График Килинга описывает изменения концентрации атмосферного углекислого газа с 1958 года. Назван по имени Чарльза Килинга, под руководством которого были начаты непрерывные измерения в обсерватории на вулкане Мауна-Лоа (Гавайи (остров)). Данные наблюдения стали первым научным подтверждением антропогенного вклада в современное изменение климата и являются частью научного консенсуса по изменению климата.

Измерения, собранные в обсерватории на Мауна-Лоа, показывают устойчивый рост средней концентрации атмосферного CO с 315 ppmv Globally averaged marine surface monthly mean data. National Oceanic & Atmospheric Administration. (0,0315 %) в 1958 году до 414,7 ppmv (0,04147 %) в среднем за 2021 год и до 420,99 ppmv (0,042099 %) в мае 2022 года.

Общие сведения

Работа Килинга в обсерватории Мауна-Лоа по изучению диоксида углерода стала первым доказательством быстрого увеличения концентрации этого газа в атмосфере. Сейчас считается, что именно Ч.Килинг стал первым человеком, который привлёк широкое общественное внимание в мире к тому воздействию, которое оказывает хозяйственная активность человечества на атмосферу Земли и её климат. В период его работы в (Калифорнийский университет) с 1958 года, он стал первым, кто начал производить регулярные частые измерения концентрации атмосферного CO на Южном полюсе и на Гавайях.

До исследований Килинга считалось, что суточные изменения концентрации атмосферного CO подвержены постоянным вариациям. Килингом были произведены исследования в Биг-Сюре около города Монтерей, в дождевых лесах полуострова Олимпик, в высокогорных лесах Аризоны и было установлено, что концентрация CO имеет определённый суточный ход и практически неизменное значение в полдень, равное 310 ppm (0,031 %). The Early Keeling Curve. Scripps CO2 Program Измерив соотношение двух изотопов углерода, он пришел к выводу, что суточное изменение концентрации обусловлено поглощением CO растениями, а постоянное значение около полудня соответствует её действительному значению в незагрязненной атмосфере. К 1960 году, Килинг и его группа уже имела достаточно продолжительный ряд наблюдений, который позволял судить также о сезонных и годовых изменениях, причем последние имели заметный тренд, который приблизительно соответствовал количеству ископаемого топлива, сжигаемого в мире за год. В статье, которая сделала его знаменитым, им было написано: «… на Южном полюсе наблюдаемая скорость роста приблизительно соответствует ожидаемому от сжигания ископаемого топлива.» C. D. Keeling, The Concentration and Isotopic Abundances of Carbon Dioxide in the Atmosphere, Tellus, 12, 200—203, 1960

График Килинга также демонстрирует циклические изменения амплитудой 5 ppmv и периодом в один год, что соответствует сезонному потреблению углекислого газа растительностью континентов Северного полушария в вегетационный период. Keeling Curve, 2002, University of California, San Diego На начало 2010-х, около 57 % выделяемого человечеством углекислого газа удалялось из атмосферы растениями и океанами. Abstract , Contributions to accelerating atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks Наряду с антропогенной эмиссией углерода в атмосферу, существенный вклад в годовое увеличение концентрации CO могут вносить такие стихийные бедствия, как крупные лесные и торфяные пожары, крупные вулканические извержения в субдукционных зонах планеты. Indonesian Wildfires Accelerated Global Warming Massive peat burn is speeding climate change — 06 November 2004 — New Scientist

Изменения концентрации CO в Голоцене

Современное увеличение количества CO в атмосфере, как считается, обусловлено сжиганием ископаемых топлив и усиливается в последние годы. Так как углекислый газ является парниковым газом, такой рост концентрации является одной из причин современного глобального потепления. Измерения концентрации диоксида углерода на более продолжительных интервалах времени, которые базируются на древних пузырьках воздуха, заключенных в полярных ледяных кернах, показывают, что атмосферный CO был представлен в количестве от 275 до 285 ppmv в течение всей эпохи Голоцена продолжительностью 10 тыс. лет, но его концентрация начала расти в XIX веке. Однако, анализ устьичной частоты листвы деревьев показывает, что, возможно, концентрация достигала 320 ppmv в средневековый климатический оптимум (800÷1300 гг) и 350 ppmv в начале Голоцена.

Измерения на Мауна-Лоа Из-за сокращения финансирования в середине 1960-х, Килинг был вынужден прекратить непрерывные наблюдения на Южном полюсе, но смог собрать достаточно денег для продолжения наблюдений на обсерватории на Мауна-Лоа, которые осуществляются до сих пор. Keeling, Charles D. (1998). «Rewards and Penalties of Monitoring the Earth.» Annual Review of Energy and the Environment 23: 25-82.

Гавайские острова — наиболее удалённые от материков острова. Мауна-Лоа является активным вулканом, но обсерватория находится на склоне защищённом от вога и над инверсионным слоем. Кроме этого, дополнительно производилась нормализация данных. Keeling, Charles D. (1978). «The Influence of Mauna Loa Observatory on the Development of Atmospheric CO2 Research». In Mauna Loa Observatory: A 20th Anniversary Report. (National Oceanic and Atmospheric Administration Special Report, September 1978), edited by John Miller, pp. 36-54. Boulder, CO: NOAA Environmental Research Laboratories. Измерения в других местах подтверждают наблюдаемый тренд, но при этом все другие ряды наблюдений более короткие по времени. Global Stations CO2 Concentration Trends . Scripps CO2 Program.

Наблюдения атмосферного углекислого газа на Мауна-Лоа осуществляются с помощью инфракрасного спектрометра (капнографа), изобретенного в 1864 году Джоном Тиндалем и называемого Недиспергирующим инфракрасным анализатором. Sampling the air

Современные наблюдения концентрации CO в атмосфере После смерти Чарльза Килинга в 2005 году, руководителем проекта стал его сын, Ральф Килинг, который является профессором в Институте Скриппса. Сейчас, частично благодаря значимости открытий Чарльза Килинга, регулярные наблюдения уровня концентрации атмосферного CO производятся на более чем ста участках по всему миру.

См. также Углекислый газ в атмосфере Земли Углекислый газ Глобальное потепление Атмосфера Земли Воздух Погодная обсерватория на Мауна-Лоа

Примечания

Ссылки

Climate Change Is Clear Atop Mauna Loa, NPR, Day to Day, May 1, 2007 http://scrippsco2.ucsd.edu/ Earthguide educational resource The Keeling Curve Turns 50 — Scripps Institution of Oceanography Robin McKie. After a wasted year, climate change must once again be our priority (25 Dec 2010)

Категория:Атмосфера Земли Категория:Климат Категория:Изменение климата Категория:История климата Категория:Диоксид углерода