Ciclul de carbon Ştiinţă
Source: http://www.esrl.noaa.gov/research/themes/carbon/
Proiectarea climatice în viitor şi prognozarea impactului regional, depinde de intelegerea noastra a schimbului de dioxid de carbon între atmosferă, oceane şi a ecosistemelor terestre. NOAA se plăteşte pentru a furniza măsurători atmosferice şi analize necesare pentru a urmări soarta a emisiilor de dioxid de carbon cauzate de arderea combustibililor fosili şi de biomasă, precum şi pentru a reduce incertitudinile în modul în care schimbul de carbon răspunde la variaţiile şi tendinţele climatice şi utilizarea terenurilor.
Care este ciclul de carbon?
De carbon este schimbată, sau "reciclate", printre oceanele Pământului, atmosfera, ecosistemului, precum şi geosferă. Toate organismele vii sunt construite de compuşi de carbon. Este piatra de temelie fundamentală a vieţii şi o componentă importantă a multor procese chimice. Acesta este prezent în atmosferă în primul rând ca dioxid de carbon (CO2), dar şi ca alte gaze mai puţin abundente, dar climatic semnificative, cum ar fi metanul (CH4).
Surse şi Chiuvete
Deoarece procesele de viaţă sunt alimentate de compuşi de carbon, care sunt oxidate de CO2, acesta din urmă este expirat de toate animalele şi plantele. În schimb, emisiile de CO2 este asimilat de plante in timpul fotosintezei pentru a construi noi compusi de carbon.CO2 este produs prin arderea combustibililor fosili, care provin de la produsele conservate de fotosinteză vechi. Cele atmophere schimburi de CO2 continuu cu oceanele. Regiuni sau procese care produc predominant de CO2 sunt numite surse de CO2 atmosferic, în timp ce cele care absorb emisiile de CO2 sunt numite chiuvete.
De ce este importantă Ciclul de carbon?
CO2 în atmosferă acţionează ca o pătură pe planeta de radiatii longwave acoperire, care ar fi altfel caldura radiaza departe de planeta. În ceea ce creşte cantitatea de CO2, astfel încât va fi efectul său de încălzire. CO2 este cel mai mare contribuitor (în prezent 63%), în acest sens de lungă de viaţă gaze şi rolul său creşte în fiecare an. Sarcină suplimentară de CO2 în atmosferă va rămâne pentru un timp foarte lung, de ordinul a mii de ani, în cazul în care trebuie să se bazeze pe mecanismele naturale de eroziune şi sedimentare a procesa adaos de CO2.
Ce ştim despre Ciclul de carbon?
- NOAA de CO2 de date
Datorită în principal la arderea combustibililor fosili şi secundar la modificări ale utilizării terenului, cantitatea de CO2 din atmosferă a crescut la nivel global de la debutul revoluţiei industriale. Bazat pe 50 de ani de observaţii directe ale atmosferei, este clar că această tendinţă va continua şi se accelerează. Din observatoare şi site-uri de cooperare de prelevare de probe din intreaga lume, NOAA măsurile globale de gaze cu efect de seră şi de lucrări cu partenerii pentru a îmbunătăţi acurateţea şi fiabilitatea acestor măsurători, în scopul de a îmbunătăţi înţelegerea noastră a surselor, chiuvete, şi tendinţele de acest gaz de important şi pentru a îmbunătăţi noastre capacitatea de predicţie. Această înregistrare continuă este esenţială pentru înţelegerea evoluţiei potenţialului de climatul global, precum şi complicitatea sau verificarea strategii internaţionale de management.
Radiativa forţarea tuturor gazelor cu efect de seră de lungă de viaţă, comparativ cu 1750, şi NOAA indicele anual de gaze cu efect de seră (AGGI), pe axa din dreapta, care este indexată la 1 la 1 ianuarie 1990.
Ce nu ştim despre Ciclul de carbon?
- Evoluţii necesare
Deşi avem un bun simt de ceea ce se întâmplă cu CO2 pe o bază globală, şi să aibă un sistem de sunet pentru a urma tendinţele pe scară largă, de informaţii regionale este necesară în cazul în care societatea este vreodată de a gestiona sau a verifica emisiile de carbon. Noi trebuie să înţelegem variaţii regionale din surse şi a rezervoarelor de CO2, deoarece acestea ajuta să identifice posibile sechestru sau opţiuni de gestionare a emisiilor. În mod ideal, aceste evaluări regionale ar fi făcut pe o bază globală. Primul pas şi, probabil, cel mai important este să se concentreze pe continentul nord-american.
Regional Atribuire
America de Nord sursa de CO2 şi de model de chiuveta.
Măsurători globale stabilesc o bază pentru înţelegerea de CO2, dar acestea nu prezintă detaliile necesare pentru a gestiona mai mici de CO2 la nivel regional sau pentru a atenua efectele regionale. Statele Unite au iniţiat programe de noi în aceste domenii pentru a îmbunătăţi înţelegerea noastră a sursei regionale şi chiuvete în care NOAA joacă un rol vital:
Analiza de Nord America de producţie şi de absorbţie a CO2.
Două dintre obiectivele principale ale America de Nord Programul de carbon (ANPC), un efort multi-agenţie, sunt
- pentru a măsura şi de pierderea de absorbţie a emisiilor de CO2 de către ecosistemelor de monitorizare şi de
- pentru a verifica estimări ale emisiilor umane şi naturale sau absorbţie.
Responsabilitatea NOAA este pentru aceasta din urmă a acestor eforturi.
Eşantionare verticală a atmosferei
În sprijinul acestui efort, NOAA este dezvoltarea unei reţele de eşantionare verticală pe America de Nord, inclusiv eşantioane de rutină de la aeronave şi măsurători de aproape continue de la turnuri foarte inalte, pentru a determina distribuţia de CO2 în întreaga înălţime a atmosferei. Fără acest efort, estimări credibile exacte ale emisiilor regionale de-a lungul timpului, bazate pe măsurători atmosferice nu sunt posibile.
Impactul emisiilor de CO2 în creştere de pe alte sisteme de
Continuarea emisiilor de dioxid de carbon în atmosferă va afecta climatul şi chimie ocean, influenţând ulterior ecosistemelor, atât marine şi terestre. Efectele încălzirii de CO2 în creştere şi de alte gaze cu efect de seră afecta pe agricultură, sistemele naturale, precum şi o serie de variabile de mediu. Creşterea de CO2 în atmosferă, de asemenea, direct traduce la creşterea acidităţii oceanelor. Dioxidul de carbon se dizolvă în apă pentru a forma acidul carbonic, care este coroziv pentru scoici şi material osos de multe organisme marine. Impactul asupra ecosistemelor ulterioare nu sunt înţelese în mare măsură.
Modelare şi monitorizare
Înţelegerea influenţe regionale, pe de CO2 atmosferic necesită o prelevare de probe atent proiectat şi de reţea de analiză. Abordarea noastră presupune utilizarea de modelare de analiză, în cazul în care datele sunt utilizate pentru a optimiza modele, astfel încât acestea pot explica cel mai bine observate variaţiile spaţiale şi temporale ale CO2 atmosferic. Analiza de modelare, de asemenea, ne ajuta sa identificam în cazul în care noi site-uri sunt necesare sau în cazul în care site-urile vechi ar putea fi repoziţionat pentru a obţine rezultate mai bune. Suntem în creştere suita de gaze naturale şi umane emise în îmbunătăţit capacitatea noastră de a atribui schimbările observate în atmosferă de CO2 la surse specifice şi chiuvete. Această abordare interactivă de observare, de analiză, modelare şi va conduce la dezvoltarea unei puternice, capacitatea de predictie mai precis pentru NOAA şi partenerii săi şi, astfel, o sursă mult mai sigură de informaţii pentru societate.
Care este rolul lui NOAA?
NOAA este responsabil pentru dobândirea şi menţinerea de înregistrare la nivel mondial, regional şi local de gaze cu efect de seră de CO2 şi alte. Reţeaua de NOAA este coloana vertebrală a sistemului global îmbrăţişat de Organizaţia Meteorologică Mondială (OMM), care nu numai că oferă informaţii corecte şi în timp util pe gaze de CO2 şi de alte, dar favorizează, de asemenea, cooperarea internaţională şi de colaborare pe o problemă care este de importanţă globală.Menţinerea unei astfel de reţele necesită o dedicatie pentru exactitatea, precizia, cooperare şi transparenţă completă. Oamenii de stiinta NOAA nu numai sunt implicate în menţinerea o mare parte din reţeaua mondială, dar oferă, de asemenea, de calibrare necesare pentru o reţea integrată şi să servească la mai multe grupuri consultative şi comisiile de experţi pentru a asigura controlul calităţii, îmbunătăţirea înţelegerii, şi identificarea nevoilor viitoare. Numai printr-o gestionare atentă şi interpretarea de precise, de înaltă rezoluţie masuratori putem gestiona resursele noastre de mediu eficient şi eficace.
NOAA global de cooperare reţea de prelevare de probe de aer pentru a determina AGGI.Puncte rosii sunt site-uri de prelevare de probe pe săptămână balonul şi cercuri albastre sunt site-uri de măsurare continuă.
Ce va trebuie să ştim în viitor?
Emisiilor antropice, limitele de emisii, captarea, şi chimie ocean vor juca probabil roluri de conducere în sarcina atmosferic viitor emisiile de CO2. Modele cuplate vor fi necesare pentru a previziunilor pe termen lung. Răspunsuri la întrebări-cheie, cum ar fi următorul va fi nevoie de o observare atentă şi modelare calificat, toate pe care ne propunem realizarea, în colaborare cu partenerii noştri. Vom avea nevoie, de asemenea, un sistem de avertizare timpurie pentru schimbări potenţial mare, dar greu de prezis, în ciclul de carbon, cum ar fi emisiile de CO2 masive din compuşi de carbon îngheţate din regiunea arctică a permafrostului, deoarece se incalzeste.
- Cum putem câştiga încrederea suficient de aceste modele pentru a le ajuta în luarea deciziilor?
- Care caracteristici pot fi validate?
- Putem estima durata de timp în care o opţiune de sechestru special, este sigur?
- Care sunt limitele biofizice ale sechestru biologic?
- Cat de mult CO2 poate fi stocat în rezervoare geologice, cât de mult în oceane?
- Care sunt efectele probabile asupra mediului ale diferitelor strategii?
- Cum eficienţa de captare a compara cu scăderea "intensităţii carbonului", a activităţilor noastre?
Cum societatea beneficiază de această cunoaştere?
Dacă societatea este de a gestiona sau a reduce emisiile de carbon în viitor de informaţii, de încredere şi corecte vor fi necesare la nivel local, regional şi global. Măsurători atmosferice ale tendinţelor spaţiale şi temporale de CO2 în atmosferă sunt esenţiale pentru a ajunge la înţelegerea cantitativă a surselor şi chiuvete din acest gaz. Fără măsurători precise, eficacitatea măsurilor de atenuare sau de verificare de reducere a emisiilor devenit foarte incertă. Deci, este evaluarea strategiilor energetice noi. Actuală în întreaga lume reţea operate de NOAA oferă o fundaţie globală pentru monitorizarea şi înţelegerea acestor tendinţe. Noastră în curs de dezvoltare de Nord America de reţea va oferi din ce în ce fel de informaţii regionale şi caracterizarea sursă necesar pentru gestionarea raţională a emisiilor de carbon. Societatea va fi din ce în ce pregătite pentru a face faţă cu schimbările de climat regional şi global. În viitor, de cuplare modele de CO2 cu alte modele de mediu se va îmbunătăţi previziunile şi strategii pe termen lung de bună gestionare.
Tema Prezentări
- Ciclul de carbon Introducere
- Ciclul de cercetare de carbon în ESRL şi dincolo de - partea 1 şi partea 2
- O scurtă istorie a Sistemului Global de Observaţii ESRL de carbon Ciclul
- CarbonTracker Modelarea Efortul
- Legăturile ciclul carbonului la calitatea aerului
- Nevoia de transportul atmosferic vremii în cercetare Ciclul carbonului
- Privind în perspectivă: spre dezvoltarea unui sistem integrat de analiză Pământ