منحنى الانحناء

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 8 صور
الموسوعة الحرة
تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (CO2 ) من عام 1958 إلى عام 2023

منحنى كيلينغ هو رسم بياني لتراكم ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض استنادًا إلى القياسات المستمرة التي أجريت في مرصد ماونا لوا في جزيرة هاواي من عام 1958 حتى يومنا هذا. تم تسمية المنحنى على اسم العالم تشارلز ديفيد كيلينغ ، الذي بدأ برنامج المراقبة وأشرف عليه حتى وفاته في عام 2005.

أظهرت قياسات كيلينغ أول دليل مهم على زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) بسرعة في الغلاف الجوي. [1] وفقًا لناومي أوريسكس ، أستاذة تاريخ العلوم بجامعة هارفارد ، فإن منحنى كيلينغ هو أحد أهم الأعمال العلمية في القرن العشرين. [2] ينسب العديد من العلماء إلى منحنى كيلينغ الفضل في لفت انتباه العالم لأول مرة إلى الزيادة الحالية في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. [3]

خلفية

قبل الخمسينيات من القرن العشرين، كانت قياسات تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تُؤخذ على أساس مخصص في مجموعة متنوعة من المواقع. في عام 1938، قارن المهندس وخبير الأرصاد الجوية الهواة جاي ستيوارت كاليندر مجموعات البيانات الخاصة بثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من كيو في الفترة من 1898 إلى 1901، والتي بلغ متوسطها 274 جزءًا في المليون من حيث الحجم ( ppmv )، [4] ومن شرق الولايات المتحدة في الفترة من 1936 إلى 1938، والتي بلغ متوسطها 310 جزءًا في المليون ، وخلص إلى أن تركيزات ثاني أكسيد الكربون كانت ترتفع بسبب الانبعاثات البشرية . [5] ومع ذلك، لم يتم قبول نتائج كاليندر على نطاق واسع من قبل المجتمع العلمي بسبب الطبيعة غير المتجانسة للقياسات. [6] [7]

كان تشارلز ديفيد كيلينج ، من معهد سكريبس لعلوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو ، أول شخص يقوم بقياسات منتظمة متكررة لتركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في القارة القطبية الجنوبية ، وعلى ماونا لوا ، هاواي من مارس 1958 فصاعدًا. [8] كان كيلينج قد اختبر سابقًا واستخدم تقنيات القياس في مواقع بما في ذلك بيج سور بالقرب من مونتيري ، والغابات المطيرة في شبه جزيرة أوليمبيك في ولاية واشنطن ، وغابات الجبال العالية في أريزونا . [1] لاحظ سلوكًا نهاريًا قويًا لثاني أكسيد الكربون ، مع وجود فائض من ثاني أكسيد الكربون في الليل بسبب تنفس النباتات والتربة، وقيم بعد الظهر تمثل "الغلاف الجوي الحر" فوق نصف الكرة الشمالي . [1]

قياسات ماونا لوا

مرصد ماونا لوا

في عامي 1957-1958، السنة الجيوفيزيائية الدولية ، حصل كيلينج على تمويل من مكتب الأرصاد الجوية لتثبيت أجهزة تحليل الغاز بالأشعة تحت الحمراء في مواقع نائية، بما في ذلك القطب الجنوبي وعلى بركان ماونا لوا في جزيرة هاواي . تم اختيار ماونا لوا كموقع مراقبة طويل الأمد بسبب موقعه البعيد عن القارات وافتقاره إلى الغطاء النباتي. قام كيلينج وزملاؤه بقياس نسيم المحيط القادم فوق طبقة الانعكاس الحراري لتقليل التلوث المحلي من الفتحات البركانية. [8] تم تطبيع البيانات لإزالة أي تأثير من التلوث المحلي. بسبب تخفيضات التمويل في منتصف الستينيات، اضطر كيلينج إلى التخلي عن جهود المراقبة المستمرة في القطب الجنوبي، لكنه جمع ما يكفي من المال للحفاظ على العمليات في مرصد ماونا لوا ، والتي استمرت حتى يومنا هذا. [9]

فيديوهات خارجية
ايقونة الفيديومؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا سان دييغو، الرسوم المتحركة لمنحنى كيلينغ، مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا سان دييغو
ايقونة الفيديورالف كيلينغ، "منحنى (رالف) كيلينغ"، مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو
ايقونة الفيديوجون بارنز، مرصد ماونا لوا الأول، إكسبلوراتوريوم
ايقونة الفيديوتشارلز ديفيد كيلينغ، "منحنى كيلينغ يبلغ الخمسين"
ايقونة الفيديوتشارلز ديفيد كيلينج، محاضرة الحائز على جائزة تايلر لعام 2005، مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو

في مقالة كيلينج المنشورة في مجلة Tellus عام 1960، تم تقديم أول سجلات شهرية لثاني أكسيد الكربون من ماونا لوا والقارة القطبية الجنوبية (من عام 1957 إلى عام 1960)، حيث وجد "دورة موسمية مميزة... وربما ارتفاع عالمي في ثاني أكسيد الكربون من عام إلى آخر". [10] [9] : 41–42  وبحلول سبعينيات القرن العشرين، أصبح من الثابت أن زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مستمرة وترجع إلى الانبعاثات البشرية. [11] [12]

يتم إجراء قياسات ثاني أكسيد الكربون في مرصد ماونا لوا في هاواي باستخدام نوع من أجهزة قياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء ، والمعروفة الآن باسم مستشعر الأشعة تحت الحمراء غير المشتت ، والذي يتم معايرته باستخدام معايير المنظمة العالمية للأرصاد الجوية . [13] تم اختراع هذا النوع من الأجهزة، والذي كان يسمى في الأصل مخطط ثاني أكسيد الكربون ، لأول مرة بواسطة جون تيندال في عام 1864، وتم تسجيله بواسطة آثار القلم على مسجل مخطط الشريط. [14] حاليًا، تتم إضافة العديد من أجهزة الاستشعار القائمة على الليزر للتشغيل بالتزامن مع مقياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء في معهد سكريبس لعلوم المحيطات ، بينما لا تزال قياسات الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في ماونا لوا تستخدم مستشعر الأشعة تحت الحمراء غير المشتت .

النتائج والتفسير

تظهر القياسات التي تم جمعها في مرصد ماونا لوا زيادة مطردة في متوسط ​​تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من 313 جزءًا في المليون من حيث الحجم ( ppmv ) في مارس 1958 إلى 406 جزء في المليون في نوفمبر 2018، [15] مع زيادة حالية قدرها 2.48 ± 0.26 (متوسط ​​± 2 انحراف معياري) جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. [16] ترجع هذه الزيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى احتراق الوقود الأحفوري ، وقد تسارعت في السنوات الأخيرة. ونظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون هو غاز دفيئة ، فإن هذا له آثار كبيرة على الانحباس الحراري العالمي . تشير قياسات تركيز ثاني أكسيد الكربون في فقاعات الهواء القديمة المحاصرة في نوى الجليد القطبي إلى أن متوسط ​​تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي كان يتراوح بين 275 و285 جزءًا في المليون خلال عصر الهولوسين (9000 قبل الميلاد فصاعدًا)، لكنه بدأ في الارتفاع بشكل حاد في بداية القرن التاسع عشر. [17]

يُظهر منحنى كيلينج أيضًا تباينًا دوريًا يبلغ حوالي 6 جزء في المليون كل عام يتوافق مع التغير الموسمي في امتصاص ثاني أكسيد الكربون بواسطة نباتات الأرض في العالم. معظم هذه النباتات موجودة في نصف الكرة الشمالي حيث تقع معظم الأراضي. من أقصى حد في شهر مايو، ينخفض ​​المستوى خلال الربيع والصيف الشماليين حيث يأخذ نمو النباتات الجديدة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي من خلال التمثيل الضوئي . بعد الوصول إلى الحد الأدنى في سبتمبر، يرتفع المستوى مرة أخرى في الخريف والشتاء الشمالي حيث تموت النباتات والأوراق وتتحلل، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي. [10] [12]

إرث

الرصد العالمي

وبسبب أهمية نتائج كيلينغ جزئيًا، [9] بدأت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في مراقبة مستويات ثاني أكسيد الكربون في جميع أنحاء العالم في سبعينيات القرن العشرين. [18] واليوم، تتم مراقبة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في حوالي 100 موقع حول العالم من خلال شبكة مرجعية عالمية للغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي. [19] وقد أكدت القياسات في العديد من المواقع المعزولة الأخرى الاتجاه الطويل الأمد الذي أظهره منحنى كيلينغ، [20] على الرغم من عدم وجود مواقع لديها سجل طويل مثل ماونا لوا . [21]

رالف كيلينغ

منذ وفاة تشارلز ديفيد كيلينج في عام 2005، انتقلت مسؤولية المشروع والإشراف عليه إلى نجل كيلينج، رالف كيلينج . وفي الذكرى الخمسين لبدء المشروع، كتب كيلينج الأصغر مقالاً في مجلة ساينس يصف فيه حياة والده وعمله، إلى جانب كيفية نمو المشروع وتطوره بمرور الوقت. [22] إلى جانب مواد القياس الأكثر دقة والأموال اللازمة لمشروع مراقبة مستويات ثاني أكسيد الكربون على الأرض ، كتب كيلينج عن فخره بعمل والده وكيف استمر فيه في ذاكرته.

تعرُّف

في عام 2015، تم تصنيف منحنى كيلينغ كمعلم كيميائي تاريخي وطني من قبل الجمعية الكيميائية الأمريكية . [23] وتم تركيب لوحات تذكارية في مرصد ماونا لوا وفي مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو .

تجاوز 400 جزء في المليون في عام 2013

في 9 مايو 2013، تجاوز متوسط ​​التركيز اليومي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي المقاس في ماونا لوا 400 جزء في المليون ( ppmv ). [24] تشير تقديرات ثاني أكسيد الكربون خلال العصور الجيولوجية السابقة إلى أن ثاني أكسيد الكربون لم يصل إلى هذا المستوى منذ منتصف العصر البليوسيني ، منذ 2 إلى 4 ملايين سنة. [25] يشير هذا المستوى من ثاني أكسيد الكربون، المسبب لتغير المناخ ، إلى استمرار تفاقم الكوارث الطبيعية والبيئية، مما يهدد بشكل متزايد الموائل البشرية والحيوانية على الأرض، إذا لم يتم تقليل انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري بشكل كبير.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ abc "منحنى كيلينغ المبكر | برنامج سكريبس لثاني أكسيد الكربون". scrippsco2.ucsd.edu . تم الاسترجاع في 2018-11-24 .
  2. ^ نعومي أوريسكس (23 يناير 2017). اضطراب المناخ (فيديو). أفلام وثائقية رائعة على التلفاز. مؤرشف من الأصل في 2021-12-12 . تم الاسترجاع في 27 أغسطس 2017 .
  3. ^ نيسبيت، إيوان (2007). "علم سندريلا" (PDF) . نيتشر . 450 (7171): 789–790. doi : 10.1038/450789a . PMID  18063983.
  4. ^ براون، هوراس تابيرير؛ إسكومب، ف. (1905). "حول التغيرات في كمية ثاني أكسيد الكربون في الهواء في كيو خلال الأعوام 1898-1901". Proc. R. Soc. Lond. B. 76 ( 507): 118–121. Bibcode :1905RSPSB..76..118B. doi :10.1098/rspb.1905.0004. ISSN  0950-1193. S2CID  97664092.
  5. ^ Callendar, Guy Stewart (1938). "الإنتاج الاصطناعي لثاني أكسيد الكربون وتأثيره على درجة الحرارة" (PDF) . المجلة الفصلية للجمعية الملكية للأرصاد الجوية . 64 (275): 223-240. Bibcode :1938QJRMS..64..223C. doi :10.1002/qj.49706427503. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-11-12 . تم الاسترجاع 2018-11-24 .
  6. ^ فليمنج، جيمس رودجر (1998). وجهات نظر تاريخية حول تغير المناخ . أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد . ISBN 978-0195078701.
  7. ^ "تأثير غاز ثاني أكسيد الكربون على الاحتباس الحراري". history.aip.org . تم الاسترجاع في 2018-11-24 .
  8. ^ ab Harris, Daniel C. (2010). "Charles David Keeling and the Story of Atmospheric CO 2 Measurements". Analytical Chemistry . 82 (19): 7865–7870. doi :10.1021/ac1001492. ISSN  0003-2700. PMID  20536268.
  9. ^ abc Keeling, Charles D. (1998). "مكافآت وعقوبات مراقبة الأرض". المراجعة السنوية للطاقة والبيئة . 23 : 25–82. CiteSeerX 10.1.1.173.2051 . doi : 10.1146/annurev.energy.23.1.25 . 
  10. ^ ab Keeling, Charles D. (1960). "تركيز ووفرة النظائر لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي" (PDF) . Tellus . 12 (2): 200–203. Bibcode :1960Tell...12..200K. doi : 10.3402/tellusa.v12i2.9366 .
  11. ^ باليس، جاك سي؛ كيلينج، تشارلز ديفيد (1965). "تركيز ثاني أكسيد الكربون الجوي في هاواي". مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 70 (24): 6053-6076. رمز Bibcode :1965JGR....70.6053P. doi :10.1029/JZ070i024p06053.
  12. ^ أب كيلينج ، تشارلز د. باكاستو، روبرت ب. بينبريدج، أرنولد E.؛ إكدال جونيور، كارل أ؛ غونتر، بيتر ر. ووترمان، لي س؛ تشين، جون FS (1976). “تغيرات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في مرصد مونا لوا، هاواي”. تيلوس . 28 (6): 538-551. بيب كود :1976أخبر...28..538K. دوى : 10.3402/tellusa.v28i6.11322 . ISSN  0040-2826.
  13. ^ تانس، بيتر؛ ثونينج، كيرك (مارس 2018). "كيف نقيس مستويات ثاني أكسيد الكربون في الخلفية على ماونا لوا" (PDF) .
  14. ^ "تذوق الهواء". نيويورك تايمز . 22 ديسمبر 2010.
  15. ^ "متوسط ​​ثاني أكسيد الكربون الشهري الأخير في ماونا لوا". مختبر أبحاث نظام الأرض . تم الاسترجاع في 9 مايو 2016 .
  16. ^ راسموسن، كارل إدوارد. "معدل نمو ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي".
  17. ^ نيفتيل، أ.؛ مور، إي.؛ أوشجر، هـ.؛ ستوفر، ب. (1985). "دليل من نوى الجليد القطبية على زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في القرنين الماضيين". نيتشر . 315 (6014): 45-47. رمز Bibcode :1985Natur.315...45N. doi :10.1038/315045a0. S2CID  4321970.
  18. ^ كيلينج، تشارلز د. (1978). "تأثير مرصد ماونا لوا على تطوير أبحاث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ". في مرصد ماونا لوا: تقرير الذكرى السنوية العشرين . (تقرير خاص للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، سبتمبر 1978)، حرره جون ميلر، ص 36-54. بولدر، كولورادو: مختبرات أبحاث البيئة التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي.
  19. ^ NOAA, Earth System Laboratory, US Department of Commerce Research. "ESRL Global Monitoring Division - Global Greenhouse Gas Reference Network". www.esrl.noaa.gov . تم الاسترجاع في 2018-11-25 .
  20. ^ اتجاهات تركيز ثاني أكسيد الكربون في المحطات العالمية. برنامج سكريبس لثاني أكسيد الكربون.
  21. ^ Keeling, Charles D.; Whorf, TP (2004). "ثاني أكسيد الكربون الجوي من عينات الهواء المستمرة في مرصد ماونا لوا، هاواي، الولايات المتحدة الأمريكية" مؤرشف من الأصل في 2016-03-03 . تم الاسترجاع في 2007-10-17 .
  22. ^ Keeling, Ralph F. (2008). "Recording Earth's Vital Signs". Science . 319 (5871): 1771–1772. doi :10.1126/science.1156761. ISSN  0036-8075. PMID  18369129. S2CID  206512305.
  23. ^ "منحنى كيلينغ - الجمعية الكيميائية الأمريكية". الجمعية الكيميائية الأمريكية . تم الاسترجاع في 2018-11-25 .
  24. ^ شوستاك، راندي (2013). "ثاني أكسيد الكربون يتجاوز 400 جزء في المليون في ماونا لوا، هاواي". إي أو إس، معاملات الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . 94 (21): 192. رمز Bibcode : 2013EOSTr..94Q.192S. doi : 10.1002/2013eo210004 . ISSN  0096-3941.
  25. ^ Montaigne, Fen. "Son of Climate Science Pioneer Ponders A Sobering Milestone". Yale Environment 360 . Yale School of Forestry & Environmental Studies. مؤرشف من الأصل في 8 يونيو 2013 . تم الاسترجاع في 14 مايو 2013 .
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على الوسائط المتعلقة بـ Keeling Curves .
  • الموقع الرسمي لـ Keeling Curve. مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات، جامعة كاليفورنيا سان دييغو
  • ثاني أكسيد الكربون على الأرض: نسخة محدثة سنويًا من منحنى كيلينج
  • تغير المناخ واضح في قمة ماونا لوا، NPR، يوم 1 مايو 2007
  • برنامج ثاني أكسيد الكربون التابع لمؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات: موطن منحنى كيلينغ
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=منحنى_كيلينغ&oldid=1252410004"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate