دورة الكربون وغازات الاحتباس الحراري
كيف يتحرك الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات واليابسة والصخور، وكيف تتراكم الانبعاثات البشرية لثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى لتؤدي إلى الاحترار.
Definition
دورة الكربون هي مجموعة التبادلات التي تحرك الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات والمحيط الحيوي البري والتربة والصخور، وغازات الاحتباس الحراري هي المكونات الجوية، وبشكل رئيسي ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز، التي تنظم هذه الدورة تركيزاتها.
Scope
يغطي هذا الموضوع دورة الكربون العالمية وميزانية غازات الاحتباس الحراري. ويتناول التبادلات الطبيعية للكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات والمحيط الحيوي البري على فترات زمنية تتراوح من سنوات إلى آلاف السنين، والدورة الجيولوجية للتجوية والنشاط البركاني، وامتصاص الانبعاثات البشرية بواسطة مصارف المحيطات واليابسة، والارتفاع الناتج في ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز في الغلاف الجوي، بالإضافة إلى مفهوم ميزانية الكربون المتبقية للحد من الاحترار.
Core questions
- كيف يتحرك الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات واليابسة والصخور؟
- ما هي نسبة الانبعاثات البشرية التي تبقى في الغلاف الجوي؟
- كيف تستجيب مصارف الكربون في المحيطات واليابسة للاحترار؟
- كم من الكربون لا يزال من الممكن انبعاثه ضمن حد معين للاحترار؟
Key theories
- الجزء المحمول جوًا ومصارف الكربون
- يبقى حوالي نصف الانبعاثات الكربونية البشرية فقط في الغلاف الجوي لأن المحيطات والمحيط الحيوي البري يمتصان الباقي، وكيف تتطور هذه المصارف تحت الاحترار يحكم التركيزات المستقبلية.
- تغذيات دورة الكربون الراجعة
- يمكن أن يضعف الاحترار امتصاص الكربون ويطلق الكربون من التربة والتربة الصقيعية والنباتات، وهي تغذية راجعة تترك المزيد من الكربون المنبعث في الغلاف الجوي وتضخم الاحترار.
Mechanisms
يدور الكربون بسرعة بين الغلاف الجوي والمحيطات السطحية والنباتات من خلال التمثيل الضوئي والتنفس والتبادل بين الهواء والبحر، وببطء من خلال اختلاط المحيطات والترسيب والتجوية والنشاط البركاني. تضيف الانبعاثات البشرية الكربون بسرعة أكبر مما يمكن أن يزيله الإزالة الجيولوجية البطيئة، لذا ترتفع التركيزات؛ وتمتص المحيطات واليابسة حاليًا ما يقرب من النصف، ولكن الاحترار وتغير الظروف يمكن أن يضعفا هذه المصارف، مما يزيد من الجزء المحمول جوًا.
Clinical relevance
نظرًا لأن الانبعاثات الكربونية التراكمية تحدد إلى حد كبير ذروة الاحترار، فإن فهم دورة الكربون يحدد ميزانية الكربون المتبقية المتوافقة مع أهداف درجة الحرارة ودور الإزالة الطبيعية والهندسية للكربون.
Evidence & guidelines
يجد تقرير التقييم السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) علاقة شبه خطية بين الانبعاثات الكربونية التراكمية والاحترار العالمي ويحدد كمية ميزانيات الكربون المتبقية للحد من الاحترار إلى مستويات محددة.
History
كشفت قياسات كيلينغ المستمرة التي بدأت عام 1958 لأول مرة عن الارتفاع المطرد لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وقامت عقود لاحقة من الدراسات المحيطية والبرية، التي تم تجميعها في ميزانية الكربون العالمية السنوية، بتحديد كمية المصارف وأثبتت العلاقة بين الانبعاثات التراكمية والاحترار.
Debates
- القوة المستقبلية لمصارف الكربون في اليابسة والمحيطات
- إن المدة التي ستستمر فيها المصارف الطبيعية في امتصاص حوالي نصف الانبعاثات، وما إذا كان الاحترار سيضعفها بشكل حاد، هو مصدر رئيسي لعدم اليقين في توقع التركيزات المستقبلية.
Key figures
- Charles David Keeling
- Pierre Friedlingstein
- Wallace Broecker
- Corinne Le Quere
Related topics
Seminal works
- keeling1960
- friedlingstein2022
Frequently asked questions
- إلى أين يذهب ثاني أكسيد الكربون الذي نطلقه؟
- يبقى حوالي النصف في الغلاف الجوي، بينما يمتص المحيط والنباتات البرية حوالي الربع لكل منهما، على الرغم من أن هذه المصارف قد تضعف مع ارتفاع درجة حرارة المناخ.
- ما هي ميزانية الكربون؟
- هي الكمية الإجمالية لثاني أكسيد الكربون التي لا يزال من الممكن انبعاثها مع الحفاظ على الاحترار أقل من حد مختار، بناءً على العلاقة شبه الخطية بين الانبعاثات التراكمية ودرجة الحرارة.