Waarom koolstofdioksied so 'n groot invloed op die aarde se klimaat het

Waarom koolstofdioksied so 'n groot invloed op die aarde se klimaat het Die orbitende koolstofwaarnemingssatelliet maak akkurate metings van die aarde se koolstofdioksiedvlakke vanuit die ruimte. NASA / JPL

Ek word gereeld gevra hoe koolstofdioksied 'n belangrike uitwerking op die wêreldklimaat kan hê as die konsentrasie daarvan so klein is - net 0.041% van die aarde se atmosfeer. En menslike aktiwiteite is daarvoor verantwoordelik net 32% van die bedrag.

Ek bestudeer die belangrikheid van atmosferiese gasse vir lugbesoedeling en klimaatsverandering. Die sleutel tot die sterk invloed van koolstofdioksied op die klimaat is die vermoë om hitte wat van ons planeet se oppervlak afkomstig is op te neem en te voorkom dat dit na die ruimte ontsnap.

Waarom koolstofdioksied so 'n groot invloed op die aarde se klimaat het Die 'Keeling Curve', vernoem na die wetenskaplike Charles David Keeling, spoor die ophoping van koolstofdioksied in die aarde se atmosfeer, gemeet in dele per miljoen, op. Scripps Institution of Oceanography, CC BY

Vroeë kweekhuiswetenskap

Die wetenskaplikes wat die belangrikheid van koolstofdioksied vir die klimaat in die 1850's eers geïdentifiseer het, was ook verbaas deur die invloed daarvan. Werk apart, John Tyndall in Engeland en Eunice Foote in die Verenigde State het bevind dat koolstofdioksied, waterdamp en metaan almal hitte opgeneem het, terwyl meer gasse dit nie gedoen het nie.

Wetenskaplikes het al bereken dat die aarde ongeveer 59 grade Fahrenheit was (33 grade Celsius) warmer as wat dit moet wees, gegewe die hoeveelheid sonlig wat sy oppervlak bereik. Die beste verklaring vir die verskil was dat die atmosfeer hitte behou het om die planeet warm te maak.

Tyndall en Foote het getoon dat stikstof en suurstof, wat saam 99% van die atmosfeer uitmaak, in wese geen invloed op die aarde se temperatuur gehad het nie, omdat dit nie hitte opgeneem het nie. Inteendeel, hulle het gevind dat gasse wat in baie kleiner konsentrasies teenwoordig was, heeltemal verantwoordelik was vir die handhawing van temperature wat die aarde bewoonbaar maak, deur hitte vas te vang om te skep 'n natuurlike kweekhuiseffek.

'N Kombers in die atmosfeer

Die aarde ontvang voortdurend energie van die son en straal dit terug na die ruimte. Om die temperatuur van die planeet konstant te hou, moet die netto hitte wat hy van die son ontvang, gebalanseer word deur uitgaande hitte wat dit afgee.

Aangesien die son warm is, gee dit energie af in die vorm van kortgolfstraling by hoofsaaklik ultraviolet en sigbare golflengtes. Die aarde is baie koeler, daarom gee dit hitte af as infrarooi bestraling, wat langer golflengtes het.

oorsake Die elektromagnetiese spektrum is die omvang van alle soorte EM-straling - energie wat beweeg en versprei soos dit gaan. Die son is baie warmer as die aarde, daarom straal dit uit op 'n hoër energievlak, wat 'n korter golflengte het. NASA

Koolstofdioksied en ander hitteganggasse het molekulêre strukture wat hulle in staat stel om infrarooi straling op te neem. Die bindings tussen atome in 'n molekule kan op besondere maniere vibreer, soos die toonhoogte van 'n klaviersnoer. Wanneer die energie van 'n foton ooreenstem met die frekwensie van die molekule, word dit opgeneem en word die energie na die molekule oorgedra.

Koolstofdioksied en ander hitteganggasse het drie of meer atome en frekwensies stem ooreen met infrarooi bestraling wat deur die aarde vrygestel word. Suurstof en stikstof, met net twee atome in hul molekules, absorbeer nie infrarooi straling nie.

Die meeste inkomende kortgolfstraling deur die son beweeg deur die atmosfeer sonder om opgeneem te word. Maar die meeste uitgaande infrarooi straling word opgeneem deur hitte-vangende gasse in die atmosfeer. Dan kan hulle daardie hitte vrystel of weer uitstraal. Sommige keer terug na die aarde se oppervlak en hou dit warmer as wat dit anders sou wees.

Waarom koolstofdioksied so 'n groot invloed op die aarde se klimaat het Die aarde ontvang sonenergie van die son (geel), en gee energie terug in die ruimte deur weerkaatsende lig te reflekteer en hitte uitstraal (rooi). Kweekhuisgasse vang sommige van die hitte en bring dit terug op die planeet se oppervlak. NASA via Wikimedia

Navorsing oor hitteoordrag

Gedurende die Koue Oorlog is die opname van infrarooi bestraling deur baie verskillende gasse breedvoerig bestudeer. Die werk is gelei deur die Amerikaanse lugmag, wat hitte-soekende missiele ontwikkel het en wat nodig was om te verstaan ​​hoe om hitte wat deur die lug beweeg, op te spoor.

Hierdie navorsing het wetenskaplikes in staat gestel om die klimaat en atmosferiese samestelling van alle planete in die sonnestelsel te verstaan ​​deur hul infrarooi handtekeninge te waarneem. Venus handel byvoorbeeld oor 870 F (470 C) omdat die dik atmosfeer is 96.5% koolstofdioksied.

Dit het ook weervoorspelling en klimaatmodelle ingelig, wat hulle toelaat om te bepaal hoeveel infrarooi straling in die atmosfeer behoue ​​bly en na die aarde se oppervlak terugbesorg word.

Mense vra my soms waarom koolstofdioksied belangrik is vir die klimaat, aangesien die waterdamp meer infrarooi bestraling absorbeer en die twee gasse op dieselfde golflengtes absorbeer. Die rede is dat die boonste atmosfeer van die aarde die bestraling wat na die ruimte ontsnap, beheer. Die boonste atmosfeer is baie minder dig en bevat baie minder waterdamp as naby die grond, wat dit beteken voeg meer koolstofdioksied aansienlike invloede in hoeveel infrarooi bestraling na die ruimte ontsnap.

Koolstofdioksiedvlakke styg en daal regoor die wêreld, en verander seisoenaal met plantgroei en verval.

Waarneming van die kweekhuiseffek

Het u al ooit opgemerk dat woestyne snags kouer is as bosse, selfs al is die gemiddelde temperatuur dieselfde? Sonder veel waterdamp in die atmosfeer oor woestyne, ontsnap die straling wat hulle gee maklik na die ruimte. In meer vogtige streke word straling van die oppervlak deur waterdamp in die lug vasgevang. Net so is bewolkte nagte warmer as helder nagte omdat meer waterdamp aanwesig is.

Die invloed van koolstofdioksied kan gesien word in veranderinge in die klimaat in die verlede. Yskorrels uit die afgelope miljoen jaar het getoon dat die koolstofdioksiedkonsentrasies gedurende warm periodes hoog was - ongeveer 0.028%. Gedurende ystydperke, wanneer die aarde was ongeveer 7 tot 13 F (4-7 C) koeler as in die 20de eeu, het koolstofdioksied bestaan slegs oor 0.018% van die atmosfeer.

Alhoewel waterdamp belangriker is vir die natuurlike kweekhuiseffek, het veranderinge in koolstofdioksied die afgelope tyd temperatuurveranderinge veroorsaak. In teenstelling hiermee reageer waterdampvlakke in die atmosfeer op temperatuur. Soos die aarde warmer word, is dit atmosfeer kan meer waterdamp hou, Wat versterk die aanvanklike opwarming in 'n proses wat die “waterdampterugvoer” genoem word. Variasies in koolstofdioksied was dus die beherende invloed oor klimaatsveranderinge in die verlede.

Klein verandering, groot effekte

Dit mag nie verbasend wees dat 'n klein hoeveelheid koolstofdioksied in die atmosfeer 'n groot effek kan hê nie. Ons neem pille wat 'n klein fraksie van ons liggaamsmassa is en verwag dat dit ons sal beïnvloed.

Die vlak van koolstofdioksied is vandag hoër as op enige tydstip in die geskiedenis van die mens. Wetenskaplikes stem saam dat die gemiddelde aarde se gemiddelde oppervlaktemperatuur het reeds met ongeveer 2 F toegeneem (1 C) sedert die 1880's, en dat die toename in koolstofdioksied en ander hitte-vasvanggasse deur die mens veroorsaak word uiters geneig om verantwoordelik te wees.

Sonder optrede om emissies te beheer, koolstofdioksied kan 0.1% van die atmosfeer bereik, meer as verdriedubbel die vlak voor die Industriële Revolusie. Dit sou 'n vinniger verandering as oorgange in die aarde se verlede dit het groot gevolge gehad. Sonder optrede sal hierdie klein versnit van die atmosfeer groot probleme veroorsaak.

Oor Die Skrywer

Jason West, professor in omgewingswetenskappe en ingenieurswese, Universiteit van Noord-Carolina by Chapel Hill

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.

books_causes

 
enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook-ikoonTwitter-ikoonYouTube-ikooninstagram-ikoonpintrest-ikoonrss-ikoon

 Kry die nuutste per e-pos

Weeklikse Tydskrif Daaglikse Inspirasie

nuutste video's

Die groot klimaatmigrasie het begin
Die groot klimaatmigrasie het begin
by Hoofdgebruiker
Die klimaatkrisis dwing duisende dwarsoor die wêreld om te vlug namate hul huise toenemend onbewoonbaar word.
Die laaste ystydperk vertel ons waarom ons moet sorg vir 'n 2 ℃ temperatuurverandering
Die laaste ystydperk vertel ons waarom ons moet sorg vir 'n 2 ℃ temperatuurverandering
by Alan N Williams, et al
Die jongste verslag van die Intergouvernementele Paneel vir Klimaatsverandering (IPCC) lui dat sonder 'n aansienlike afname ...
Die aarde het miljarde jare lank blywend gebly - presies hoe gelukkig het ons gehad?
Die aarde het miljarde jare lank blywend gebly - presies hoe gelukkig het ons gehad?
by Toby Tyrrell
Dit het evolusie 3 of 4 miljard jaar geneem om Homo sapiens te produseer. As die klimaat net een keer heeltemal misluk het in daardie ...
Hoe die kartering van die weer van 12,000 XNUMX jaar gelede kan help om toekomstige klimaatsverandering te voorspel
Hoe die kartering van die weer van 12,000 XNUMX jaar gelede kan help om toekomstige klimaatsverandering te voorspel
by Brice Rea
Die einde van die laaste ystydperk, ongeveer 12,000 XNUMX jaar gelede, is gekenmerk deur 'n finale koue fase genaamd die Jonger Dryas ...
Die Kaspiese See sal hierdie eeu met 9 meter of meer val
Die Kaspiese See sal hierdie eeu met 9 meter of meer val
by Frank Wesselingh en Matteo Lattuada
Stel jou voor jy is aan die kus en kyk uit na die see. Voor u lê 100 meter dor sand wat lyk soos 'n ...
Venus was eens meer op aarde, maar klimaatsverandering het dit onbewoonbaar gemaak
Venus was eens meer op aarde, maar klimaatsverandering het dit onbewoonbaar gemaak
by Richard Ernst
Ons kan baie leer oor klimaatsverandering by Venus, ons susterplaneet. Venus het tans 'n oppervlaktemperatuur van ...
Vyf klimaatsgeloof: 'n ongelukskursus in verkeerde inligting oor klimaat
Die vyf ongeloof oor klimaat: 'n ongelukskursus in verkeerde inligting oor klimaat
by John Cook
Hierdie video is 'n ongelukskursus in verkeerde inligting oor klimaat, wat die belangrikste argumente saamvat wat gebruik word om die werklikheid te betwyfel ...
Die Noordpoolgebied is al drie miljoen jaar nie so warm nie en dit beteken groot veranderinge vir die planeet
Die Noordpoolgebied is al drie miljoen jaar nie so warm nie en dit beteken groot veranderinge vir die planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elke jaar krimp die ysbedekking in die Arktiese Oseaan middel September tot 'n laagtepunt. Hierdie jaar meet dit net 1.44 ...

Laaste Artikels

groen energie2 3
Vier groen waterstof geleenthede vir die Midde-Weste
by Christian Tae
Om 'n klimaatkrisis te voorkom, sal die Midde-Weste, soos die res van die land, sy ekonomie ten volle moet ontkoolstof deur ...
ug83qrfw
Groot hindernis vir reaksie op aanvraag moet beëindig word
by John Moore, Op aarde
As federale reguleerders die regte ding doen, kan elektrisiteitskliënte regoor die Midde-Weste binnekort geld verdien terwyl ...
bome om te plant vir klimaat2
Plant hierdie bome om die stadslewe te verbeter
by Mike Williams-Rice
'n Nuwe studie stel lewende eikebome en Amerikaanse wildevye as kampioene onder 17 "superbome" wat sal help om stede ...
noordsee seebodem
Waarom ons seebodemgeologie moet verstaan ​​om die winde te benut
by Natasha Barlow, Medeprofessor van Kwaternêre Omgewingsverandering, Universiteit van Leeds
Vir enige land wat geseën is met maklike toegang tot die vlak en winderige Noordsee, sal aflandige wind die sleutel wees om net ...
3 veldbrandlesse vir bosdorpe terwyl Dixie Fire die historiese Greenville, Kalifornië, vernietig
3 veldbrandlesse vir bosdorpe terwyl Dixie Fire die historiese Greenville, Kalifornië, vernietig
by Bart Johnson, professor in landskapsargitektuur, Universiteit van Oregon
'N Veldbrand wat in warm, droë bergwoude brand, het op 4 Augustus deur die Gold Rush -stad Greenville, Kalifornië, getrek ...
China kan energie- en klimaatdoelwitte bereik wat koolstofkrag beperk
China kan energie- en klimaatdoelwitte bereik wat koolstofkrag beperk
by Alvin Lin
By die Leader's Climate Summit in April het Xi Jinping belowe dat China 'steenkoolkrag streng sal beheer ...
Blou water omring deur dooie wit gras
Kaart volg 30 jaar se uiterste sneeusmelting regoor die VSA
by Mikayla Mace-Arizona
'N Nuwe kaart van uiterste sneeusmeltgebeurtenisse die afgelope 30 jaar verduidelik die prosesse wat vinnige smelting veroorsaak.
'N Vliegtuig laat rooi brandvertrager op 'n bosbrand val terwyl brandbestryders langs 'n pad in die oranje lug opkyk
Die model voorspel 'n veldbrand van 10 jaar, dan geleidelike afname
by Hannah Hickey-U. Washington
'N Kykie na die toekoms op lang termyn van veldbrande voorspel 'n aanvanklike uitbarsting van ongeveer 'n dekade lange veldbrandaktiwiteit, ...

 Kry die nuutste per e-pos

Weeklikse Tydskrif Daaglikse Inspirasie

Nuwe Houdings - nuwe moontlikhede

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Kopiereg © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasies. Alle regte voorbehou.