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基林曲线大气科学

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基林曲线大气科学
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基林曲线,该图显示了1958年以来夏威夷莫纳罗阿天文台的大气中二氧化碳(CO 2)浓度的季节性和年度变化。该图由斯克里普斯海洋学研究所的美国气候科学家查尔斯·戴维·基林设计,绘制了大气中CO 2的堆积情况。它是世界上最长的不间断大气CO 2仪器记录,并且通常被认为是长期科学研究中最好和最可识别的产品之一。许多科学家认为该曲线是对CO 2的可靠测量。 在对流层的中层,许多气候科学家将其解释为全球变暖的预警信号。

数据采集

在1958年至1964年之间,基林管理着在莫纳罗亚河和南极的采样工作,以便考虑北半球和南半球大气CO 2的变化。(由于资金问题,在1964年春季短暂中断了在莫纳罗亚山脉的采样工作,并且由于预算削减,该项目于1957年开始在南极进行,直到1964年结束。)由于基林有兴趣创造一个记录在无偏基线数据的基础上,他选择了这些位置来收集空气样本,因为它们远离大量的CO 2来源(例如城市)。大气中的CO 2浓度通过使用转换红外吸收每个样本CO在文书每日计算2体积(ppmv的)的浓度在每百万份,放置在每个位置,和它们的值被绘制。

曲线形状

总体而言,基林曲线显示大气中的CO 2浓度逐年上升。曲线显示,平均浓度已从19​​59年的约316 ppmv上升到2000年的约370 ppmv和2018年的411 ppmv。直到1970年代中期,平均浓度每年增长1.3至1.4 ppmv。每年约2 ppmv。大气中CO 2浓度的逐年增加大致与通过燃烧化石燃料释放到大气中的CO 2量成正比。从1959年到1982年,化石燃料燃烧产生的CO 2排放量从每年约25亿吨碳当量增加到每年50亿吨碳当量,翻了一番。在这段时间内,斜率的轻微增加反映了排放量的增加。曲线的形状还使科学家得出的结论是,每年约有57%的CO 2排放留在大气中。

该曲线还捕获了大气中CO 2浓度的季节性变化。该曲线表明,在北半球与春季和夏季对应的时期内,CO 2浓度降低。这种下降的原因是早春时植被迅速生叶,而夏季则随后植物生长,此时光合作用的影响最大。(光合作用将空气中的CO 2去除,并将其与水和其他矿物质一起转化为可用于植物生长的氧气和有机化合物。)当春天到达北半球时,地球上包含大部分二氧化碳的部分土地面积和植被覆盖,光合作用的增加速度超过了CO 2的产生,并且在曲线中可以观察到二氧化碳浓度的减少。在秋季和冬季,北半球的光合速率下降,大气中的CO 2浓度升高。