Wissenschaftler behaupten, dass das erhöhte Kohlendioxid (CO2) in der Erdatmosphäre die globalen Temperaturen erwärmt - der Meeresspiegel steigt - und Stürme, Dürren, Überschwemmungen und Brände sich verschärfen. Hier sind 6 Dinge über CO2, die Sie vielleicht nicht kennen.
Das Mauna Loa Observatorium der NOAA in Hawaii. Das Mauna Loa Observatorium misst seit 1958 Kohlendioxid. Die abgelegene Lage (hoch auf einem Vulkan) und die geringe Vegetation machen es zu einem guten Ort, um Kohlendioxid zu überwachen, da es nicht stark von lokalen Gasquellen gestört wird. (Gelegentlich treten Vulkanemissionen auf, die Wissenschaftler können sie jedoch problemlos überwachen und herausfiltern.) Mauna Loa ist Teil eines weltweit verteilten Netzes von Luftprobenahmestellen, an denen gemessen wird, wie viel Kohlendioxid in der Atmosphäre vorhanden ist. Bild über NOAA.
Von Adam Voiland, NASA Earth Observatory
Im Mai 2019, als das atmosphärische Kohlendioxid seinen Höhepunkt erreichte, stellte es einen Rekord auf. Die durchschnittliche Konzentration des Treibhausgases im Mai betrug 414,7 ppm (parts per million), gemessen am Mauna Loa Atmospheric Baseline Observatory der NOAA in Hawaii. Laut NOAA und der Scripps Institution of Oceanography war dies der höchste saisonale Höhepunkt seit 61 Jahren und das siebte Jahr in Folge mit einem starken Anstieg.
Die Klimaforscher sind sich weitgehend einig, dass zunehmende Konzentrationen von Kohlendioxid in der Atmosphäre zu einer Erwärmung der Temperaturen, einem Anstieg des Meeresspiegels, einer Säurebildung der Ozeane und einer Zunahme von Regen, Dürren, Überschwemmungen und Bränden führen. Hier sind sechs weniger bekannte, aber interessante Dinge, die Sie über Kohlendioxid wissen sollten.
Die globalen Konzentrationen von Kohlendioxid in der Atmosphäre stiegen jeden April oder Mai an, aber im Jahr 2019 war die Spitze größer als üblich. Die gestrichelte rote Linie stellt die monatlichen Mittelwerte dar; Die schwarze Linie zeigt dieselben Daten, nachdem die saisonalen Effekte herausgemittelt wurden. Bild über NOAA. Lesen Sie mehr über das Diagramm.
1. Die Steigerungsrate beschleunigt sich.
Seit Jahrzehnten steigen die Kohlendioxidkonzentrationen jedes Jahr. In den 1960er Jahren verzeichnete Mauna Loa einen jährlichen Anstieg um 0,8 ppm pro Jahr. In den 1980er und 1990er Jahren betrug die Wachstumsrate bis zu 1,5 ppm pro Jahr. Jetzt sind es über 2 ppm pro Jahr. Laut Pieter Tans, Senior Scientist bei der Global Monitoring Division der NOAA, gibt es "zahlreiche und schlüssige Beweise", dass die Beschleunigung durch erhöhte Emissionen verursacht wird.
Bild über NOAA / Scripps Institute of Oceanography. Lesen Sie mehr über die Tabelle.
2. Wissenschaftler haben detaillierte Aufzeichnungen über atmosphärisches Kohlendioxid, die 800.000 Jahre zurückreichen.
Um die Kohlendioxidschwankungen vor 1958 zu verstehen, stützen sich Wissenschaftler auf Eisbohrkerne. Forscher haben tief in die Eisdecke in der Antarktis und in Grönland gebohrt und jahrtausende alte Eisproben entnommen. Das alte Eis enthält eingeschlossene Luftblasen, die es Wissenschaftlern ermöglichen, vergangene Kohlendioxidwerte zu rekonstruieren. Das Video unten, das von NOAA erstellt wurde, veranschaulicht diesen Datensatz detailliert. Beachten Sie, wie die Schwankungen und das saisonale „Rauschen“ in den Beobachtungen auf kurzen Zeitskalen verschwinden, wenn Sie auf längere Zeitskalen schauen.
3. CO2 ist nicht gleichmäßig verteilt.
Satellitenbeobachtungen zeigen, dass Kohlendioxid in der Luft etwas lückenhaft sein kann, mit hohen Konzentrationen an einigen Stellen und niedrigeren Konzentrationen an anderen. Zum Beispiel zeigt die Karte unten die Kohlendioxidwerte für Mai 2013 in der mittleren Troposphäre, dem Teil der Atmosphäre, in dem das meiste Wetter auftritt. Zu diesem Zeitpunkt gab es auf der Nordhalbkugel mehr Kohlendioxid, da Getreide, Gräser und Bäume noch nicht begrünt waren und einen Teil des Gases absorbierten. Der Transport und die Verteilung von CO2 in der Atmosphäre werden durch den Jetstream, große Wettersysteme und andere atmosphärische Zirkulationen in großem Maßstab gesteuert. Diese Uneinheitlichkeit hat interessante Fragen aufgeworfen, wie Kohlendioxid von einem Teil der Atmosphäre in einen anderen transportiert wird - sowohl horizontal als auch vertikal.
Das erste weltraumgestützte Instrument, das Tag und Nacht unter klaren und wolkigen Bedingungen auf der ganzen Welt unabhängig Kohlendioxid messen konnte, war der Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) auf dem NASA-Satelliten Aqua. Lesen Sie mehr über diese CO2-Weltkarte. Der 2014 gestartete OCO-2-Satellit misst auch weltweit Kohlendioxid, und zwar in noch geringeren Höhen als AIRS.
4. Trotz der Uneinheitlichkeit gibt es immer noch viel Mischen.
In dieser Animation aus dem Scientific Visualization Studio der NASA strömen große Kohlendioxidschwaden aus Städten in Nordamerika, Asien und Europa. Sie steigen auch aus Gebieten mit aktiven Ernte- oder Waldbränden auf. Diese Fahnen vermischen sich jedoch schnell, wenn sie aufsteigen und in großer Höhe auf Winde stoßen. In der Visualisierung zeigen Rot und Gelb Regionen mit überdurchschnittlichem CO2, während Blau Regionen mit unterdurchschnittlichem CO2 zeigt. Das Pulsieren der Daten wird durch den Tag / Nacht-Zyklus der Pflanzen-Photosynthese am Boden verursacht. Diese Ansicht zeigt die Kohlendioxidemissionen von Nutzpflanzenbränden in Südamerika und Afrika. Das Kohlendioxid kann über weite Strecken transportiert werden. Beachten Sie jedoch, wie Berge den Gasfluss blockieren können.
5. Kohlendioxidspitzen während des Frühlings auf der nördlichen Hemisphäre.
Sie werden feststellen, dass die Diagramme ein deutliches Sägezahnmuster aufweisen, das zeigt, wie sich Kohlendioxid im Laufe der Zeit verändert. Es gibt Kohlendioxidspitzen und -einbrüche, die durch jahreszeitlich bedingte Vegetationsveränderungen verursacht werden. Pflanzen, Bäume und Feldfrüchte nehmen Kohlendioxid auf, sodass in Vegetationsperioden weniger Gas vorhanden ist. Die Kohlendioxidkonzentrationen sind in der Regel im April und Mai am höchsten, da durch die Zersetzung von Blättern in Wäldern der nördlichen Hemisphäre (insbesondere in Kanada und Russland) den ganzen Winter über Kohlendioxid in die Luft gelangt ist, während neue Blätter noch keinen großen Teil des Gases keimen und absorbieren. In der nachstehenden Grafik und den Karten ist die Ebbe und Flut des Kohlenstoffkreislaufs sichtbar, indem die monatlichen Änderungen des Kohlendioxids mit der weltweiten Netto-Primärproduktivität verglichen werden. Dies ist ein Maß dafür, wie viel Kohlendioxid Vegetation während der Photosynthese verbraucht, abzüglich der Menge, die sie während der Atmung freisetzt . Beachten Sie, dass das Kohlendioxid im Sommer auf der Nordhalbkugel absinkt.
Bild über das NASA Earth Observatory. Lesen Sie mehr über dieses Bild.
6. Es geht nicht nur darum, was in der Atmosphäre passiert.
Der größte Teil des Kohlenstoffs der Erde - etwa 65.500 Milliarden Tonnen - wird in Gesteinen gespeichert. Der Rest befindet sich im Ozean, in der Atmosphäre, in den Pflanzen, im Boden und in den fossilen Brennstoffen. Kohlenstoff fließt zwischen jedem Reservoir im Kohlenstoffkreislauf, der langsame und schnelle Komponenten aufweist. Jede Änderung des Zyklus, die Kohlenstoff aus einem Reservoir verschiebt, bringt mehr Kohlenstoff in andere Reservoirs. Änderungen, die mehr Kohlenstoffgase in die Atmosphäre bringen, führen zu wärmeren Lufttemperaturen. Das ist der Grund, warum die Verbrennung fossiler Brennstoffe oder Waldbrände nicht die einzigen Faktoren sind, die bestimmen, was mit atmosphärischem Kohlendioxid geschieht. Dinge wie die Aktivität des Phytoplanktons, die Gesundheit der Wälder auf der Welt und die Art und Weise, wie wir die Landschaften durch Landwirtschaft oder Bauen verändern, können ebenfalls eine entscheidende Rolle spielen. Lesen Sie mehr über den Kohlenstoffkreislauf.
Der Kohlenstoffkreislauf. Bild über die NASA.
Fazit: Fakten zum Treibhausgas Kohlendioxid (C02).