szén-dioxid

a szén-dioxid (CO2) a legjelentősebb üvegházhatású gáz. A légköri CO2 természetes forrásai közé tartozik a vulkánokból való kinövés, a szerves anyagok elégetése és természetes bomlása, valamint aerob (oxigénfelhasználó) organizmusok általi légzés. Ezek a források egyensúlyban vannak, átlagosan, egy sor fizikai, kémiai, vagy biológiai folyamatok, az úgynevezett “mosogatók”, amelyek hajlamosak eltávolítani CO2 a légkörből. Jelentős természetes mosogatók közé tartozik a szárazföldi növényzet, amely a fotoszintézis során CO2-t vesz fel.

A number of oceanic processes also act as carbon sinks. One such process, the “solubility pump,” involves the descent of surface seawater containing dissolved CO2. Egy másik folyamat, a “biológiai szivattyú” magában foglalja az oldott CO2 felvételét a felső-óceánban élő tengeri növényzet és fitoplankton (kicsi, szabadon lebegő, fotoszintetikus organizmusok), vagy más olyan tengeri szervezetek által, amelyek CO2-t használnak kalcium-karbonátból (CaCO3) készült csontvázak és egyéb szerkezetek építésére. Mivel ezek a szervezetek lejárnak és az óceán fenekére esnek, a szénüket lefelé szállítják, és végül mélyen eltemetik. A természetes források és a mosogatók közötti hosszú távú egyensúly a háttérben vagy a légkörben lévő CO2 természetes szintjéhez vezet.

ezzel szemben az emberi tevékenység elsősorban fosszilis tüzelőanyagok (elsősorban olaj és szén, másodlagosan földgáz, szállítás, fűtés és villamosenergia-termelés) elégetésével, valamint cement előállításával növeli a légköri CO2-szintet. Más antropogén források közé tartozik az erdők elégetése és a föld megtisztítása. Az antropogén kibocsátások jelenleg mintegy 7 gigatonnyi (7 milliárd tonna) szén éves kibocsátását teszik ki a légkörbe. Antropogén kibocsátás egyenlő körülbelül 3% – a a teljes CO2-kibocsátás a természetes forrásokból, ez erősített szén-dioxid-terhelés az emberi tevékenységek messze meghaladja a beszámítási kapacitása természetes süllyed (a talán annyi, mint 2-3 gigatonna / év).

CO2 ennek következtében a légkörben 1959 és 2006 között évente átlagosan 1,4 rész / millió (ppm) térfogatszázalékban, 2006 és 2018 között pedig évente nagyjából 2,0 ppm mennyiségben halmozódott fel. Összességében ez a felhalmozódási sebesség lineáris (azaz az idő múlásával egyenletes). Bizonyos jelenlegi mosogatók, például az óceánok azonban a jövőben forrásokká válhatnak. Ez olyan helyzethez vezethet, amelyben a légköri CO2 koncentrációja exponenciális sebességgel növekszik (azaz olyan növekedési sebességgel, amely az idő múlásával is növekszik).

a szén-dioxid természetes háttérszintje több millió éves időskálán változik, mivel a vulkáni tevékenység révén történő kinövések lassan változnak. Például nagyjából 100 millió évvel ezelőtt, a kréta időszakban a CO2-koncentráció többszöröse volt a mainál (talán közel 2000 ppm). Az elmúlt 700,000 év CO2 koncentráció változatos több, mint egy sokkal kisebb tartományban (között nagyjából 180 300 ppm) az egyesület ugyanaz a Föld orbitális hatások kapcsolódó jönnek-mennek a jégkorszak, a Pleisztocén korszak. A 21. század elején a CO2-szint elérte a 384 ppm-et, ami körülbelül 37 százalékkal meghaladja az ipari forradalom kezdetén létező nagyjából 280 ppm természetes háttérszintet. A légköri CO2-szint tovább emelkedett, és 2018-ra elérték a 410 ppm-et. Az ice core mérései szerint ezek a szintek legalább 800 000 év alatt a legmagasabbak, más bizonyítékok szerint pedig legalább 5 000 000 év alatt lehetnek a legmagasabbak.

a szén-dioxid által okozott sugárzási kényszer megközelítőleg logaritmikus módon változik a gáz légköri koncentrációjával. A logaritmikus kapcsolat olyan telítettségi hatás eredményeként következik be, amelyben a CO2-koncentráció növekedésével egyre nehezebbé válik, hogy további CO2-molekulák tovább befolyásolják az “infravörös ablakot” (egy bizonyos keskeny hullámhossz az infravörös régióban, amelyet a légköri gázok nem szívnak fel). A logaritmikus kapcsolat azt jósolja, hogy a felületi felmelegedési potenciál nagyjából azonos mértékben emelkedik a CO2 koncentráció minden megduplázódásakor. Az aktuális árak a fosszilis üzemanyagok használatát, megduplázódott a CO2-koncentráció iparosodás előtti szintet várhatóan sor a középső a 21-ik században (amikor a CO2-koncentráció előrejelzések szerint 560 ppm). A CO2-koncentráció megduplázódása nagyjából 4 watt / négyzetméter radiatív erő növekedését jelentené. Tekintettel az “éghajlati érzékenység” tipikus becsléseire, kompenzáló tényezők hiányában ez az energianövekedés 2-5 °C (3,6-9 °F) felmelegedéshez vezetne az iparosodás előtti időkben. Az ipari kor kezdete óta az antropogén CO2-kibocsátás által okozott teljes sugárzási kényszer körülbelül 1, 66 watt négyzetméterenként.