6 điều cần biết về carbon dioxide

Các nhà khoa học cho biết sự gia tăng carbon dioxide (CO2) trong bầu khí quyển Trái đất đang khiến nhiệt độ toàn cầu ấm lên - mực nước biển tăng lên - và bão, hạn hán, lũ lụt và hỏa hoạn trở nên nghiêm trọng hơn. Dưới đây là 6 điều về CO2 bạn có thể không biết.

Đài quan sát NOAA từ Mauna Loa ở Hawaii. Đài thiên văn Mauna Loa đã đo lượng carbon dioxide từ năm 1958. Vị trí xa xôi (cao trên núi lửa) và thảm thực vật khan hiếm khiến nó trở thành một nơi tốt để theo dõi carbon dioxide vì nó không có nhiều sự can thiệp từ các nguồn khí địa phương. (Thỉnh thoảng có khí thải núi lửa, nhưng các nhà khoa học có thể dễ dàng theo dõi và lọc chúng ra.) Mauna Loa là một phần của mạng lưới các địa điểm lấy mẫu không khí phân phối toàn cầu để đo lượng carbon dioxide trong khí quyển. Hình ảnh qua NOAA.

Bởi Adam Voiland, Đài thiên văn Trái đất của NASA

Vào tháng 5 năm 2019, khi carbon dioxide trong khí quyển đạt đến đỉnh điểm hàng năm, nó đã lập kỷ lục. Nồng độ trung bình của khí nhà kính trong tháng 5 là 414,7 phần triệu (ppm), theo quan sát tại Đài quan sát Đường cơ sở Khí quyển Khí quyển NOAA ở MaAA Loa ở Hawaii. Đó là đỉnh cao nhất theo mùa trong 61 năm và là năm thứ bảy liên tiếp tăng mạnh, theo NOAA và Viện Hải dương học Scripps.

Sự đồng thuận rộng rãi giữa các nhà khoa học khí hậu là việc tăng nồng độ carbon dioxide trong khí quyển đang khiến nhiệt độ ấm lên, mực nước biển tăng lên, đại dương phát triển nhiều axit và mưa bão, hạn hán, lũ lụt và hỏa hoạn trở nên nghiêm trọng hơn. Dưới đây là sáu điều ít được biết đến rộng rãi nhưng thú vị để biết về carbon dioxide.

Nồng độ carbon dioxide trong khí quyển trên toàn cầu tăng đột biến vào mỗi tháng Tư hoặc tháng Năm, nhưng vào năm 2019, mức tăng đột biến này lớn hơn bình thường. Đường màu đỏ nét đứt thể hiện các giá trị trung bình hàng tháng; đường màu đen hiển thị cùng một dữ liệu sau khi các hiệu ứng theo mùa đã được tính trung bình. Hình ảnh qua NOAA. Đọc thêm về biểu đồ.

1. Tốc độ tăng đang tăng tốc.

Trong nhiều thập kỷ, nồng độ carbon dioxide đã tăng lên hàng năm. Trong những năm 1960, Mauna Loa đã chứng kiến ​​mức tăng hàng năm khoảng 0,8 ppm mỗi năm. Vào những năm 1980 và 1990, tốc độ tăng trưởng lên tới 1,5 ppm mỗi năm. Bây giờ nó là trên 2 ppm mỗi năm. Có rất nhiều bằng chứng thuyết phục và có thể kết luận rằng việc tăng tốc được gây ra bởi sự gia tăng khí thải, theo ông Pieter Tans, nhà khoa học cao cấp của Phòng giám sát toàn cầu NOAA.

Hình ảnh thông qua Viện Hải dương học NOAA / Scripps. Đọc thêm về biểu đồ.

2. Các nhà khoa học có hồ sơ chi tiết về carbon dioxide trong khí quyển có từ 800.000 năm trước.

Để hiểu các biến thể carbon dioxide trước năm 1958, các nhà khoa học dựa vào lõi băng. Các nhà nghiên cứu đã khoan sâu vào khối băng ở Nam Cực và Greenland và lấy các mẫu băng có hàng nghìn năm tuổi. Lớp băng cũ đó chứa các bong bóng khí bị kẹt khiến các nhà khoa học có thể tái tạo lại mức độ carbon dioxide trong quá khứ. Video dưới đây, được sản xuất bởi NOAA, minh họa bộ dữ liệu này rất chi tiết. Lưu ý cách các biến thể và tiếng ồn theo mùa của người khác trong các quan sát ở quy mô thời gian ngắn biến mất khi bạn nhìn vào quy mô thời gian dài hơn.

3. CO2 không được phân phối đều.

Quan sát vệ tinh cho thấy carbon dioxide trong không khí có thể hơi loang lổ, với nồng độ cao ở một số nơi và nồng độ thấp hơn ở những nơi khác. Ví dụ, bản đồ dưới đây cho thấy mức độ carbon dioxide cho tháng 5 năm 2013 ở giữa tầng đối lưu, một phần của bầu khí quyển nơi hầu hết thời tiết xảy ra. Vào thời điểm đó có nhiều carbon dioxide hơn ở bán cầu bắc vì cây trồng, cỏ và cây cối đã không được phủ xanh và hấp thụ một phần khí. Việc vận chuyển và phân phối CO2 trong toàn bộ khí quyển được điều khiển bởi dòng phản lực, hệ thống thời tiết lớn và các tuần hoàn khí quyển quy mô lớn khác. Sự loang lổ này đã đặt ra những câu hỏi thú vị về cách carbon dioxide được vận chuyển từ một phần của khí quyển sang phần khác - cả theo chiều ngang và chiều dọc.

Thiết bị dựa trên không gian đầu tiên để đo độc lập carbon dioxide trong khí quyển cả ngày lẫn đêm, và trong cả điều kiện trời trong và nhiều mây trên toàn cầu, là Máy phát âm hồng ngoại khí quyển (AIRS) trên vệ tinh NASA Aqua Aqua. Tìm hiểu thêm về bản đồ CO2 thế giới này. Vệ tinh OCO-2, được phóng vào năm 2014, cũng thực hiện các phép đo carbon dioxide toàn cầu, và nó làm như vậy ở độ cao thậm chí thấp hơn trong khí quyển so với AIRS.

4. Mặc dù chắp vá, vẫn có rất nhiều pha trộn.

Trong phim hoạt hình này từ Studio Trực quan Khoa học của NASA, các luồng lớn carbon dioxide từ các thành phố ở Bắc Mỹ, Châu Á và Châu Âu. Chúng cũng mọc lên từ các khu vực có cháy rừng hoặc cháy rừng. Tuy nhiên, những luồng gió này nhanh chóng bị lẫn lộn khi chúng nổi lên và gặp phải những cơn gió trên cao. Trong hình dung, màu đỏ và màu vàng hiển thị các vùng có CO2 cao hơn mức trung bình, trong khi màu xanh lam cho thấy các vùng thấp hơn mức trung bình. Xung của dữ liệu được gây ra bởi chu kỳ quang hợp ngày / đêm của thực vật ở mặt đất. Quan điểm này nhấn mạnh lượng khí thải carbon dioxide từ các vụ cháy mùa màng ở Nam Mỹ và Châu Phi. Carbon dioxide có thể được vận chuyển trên một khoảng cách dài, nhưng chú ý làm thế nào các ngọn núi có thể chặn dòng khí.

5. Đỉnh carbon dioxide trong mùa xuân ở Bắc bán cầu.

Bạn có thể nhận thấy rằng có một mô hình răng cưa khác biệt trong các biểu đồ cho thấy mức độ carbon dioxide thay đổi theo thời gian. Có những đỉnh và điểm trong carbon dioxide gây ra bởi sự thay đổi theo mùa của thảm thực vật. Thực vật, cây cối và cây trồng hấp thụ carbon dioxide, vì vậy các mùa có nhiều thảm thực vật có mức độ khí thấp hơn. Nồng độ carbon dioxide thường đạt đỉnh vào tháng Tư và tháng Năm vì phân hủy lá trong các khu rừng ở Bắc bán cầu (đặc biệt là Canada và Nga) đã bổ sung carbon dioxide vào không khí suốt mùa đông, trong khi những chiếc lá mới vẫn chưa mọc và hấp thụ nhiều khí. Trong biểu đồ và bản đồ dưới đây, có thể thấy được mức tăng và lưu lượng của chu trình carbon bằng cách so sánh sự thay đổi hàng tháng của carbon dioxide với năng suất chính của toàn cầu, một thước đo lượng thực vật carbon dioxide tiêu thụ trong quá trình quang hợp trừ đi lượng chúng giải phóng trong quá trình hô hấp . Lưu ý rằng carbon dioxide giảm xuống trong mùa hè ở Bắc bán cầu.

Hình ảnh qua Đài thiên văn Trái đất của NASA. Tìm hiểu thêm về hình ảnh này.

6. Đây không phải là những gì đang xảy ra trong bầu khí quyển.

Hầu hết carbon Trái đất - khoảng 65.500 tỷ tấn - được lưu trữ trong đá. Phần còn lại nằm trong đại dương, khí quyển, thực vật, đất và nhiên liệu hóa thạch. Carbon chảy giữa mỗi hồ chứa trong chu trình carbon, có thành phần chậm và nhanh. Bất kỳ thay đổi nào trong chu trình chuyển carbon ra khỏi một hồ chứa sẽ đưa thêm carbon vào các hồ chứa khác. Bất kỳ thay đổi nào đưa nhiều khí carbon vào khí quyển đều dẫn đến nhiệt độ không khí ấm hơn. Đó là lý do tại sao đốt nhiên liệu hóa thạch hoặc cháy rừng không phải là yếu tố duy nhất quyết định điều gì xảy ra với carbon dioxide trong khí quyển. Những thứ như hoạt động của thực vật phù du, sức khỏe của các khu rừng thế giới và cách chúng ta thay đổi cảnh quan thông qua việc canh tác hoặc xây dựng cũng có thể đóng vai trò quan trọng. Tìm hiểu thêm về chu trình carbon.

Các chu trình carbon. Hình ảnh qua NASA.

Tóm lại: Sự thật về khí carbon dioxide nhà kính (C02).