dioxid de Carbon

dioxidul de Carbon (CO2) este cel mai semnificativ gaz cu efect de seră. Sursele naturale de CO2 atmosferic includ degazarea de la vulcani, arderea și degradarea naturală a materiei organice și respirația de către organismele aerobe (consumatoare de oxigen). Aceste surse sunt echilibrate, în medie, de un set de procese fizice, chimice sau biologice, numite „chiuvete”, care tind să elimine CO2 din atmosferă. Chiuvetele naturale semnificative includ vegetația terestră, care preia CO2 în timpul fotosintezei.

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. Un alt proces,” pompa biologică”, implică absorbția Co dizolvat 2 de către vegetația marină și fitoplancton (organisme mici, plutitoare libere, fotosintetice) care trăiesc în Oceanul superior sau de către alte organisme marine care folosesc CO2 pentru a construi schelete și alte structuri din carbonat de calciu (CaCO3). Pe măsură ce aceste organisme expiră și cad pe fundul oceanului, carbonul lor este transportat în jos și, în cele din urmă, îngropat la adâncime. Un echilibru pe termen lung între aceste surse naturale și chiuvete duce la nivelul de fond sau natural al CO2 în atmosferă.

în schimb, activitățile umane cresc nivelul de CO2 atmosferic în primul rând prin arderea combustibililor fosili (în principal petrol și cărbune și, în al doilea rând, gaze naturale, pentru utilizare în transport, încălzire și producția de energie electrică) și prin producția de ciment. Alte surse antropice includ arderea pădurilor și curățarea terenurilor. Emisiile antropice reprezintă în prezent eliberarea anuală a aproximativ 7 gigatone (7 miliarde de tone) de carbon în atmosferă. Emisiile antropice sunt egale cu aproximativ 3% din emisiile totale de CO2 din surse naturale, iar această încărcătură amplificată de carbon din activitățile umane depășește cu mult capacitatea de compensare a chiuvetelor naturale (cu poate până la 2-3 gigatoni pe an).

CO2 s-a acumulat în atmosferă la o rată medie de 1,4 părți pe milion (ppm) în volum pe an între 1959 și 2006 și aproximativ 2,0 ppm pe an între 2006 și 2018. În general, această rată de acumulare a fost liniară (adică uniformă în timp). Cu toate acestea, anumite chiuvete actuale, cum ar fi oceanele, ar putea deveni surse în viitor. Acest lucru poate duce la o situație în care concentrația de CO atmosferic2 se construiește la o rată exponențială (adică la o rată de creștere care crește și în timp).

nivelul natural de fond al dioxidului de carbon variază în funcție de intervale de timp de milioane de ani datorită schimbărilor lente în degazare prin activitatea vulcanică. De exemplu, în urmă cu aproximativ 100 de milioane de ani, în perioada cretacică, concentrațiile de CO2 par să fi fost de câteva ori mai mari decât astăzi (poate aproape de 2.000 ppm). În ultimii 700.000 de ani, concentrațiile de CO2 au variat într-un interval mult mai mic (între aproximativ 180 și 300 ppm) în asociere cu aceleași efecte orbitale ale Pământului legate de venirea și plecarea epocilor glaciare din epoca Pleistocenului. La începutul secolului 21, nivelurile de CO2 au atins 384 ppm, ceea ce este cu aproximativ 37% peste nivelul natural de fond de aproximativ 280 ppm care exista la începutul Revoluției Industriale. Nivelurile atmosferice de CO2 au continuat să crească, iar până în 2018 au ajuns la 410 ppm. Conform măsurătorilor miezului de gheață, se crede că astfel de niveluri sunt cele mai ridicate în cel puțin 800.000 de ani și, conform altor linii de dovezi, pot fi cele mai ridicate în cel puțin 5.000.000 de ani.

forțarea radiativă cauzată de dioxidul de carbon variază într-un mod aproximativ logaritmic cu concentrația acelui gaz în atmosferă. Relația logaritmică apare ca urmare a unui efect de saturație în care devine din ce în ce mai dificil, pe măsură ce concentrațiile de CO2 cresc, ca moleculele suplimentare de CO2 să influențeze în continuare „fereastra infraroșie” (o anumită bandă îngustă de lungimi de undă în regiunea infraroșie care nu este absorbită de gazele atmosferice). Relația logaritmică prezice că potențialul de încălzire a suprafeței va crește cu aproximativ aceeași cantitate pentru fiecare dublare a concentrației de CO2. La ratele actuale de utilizare a combustibililor fosili, se așteaptă ca o dublare a concentrațiilor de CO2 față de nivelurile preindustriale să aibă loc până la mijlocul secolului 21 (când se preconizează că concentrațiile de CO2 vor ajunge la 560 ppm). O dublare a concentrațiilor de CO2 ar reprezenta o creștere de aproximativ 4 wați pe metru pătrat de forțare radiativă. Având în vedere estimările tipice ale „sensibilității climatice” în absența oricăror factori compensatori, această creștere a energiei ar duce la o încălzire de 2 până la 5 centimetrii c (3,6 până la 9 centimetrii F) în perioadele preindustriale. Forțarea radiativă totală a emisiilor antropice de CO2 de la începutul erei industriale este de aproximativ 1,66 wați pe metru pătrat.