Iklim, Perubahan, dan CO2: Bagaimana Setiap Mempengaruhi Cuaca

Kami melihat perubahan cuaca setiap hari; cuaca adalah keadaan atmosfera dalam masa yang singkat, dari beberapa saat hingga beberapa tahun. Kurang jelas adalah perubahan iklim: Iklim adalah purata dan pelbagai peristiwa cuaca dalam tempoh yang lebih lama, dari dekad hingga abad-panjang atau lebih lama.

Iklim adalah apa yang kita harapkan, cuaca adalah apa yang kita dapat.
-Mark Twain, penulis Amerika (1835-1910)

Iklim Bumi

Malah, iklim bumi telah berubah selama lebih daripada satu bilion tahun. Peralihan sedikit di orbit Bumi, aktiviti Matahari (seperti yang diamati dalam kitaran matahari, faktor dalam ramalan cuaca Almanac) dan gunung berapi, komposisi atmosfera, dan juga kekerapan dan magnitud perlanggaran dengan objek luar angkasa telah mengakibatkan perubahan dramatik dalam iklim bumi. Ini termasuk beberapa Zaman Ais, apabila banyak planet dibekukan, dan beberapa tempoh panas, di mana suhu tropika sampai ke tiang.

Atmosfera bumi bertindak untuk mengekalkan suhu-dan oleh itu, cuaca kita-agak mantap: Rentang suhu harian kami adalah antara 10 dan 30 darjah F. Bandingkan ini kepada Bulan yang kurang atmosfer, di mana suhu biasanya berubah lebih daripada 500 darjah F antara siang dan malam! Suhu lunar berkisar dari kira-kira 260 ° F pada siang hari hingga minus 280 ° F pada waktu malam.

Rumah Hijau kami

Kestabilan iklim dan suhu planet kita berlaku kerana suasana bumi berfungsi dengan cara yang sama seperti kaca dalam rumah hijau. Gelas ini membolehkan cahaya matahari memasuki rumah hijau tanpa henti, di mana ia memanaskan udara dan tanah di dalamnya, tetapi kaca menghalang haba dari meninggalkan. Jadi, sinar matahari memanaskan atmosfer bumi dan tanah, tetapi atmosfer melarang banyak haba dari melarikan diri ke ruang angkasa.


Gambar rajah kesan rumah hijau, menunjukkan aliran tenaga dalam watt per meter persegi. (14 ° C = 57 ° F) Ilustrasi oleh Robert A. Rohde.

Gas-gas di atmosfer bumi, rumah hijau kami, memainkan peranan utama dalam mengekalkan kestabilan ini. Hampir 99 peratus daripada gas atmosfera kita terdiri daripada nitrogen dan oksigen. Walau bagaimanapun, ia adalah gas lain-ozon, wap air, metana, dan karbon dioksida-yang menyebabkan kesan rumah hijau (menangkap haba di atmosfera) dalam pelbagai cara.

Ozon

Ozon bukanlah satu kebimbangan yang ketara berkaitan dengan perubahan iklim. Para saintis umumnya bersetuju bahawa ia telah stabil di atmosfera. Wap air menghasilkan awan, dan kehadiran mereka dapat meningkatkan suhu (dengan menyekat haba dari melarikan diri ke ruang angkasa) atau menurunkan suhu (dengan menyekat cahaya matahari dari mencapai Bumi), bergantung kepada ketinggian dan ketebalan awan. Sesetengah percaya bahawa metana yang dilepaskan ke atmosfera oleh cebisan permafrost mungkin, dalam dekad yang akan datang, menyebabkan pecutan pemanasan; ini akan menjadi penting.

Karbon dioksida

Karbon dioksida (CO2) adalah satu lagi cerita: Ia telah mendapat perhatian yang paling banyak berkaitan dengan kesannya dalam mengubah iklim Bumi.

Dari segi sejarah, jumlah CO2 di atmosfera telah berubah dari kira-kira 180 bahagian per juta semasa Zaman Ais hingga hampir 300 bahagian per juta semasa tempoh interlastik. Bagaimanapun, sejak lewat 1700-an, yang menandakan permulaan Revolusi Perindustrian, jumlah karbon dioksida di atmosfer telah meningkat; hari ini, lebih daripada 400 bahagian per juta, atau sekitar 0.04 peratus atmosfera.

Apa Yang Mengubah Iklim Bumi

Sebilangan besar saintis menyimpulkan peningkatan karbon dioksida menjadi daya penggerak di sebalik perubahan iklim baru-baru ini. Khususnya, terdapat fakta bahawa 10 tahun paling panas dalam ribuan tahun, purata di seluruh Bumi, semuanya telah berlaku sejak tahun 1998, ketika CO2 kehadiran berada pada tahap tertinggi.

Walau bagaimanapun, sesetengah saintis percaya peningkatan karbon dioksida hanya menjadi jumlah surih-kuantiti terlalu kecil untuk mengubah iklim Bumi.

Ramai saintis mendapati bahawa punca utama peningkatan CO2 adalah pembakaran bahan api fosil seperti arang batu, minyak, dan petrol. Lebih-lebih lagi, majoriti ini percaya bahawa sebagai karbon dioksida terus meningkat, suhu bumi akan terus meningkat dengan lebih panas, secara purata, dan corak cuaca asas akan berubah, mengakibatkan lebih banyak banjir dan lebih banyak kemarau.

Pengkritik tidak bersetuju, dan sering menunjuk kepada tempoh lain yang agak panas dalam sejarah, seperti tahun 1930-an di Amerika Syarikat, sebagai petunjuk bahawa "tahun-tahun paling panas" baru-baru ini adalah sebahagian daripada kitaran semula jadi bumi.

Pandangan mana yang betul, kita pasti yakin cuaca dan iklim akan terus berubah, dan kita semua akan mengalami kesannya.

Adakah kamu tahu?

Perubahan Cataclysmic

Sekitar 66 juta tahun yang lalu, sebuah komet atau asteroid melanda Bumi berhampiran Semenanjung Yucatán Mexico. Impaknya, yang mempunyai tenaga dengan lebih daripada satu bilion kali tenaga bom atom, menghantar begitu banyak jelaga ke atmosfer sehingga ia dapat mengurangkan jumlah cahaya matahari yang mencapai permukaan bumi, sehingga menyebabkan suhu rata-rata menurun sebanyak hampir 50 darjah F untuk 30 tahun akan datang.

Penyejukan dramatik ini, digabungkan dengan cahaya matahari yang berkurang - yang mengurangkan keupayaan tumbuhan dan plankton untuk menjalankan fotosintesis-dipercayai menyebabkan kepupusan kira-kira tiga perempat daripada semua spesies tumbuhan dan haiwan itu kemudian di Bumi, termasuk hampir semua daripada dinosaur.

Bagaimanapun, keadaan juga memberi peluang. Mamalia adalah pemenang utama, berkembang menjadi bentuk baru, termasuk kuda, ikan paus, kelawar, dan primata, dengan kera dan kemudian manusia akhirnya menjadi spesies yang dominan.

Mengukur CO2

Pengukuran sebenar karbon dioksida (CO2) yang pertama kali dilakukan di atmosfera dilakukan oleh Charles David Keeling di Observatorium Mauna Loa di Hawaii pada tahun 1958. Beliau meneruskan pengukuran sehingga dia meninggal pada tahun 2005. Pada masa ini, penyeliaan projek diambil alih oleh anaknya, Ralph, seorang profesor geokimia di Scripps Institution of Oceanography di California.

Rekod-rekod ini mewakili pengukuran CO2 atmosfer yang paling dikenali dan paling banyak diterima. (Rekod harian dan bersejarah boleh dilihat di www.CO2.earth/daily-co2.)

Hari ini, pengukuran juga dibuat di banyak tapak lain di seluruh dunia, begitu juga dengan satelit. Tahap CO2 sejarah dari 800,000 tahun yang lalu dianggarkan dengan mengukur gelembung udara terperangkap dalam lembaran ais Artik dan Antartika.

Apa udara kita terbuat dari? Lihat siaran Bob mengenai udara yang kami nafas!