mittaamiseen suorien mittausten alkamista edeltävänä aikana on määrittää sen määrä Etelämantereen ja Grönlannin mannerjäätiköiden jääytimiin loukkuun jäävistä ilmakuplista . Yleisimmin käytettyjä tähän tarkoitukseen ovat Etelämantereen ytimet, joiden mukaan ilmakehän CO 2 -taso pysyi välillä 260–284 ppm teollisen vallankumouksen alkuun asti 1800-luvun puolivälissä ja 10 tuhatta vuotta ennen tätä. ajankohta [42 ] . Fossiilisiin lehtiin perustuvat erilliset tutkimukset osoittavat paljon merkittävämpiä muutoksia CO 2 -tasoissa tänä aikana (~300 ppm), mutta niitä arvostellaan [43] [44] . Myös Grönlannissa otetut ytimet osoittavat suurempaa muutosta hiilidioksidipitoisuuksissa verrattuna Antarktiksella saatuihin tuloksiin. Mutta samaan aikaan Grönlannin ytimien tutkijat ehdottavat, että suurempi vaihtelu tässä johtuu paikallisesta kalsiumkarbonaatin saostumisesta [45] . Jos Grönlannista otetuissa jäänäytteissä on alhainen pölytaso , tiedot holoseenin CO 2 -tasoista ovat hyvin yhdenmukaisia ​​Etelämantereen tietojen kanssa.

Pisin jääytimiin perustuvien CO 2 -pitoisuuksien mittausjakso on mahdollista Itä -Antarktiksella, jossa jään ikä saavuttaa 800 tuhatta vuotta ja mikä osoittaa, että hiilidioksidin pitoisuus vaihteli jääkausien aikana 180–210 ppm:n välillä ja nousi 280–300 ppm lämpiminä aikoina [ 8 ] [33] [46] .

Pidemmillä aikaväleillä ilmakehän CO 2 -pitoisuus määritetään geokemiallisten prosessien tasapainon määrittämisen perusteella, mukaan lukien sedimenttikivien orgaanisen aineen määrän määrittäminen, silikaattikivien rapautuminen ja vulkanismi tutkimusjaksolla. Kymmenien miljoonien vuosien aikana hiilikierron epätasapainossa CO 2 -pitoisuus laski . Koska näiden prosessien nopeus on erittäin hidas, on vaikea korreloida hiilidioksidipäästöjä sen tason muutoksiin seuraavien satojen vuosien aikana.

Hiilidioksidipitoisuuden tutkimiseen on käytetty myös erilaisia ​​epäsuoria menetelmiä .treffimenetelmiä. Näitä ovat boorin ja hiilen isotooppien suhteen määrittäminen tietyntyyppisissä meren sedimenteissä ja stomaatien lukumäärä fossiilisten kasvien lehdissä. Vaikka nämä mittaukset ovat vähemmän tarkkoja kuin jään ydintiedot, niiden avulla voidaan määrittää erittäin korkeita CO 2 -pitoisuuksia menneisyydessä, jotka olivat 3000 ppm (0,3 %) ja 400-600 Ma 150-200 Ma sitten . 6 000 ppm ( 0,6 %) [9] .

Ilmakehän CO 2 -päästöjen lasku pysähtyi permikauden alussa , mutta jatkui noin 60 miljoonan vuoden takaa. Eoseenin ja oligoseenin vaihteessa (34 miljoonaa vuotta sitten - Etelämantereen nykyaikaisen jääkerroksen muodostumisen alku ) hiilidioksidin määrä oli 760 ppm [ 47 ] . Geokemiallisten tietojen mukaan ilmakehän hiilidioksidin pitoisuus saavutti esiteollisen tason 20 miljoonaa vuotta sitten ja oli 300 ppm.

Suhde valtamerten keskittymiseen

Maan valtamerissä on sata kertaa enemmän hiilidioksidia kuin ilmakehässä - 36⋅10 12 tonnia hiilidioksidilla mitattuna . Veteen liuennut CO 2 on bikarbonaatti - ja karbonaatti - ionien muodossa . Hiilivedyt syntyvät kivien, veden ja CO 2 :n välisten reaktioiden seurauksena . Yksi esimerkki on kalsiumkarbonaatin hajoaminen :

.

Tällaisilla reaktioilla on taipumus tasoittaa ilmakehän CO 2 - pitoisuuden vaihteluita . Koska reaktion oikealla puolella on happoa , CO 2 :n lisäys vasemmalle alentaa pH :ta eli johtaa valtamerten happamoitumiseen . Myös muut hiilidioksidin ja ei-karbonaattisten kivien väliset reaktiot tuottavat hiilihappoa ja sen ioneja .

Tämä prosessi on palautuva, mikä johtaa kalkkikiven ja muiden karbonaattikivien muodostumiseen, jolloin puolet hiilivedyistä vapautuu CO 2 -muodossa . Satojen miljoonien vuosien aikana tämä prosessi johti karbonaattikiviin, jotka sitoivat suuren osan alkuperäisestä hiilidioksidista Maan proto -ilmakehästä . Lopulta suurin osa ihmisen aiheuttamien päästöjen tuottamasta CO 2 :sta liukenee valtamereen, mutta tämän prosessin nopeus tulevaisuudessa on vielä määrittämättä [48] .

Ilmakehän CO 2 -pitoisuuden vaikutus kasvien tuottavuuteen (fotosynteesi)

CO 2 : n kiinnitysmenetelmän mukaan suurin osa kasveista kuuluu fotosynteesityyppeihin C3 ja C4 . Suurin osa tunnetuista kasvilajeista kuuluu C3-ryhmään (noin 95 % maapallon kasvibiomassasta on C3-kasveja). Jotkut nurmikasvit kuuluvat C4-ryhmään, mukaan lukien tärkeät viljelykasvit: maissi, sokeriruoko, hirssi.

Hiilen sitoutumisen C4-mekanismi kehittyi sopeutumisesta ilmakehän alhaisiin CO 2 -pitoisuuksiin. Lähes kaikissa kasvilajeissa ilman CO 2 -pitoisuuden nousu johtaa fotosynteesin aktivoitumiseen ja kasvun kiihtymiseen.

C3-kasveissa käyrä alkaa tasaantua yli 1000 ppm CO2:n kohdalla .

C4-kasveissa fotosynteesin kasvu pysähtyy kuitenkin jo 400 ppm : n CO2 -pitoisuudessa . Siksi sen nykyinen pitoisuus, joka on tällä hetkellä yli 400 molekyyliä miljoonassa (ppm), on jo saavuttanut optimaalisen fotosynteesin C4-kasveissa, mutta on edelleen hyvin kaukana C3-kasvien optimaalista.

Kokeellisten tietojen mukaan nykyisen CO 2 -pitoisuuden kaksinkertaistaminen nopeuttaa (keskimäärin) biomassan kasvua C3-kasveissa 41 % ja C4-kasveissa 22 %.

300 ppm CO 2 :n lisääminen ilmaan lisää tuottavuutta C3-kasveissa 49 % ja C4- kasveissa 20 %, hedelmäpuissa ja kurpitsoissa 24 %, palkokasveissa 44 %, juurikasveissa . - 48%, vihannekset - 37%.

Vuodesta 1971 vuoteen 1990, kun hiilidioksidipitoisuus nousi 9 % , biomassan pitoisuus Euroopan metsissä kasvoi 25–30 % [ 49] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Mauna Loa CO2 kuukausittaiset keskiarvotiedot  . Maajärjestelmän tutkimuslaboratorio. Haettu: 16.5.2018.
  2. ↑ 1 2 Hiilidioksidia on nyt yli 50 % korkeampi kuin esiteollisella tasolla  . www.noaa.gov . Haettu: 10.7.2022.
  3. ↑ 1 2 Petty, GW: Ensimmäinen ilmakehän säteilyn kurssi , sivut 229–251, Sundog Publishing, 2004 
  4. ↑ http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter7.pdf IPCC:n neljäs arviointiraportti, työryhmän I raportti "The Physical Science Basis", jakso 7.3.1.2 (s. 514-515)
  5. ↑ www.un.org: Ilmastonmuutos.
  6. ↑ 1 2 vuotuinen keskimääräinen kasvuvauhti Mauna Loa,  Havaiji .
  7. ↑ Zhang, Yi Ge; et ai. (28. lokakuuta 2013). "40 miljoonan vuoden historia ilmakehän hiilidioksidista". Royal Societyn filosofiset tapahtumat A . 371 (2001): 20130096. doi : 10.1098 /rsta.2013.0096 . PMID24043869  _ _
  8. ↑ 1 2 Syvä jää kertoo pitkän ilmastotarinan , BBC News (  4. syyskuuta 2006). Haettu 28. huhtikuuta 2010. 
  9. ↑ 1 2 Climate Change 2001: The Scientific Basis arkistoitu 27. huhtikuuta 2007 Wayback Machinessa 
  10. ↑ Podrezov A. O., Alamanov S. K.; Lelevkin V. M., Podrezov O. A., Balbakova F. Ilmastonmuutos ja vesiongelmat Keski-Aasiassa. Koulutuskurssi luonnon- ja humanitaaristen erikoisalojen opiskelijoille. Moskova - Biškek, 2006 (linkki, jota ei voi käyttää) 18. Haettu 16. kesäkuuta 2012. Arkistoitu 12. heinäkuuta 2012. 
  11. ↑ Planetaarisen energiatasapainon ja lämpötilan laskeminen | UCAR Center for Science Education . scied.ucar.edu. Haettu: 29.6.2019.
  12. ↑ S.M. Semenov, S.M. Semenov KASVIHUONEVAIKUTUS JA SEN ANTROPOGEENINEN VAHVISTUS. Solar-Terrestrial physics, Voi. 21 (2012) s. 10–17 8. Haettu 22. elokuuta 2021.
  13. ↑ KASVIHUONEILMOITUKSEN LUONNE Arkistoitu 1. toukokuuta 2009 Wayback Machinessa , Venäjän tiedeakatemian yhteinen tieteellinen neuvosto geoinformatiikan alalla
  14. ↑ Johdatus ilman tiheyden ja tiheyden korkeuslaskelmiin , 1998-2012 Richard Shelquist 
  15. ↑ Absoluuttinen ja suhteellinen kosteus
  16. ↑ Kosteus 101 Arkistoitu 16. huhtikuuta 2013 . , World Water Rescue Foundation 
  17. ↑ 1 2 Ilmakehän metaanin lisääntyminen teki toisen ennätyksen vuonna 2021  . www.noaa.gov . Haettu: 10.7.2022.
  18. ↑ 1 2 3 4 Ilmastonmuutos, hiilikauppa ja biologinen monimuotoisuus , Maailmanpankkiryhmä : Habiba Gitai
  19. ↑ Hiilidioksidipäästöistä johtuva peruuttamaton ilmastonmuutos - PNAS 
  20. ↑ WMO:n lausunto maailman ilmastosta vuonna 2010 Arkistoitu 11. toukokuuta 2011 Wayback Machinessa 
  21. ↑ Bundle Up, It's Global Warming , JUDAH COHEN, 25.12.2010 
  22. ↑ Vuosikymmenen pilvivaihteluiden vaikutus maapallon energiabudjettiin 
  23. ↑ Indonesian metsäpalojen kiihdytetty ilmaston lämpeneminen arkistoitu 8. syyskuuta 2019 Wayback Machinessa 
  24. ↑ Massiivinen turpeen poltto nopeuttaa ilmastonmuutosta - 06.11.2004 - New Scientist 
  25. ↑ 1 2 Gerlach, TM , 1992, Tulivuorten nykyiset CO 2 -päästöt: Eos, Transactions, American Geophysical Union, Voi. 72, nro. 23, 4. kesäkuuta 1991, s. 249 ja 254-255 
  26. ↑ US Geological Survey, " Vulcanic Gases and Their Effects ", volcanoes.usgs.gov 
  27. ↑ 1 2 Keeling et ai., 1995
  28. ↑ Tiivistelmä , Taloudellisen toiminnan, hiili-intensiteetin ja luonnollisten nielujen tehokkuuden myötä ilmakehän hiilidioksidin kasvun nopeuttaminen . 
  29. ↑ 1 2 Globaali hiilibudjetti 2008 Arkistoitu 12. tammikuuta 2016 Wayback Machinessa , lgmacweb.env.uea.ac.uk Arkistoitu 5. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa 
  30. ↑ Yhdysvaltain globaalin muutoksen tutkimustietotoimisto, " Yleisiä kysymyksiä ilmastonmuutoksesta " 
  31. ↑ Carbon Budget 2009 Highlights Arkistoitu 16. joulukuuta 2011 Wayback Machinessa , The Global Carbon Project . 
  32. ↑ Usoskin , Ilja G.; Usoskin, Ilja G.; Solanki, Sami K.  ; Schussler, Manfred; Mursula, Kalevi; Alanko, Katja. Vuosituhannen mittakaavan auringonpilkkujen rekonstruktio: todisteita epätavallisen aktiivisesta auringosta 1940-luvulta lähtien  //  Physical Review Letters  : Journal. - 2003. - Voi. 91 . — P. 211101 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.91.211101 .
  33. ↑ 1 2 Vostok Ice Core Data , ncdc.noaa.gov 
  34. ↑ (englanniksi) VL Koshkarova ja AD Koshkarov. Pohjoisen Keski-Siperian muuttuvan maiseman ja ilmaston alueellisia piirteitä holoseenissa  (englanniksi)  // Russian Geology and Geophysics : Journal. - 2004. - Voi. 45 , no. 6 . - s. 672-685 . 
  35. ↑ 1 2 3 4 vulkaaninen hiilidioksidi , Timothy Casey 
  36. ↑ Mount Pinatubo ilmastopalautemekanismien testinä , Alan Robock, ympäristötieteiden laitos, Rutgers University 
  37. ↑ (englanniksi) Ilmakehän nykyinen CO2-pitoisuus osoitteessa http://co2unting.com (linkki ei saatavilla) . Haettu 21. kesäkuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 12. heinäkuuta 2012.   
  38. ↑ Hiilidioksiditietojen analysointikeskus ( CDIAC) – usein kysytyt kysymykset 
  39. ↑ TASS: Tiede – australialaiset tutkijat: maailman ilmakehän hiilidioksiditaso on saavuttanut pisteen, josta ei ole paluuta
  40. ↑ Ilmakehän CO2-pitoisuus nousi maksimissaan 800 tuhannessa vuodessa (pääsemätön linkki) . Haettu 30. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 7. marraskuuta 2017. 
  41. ↑ Historiallinen CO2-tietue, joka on johdettu Law Dome DE08- ja DE08-2 -jääytimien spline-sovituksesta ( 20 vuoden raja) (linkki ei ole käytettävissä) . Haettu 12. kesäkuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 12. heinäkuuta 2012.   
  42. ↑ Wagner , Friederike; Bent Aaby ja Henk Visscher. Nopeat ilmakehän O 2 -muutokset, jotka liittyvät 8 200 vuoden BP:n jäähtymistapahtumaan  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America  : Journal  . - 2002. - Voi. 99 , ei. 19 . - P. 12011-12014 . - doi : 10.1073/pnas.182420699 . — PMID 12202744 . 
  43. ↑ Indermühle , Andreas; Bernhard Stauffer, Thomas F. Stocker. Varhaisen holoseenin ilmakehän CO 2 -pitoisuudet (englanniksi)  // Science : Journal. - 1999. - Voi. 286 , nro. 5446 . - s. 1815 . - doi : 10.1126/tiede.286.5446.1815a .   
  44. ↑ Smith, HJ ; M Wahlen ja D. Mastroianni. GISP2-jäähän loukkuun jääneen ilman  CO 2 -pitoisuus viimeisen jääkauden maksimi-holoseeni-siirtymästä //  Geophysical Research Letters   : päiväkirja. - 1997. - Voi. 24 , nro. 1 . - s. 1-4 . - doi : 10.1029/96GL03700 .
  45. ↑ Kemian ja tekniikan uutiset: viimeisimmät uutiset – Ice Core Records Extended 
  46. ↑ Uudet CO2-tiedot auttavat avaamaan Etelämantereen muodostumisen salaisuudet 13. syyskuuta 2009 
  47. ↑ Archer, D. ( 2005). Fossiilisten polttoaineiden CO2 kohtalo geologisessa ajassa. J. Geophys. Res. 110 . _ 
  48. ↑ Kasvien reaktio ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nousuun , Akatov P.V.

Linkit