Sains atmosfera Keeling Curve

Keeling Curve, grafik yang menunjukkan perubahan bermusim dan tahunan dalam kepekatan karbon dioksida atmosfera (CO ₂) sejak tahun 1958 di Balai Cerap Mauna Loa di Hawaii. Grafik itu, yang dirancang oleh saintis iklim Amerika Charles David Keeling dari Institut Oseanografi Scripps, memetakan penumpukan CO ₂ di atmosfera. Ini adalah rekod instrumental CO ₂ atmosfera terpanjang di dunia, dan biasanya dianggap sebagai salah satu produk kajian ilmiah jangka panjang yang terbaik dan paling dikenali. Keluk ini dianggap oleh banyak saintis sebagai ukuran CO ₂ yang boleh dipercayai di lapisan tengah troposfera, dan telah ditafsirkan oleh banyak saintis iklim sebagai isyarat amaran untuk pemanasan global.

Pengumpulan data

Antara tahun 1958 dan 1964, Keeling berjaya melakukan upaya pengambilan sampel di Mauna Loa dan di Kutub Selatan untuk mempertimbangkan perubahan CO ₂ atmosfera yang terjadi di hemisfera Utara dan Selatan. (Usaha pengambilan sampel di Mauna Loa tergendala sebentar pada musim bunga tahun 1964 kerana masalah pendanaan, dan pemotongan anggaran memaksa program di Kutub Selatan, yang telah dimulai pada tahun 1957, berakhir pada tahun 1964.) Sejak Keeling berminat untuk membangun sebuah catatan data asas yang tidak berat sebelah, dia memilih lokasi ini untuk mengumpulkan sampel udara kerana mereka jauh dari sumber CO _{2 yang} besar seperti bandar. Kepekatan CO ₂ atmosfera dihitung setiap hari dengan menggunakan instrumen yang mengubah penyerapan inframerah dalam setiap sampel menjadi kepekatan CO ₂ dalam bahagian per juta dengan jumlah (ppmv), ditempatkan di setiap lokasi, dan nilainya dipetakan.

Bentuk lengkung

Secara agregat, Keluk Keeling menunjukkan kenaikan tahunan dalam kepekatan CO ₂ atmosfera. Keluk menunjukkan bahawa kepekatan purata meningkat dari sekitar 316 ppmv udara kering pada tahun 1959 kepada kira-kira 370 ppmv pada tahun 2000 dan 411 ppmv pada tahun 2018. Kepekatan purata meningkat sebanyak 1.3 hingga 1.4 ppmv setiap tahun sehingga pertengahan tahun 1970-an, dari saat itu mereka meningkat kira-kira 2 ppmv setahun. Peningkatan kepekatan CO ₂ atmosfera dari tahun ke tahun kira-kira sebanding dengan jumlah CO _{2 yang} dilepaskan ke atmosfera oleh pembakaran bahan bakar fosil. Antara tahun 1959 dan 1982, kadar pelepasan CO ₂ dari pembakaran bahan bakar fosil meningkat dua kali ganda dari kira-kira 2.5 bilion tan setara karbon setiap tahun kepada 5 bilion tan setara karbon setiap tahun. Peningkatan pelepasan ini tercermin dalam kurva oleh sedikit peningkatan cerun sepanjang tempoh tersebut. Bentuk lengkung juga memungkinkan para saintis membuat kesimpulan bahawa kira-kira 57 peratus pelepasan CO ₂ tetap berada di atmosfer dari tahun ke tahun.

Keluk juga menangkap perubahan musim dalam kepekatan CO ₂ atmosfera. Keluk menunjukkan bahawa kepekatan CO ₂ menurun dalam tempoh yang sesuai dengan bulan musim bunga dan musim panas di Hemisfera Utara. Penurunan ini dijelaskan oleh pertumbuhan tumbuh-tumbuhan yang cepat pada awal musim bunga dan pertumbuhan tanaman berikutnya pada musim panas, ketika pengaruh fotosintesis paling besar. (Fotosintesis mengeluarkan CO ₂ dari udara dan mengubahnya, bersama dengan air dan mineral lain, menjadi oksigen dan sebatian organik yang dapat digunakan untuk pertumbuhan tanaman.) Ketika musim bunga tiba di Hemisfera Utara, bahagian planet yang mengandungi sebahagian besar luas tanah dan penutup tumbuh-tumbuhan, peningkatan kadar fotosintesis melebihi pengeluaran CO ₂, dan penurunan kepekatan karbon dioksida dapat diperhatikan dalam lekukan. Oleh kerana kadar fotosintesis perlahan di Hemisfera Utara pada musim gugur dan musim sejuk, kepekatan CO ₂ atmosfera meningkat.