6 Dinge, die Sie über Kohlendioxid wissen sollten

Weiße Observatoriumskuppel vor blauem Himmelshintergrund mit kleiner Kabine in der Ferne.

Das Mauna Loa-Observatorium der NOAA auf Hawaii. Das Mauna Loa Observatorium misst seit 1958 Kohlendioxid. Die abgelegene Lage (hoch auf einem Vulkan) und die spärliche Vegetation machen es zu einem guten Ort, um Kohlendioxid zu überwachen, da es keine großen Störungen durch lokale Gasquellen aufweist. (Es gibt gelegentlich vulkanische Emissionen, aber Wissenschaftler können sie leicht überwachen und herausfiltern.) Mauna Loa ist Teil eines weltweit verteilten Netzwerks von Luftprobenentnahmestellen, die messen, wie viel Kohlendioxid in der Atmosphäre ist. Bild über NOAA.


VonAdam Voiland, NASA Earth Observatory

Im Mai 2019, als das atmosphärische Kohlendioxid seinen Jahreshöchststand erreichte,es hat einen rekord aufgestellt. Die durchschnittliche Konzentration des Treibhausgases im Mai betrug 414,7 Teile pro Million (ppm), wie am Mauna Loa Atmospheric Baseline Observatory der NOAA auf Hawaii beobachtet. Das war laut NOAA und der Scripps Institution of Oceanography der höchste saisonale Höchststand seit 61 Jahren und das siebte Jahr in Folge mit einem steilen Anstieg.


Klimawissenschaftler sind sich weitgehend einig, dass steigende Kohlendioxidkonzentrationen in der Atmosphäre zu Erwärmung, Meeresspiegelanstieg, Versauerung der Ozeane und zu schweren Regenfällen, Dürren, Überschwemmungen und Bränden führen. Hier sind sechs weniger bekannte, aber interessante Dinge über Kohlendioxid.

5-Jahres-Diagramm mit roter steigender Zickzacklinie und schwarzer stetig steigender Linie.

Die globale Konzentration von atmosphärischem Kohlendioxid steigt jeden April oder Mai an, aber 2019 war der Anstieg größer als gewöhnlich. Die gestrichelte rote Linie stellt die monatlichen Mittelwerte dar; die schwarze Linie zeigt die gleichen Daten, nachdem die saisonalen Effekte gemittelt wurden. Bild über NOAA. Lesen Sie mehr über dieGraph.

1. Die Steigerungsrate beschleunigt sich.

Seit Jahrzehnten steigt die Kohlendioxidkonzentration jedes Jahr. In den 1960er Jahren verzeichnete Mauna Loa eine jährliche Zunahme um 0,8 ppm pro Jahr. In den 1980er und 1990er Jahren betrug die Wachstumsrate bis zu 1,5 ppm pro Jahr. Jetzt liegt sie über 2 ppm pro Jahr. Laut Pieter Tans, leitender Wissenschaftler der Global Monitoring Division der NOAA, gibt es „viele und schlüssige Beweise“, dass die Beschleunigung durch erhöhte Emissionen verursacht wird.




Diagramm mit immer höheren blauen Linien von 1960 bis 2020.

Bild über NOAA/Scripps Institute of Oceanography. Lesen Sie mehr über dieDiagramm.

2. Wissenschaftler haben detaillierte Aufzeichnungen über atmosphärisches Kohlendioxid, die 800.000 Jahre zurückreichen.

Um die Kohlendioxidschwankungen vor 1958 zu verstehen, verlassen sich Wissenschaftler auf Eisbohrkerne. Forscher haben in der Antarktis und in Grönland tief ins Eis gebohrt und tausende Jahre alte Eisproben entnommen. Dieses alte Eis enthält eingeschlossene Luftblasen, die es Wissenschaftlern ermöglichen, den Kohlendioxidgehalt der Vergangenheit zu rekonstruieren. Das Video unten, produziert von NOAA, veranschaulicht diesen Datensatz in schönen Details. Beachten Sie, wie die Schwankungen und das saisonale „Rauschen“ in den Beobachtungen auf kurzen Zeitskalen verschwinden, wenn Sie längere Zeitskalen betrachten.


3. CO2 wird nicht gleichmäßig verteilt.

Satellitenbeobachtungen zeigen, dass Kohlendioxid in der Luft etwas lückenhaft sein kann, mit hohen Konzentrationen an einigen Stellen und niedrigeren Konzentrationen an anderen. Die Karte unten zeigt beispielsweise den Kohlendioxidgehalt für Mai 2013 in der mittleren Troposphäre, dem Teil der Atmosphäre, in dem das meiste Wetter auftritt. Damals gab es auf der Nordhalbkugel mehr Kohlendioxid, weil Feldfrüchte, Gräser und Bäume noch nicht grün geworden waren und einen Teil des Gases aufgenommen hatten. Der Transport und die Verteilung von CO2 in der Atmosphäre wird durch den Jetstream, große Wettersysteme und andere großräumige atmosphärische Zirkulationen gesteuert. Diese Uneinheitlichkeit hat interessante Fragen aufgeworfen, wie Kohlendioxid von einem Teil der Atmosphäre in einen anderen transportiert wird – sowohl horizontal als auch vertikal.

Das erste weltraumgestützte Instrument zur unabhängigen Messung von atmosphärischem Kohlendioxid bei Tag und Nacht und sowohl bei klaren als auch bei bewölkten Bedingungen auf der ganzen Welt war der Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) auf dem NASA-Satelliten Aqua. Lesen Sie mehr darüberCO2-Weltkarte. Der 2014 gestartete Satellit OCO-2 macht auchglobale Messungenvon Kohlendioxid, und zwar in noch niedrigeren Höhen in der Atmosphäre als AIRS.

4. Trotz der Uneinheitlichkeit wird immer noch viel gemischt.


In diesemAnimationaus dem Scientific Visualization Studio der NASA, große Kohlendioxidwolken aus Städten in Nordamerika, Asien und Europa. Sie entstehen auch aus Gebieten mit aktiven Erntebränden oder Waldbränden. Doch diese Wolken vermischen sich schnell, wenn sie aufsteigen und auf Höhenwinde treffen. In der Visualisierung zeigen Rot und Gelb Regionen mit überdurchschnittlichem CO2, während Blau Regionen mit unterdurchschnittlichem CO2 zeigt. Das Pulsieren der Daten wird durch den Tag/Nacht-Zyklus der Pflanzenphotosynthese am Boden verursacht. Diese Ansicht hebt die Kohlendioxidemissionen von Pflanzenbränden in Südamerika und Afrika hervor. Das Kohlendioxid kann über weite Strecken transportiert werden, aber beachten Sie, wie Berge den Gasfluss blockieren können.

5. Kohlendioxidspitzen während des Frühlings der nördlichen Hemisphäre.

Sie werden feststellen, dass es in Diagrammen ein deutliches Sägezahnmuster gibt, das zeigt, wie sich Kohlendioxid im Laufe der Zeit verändert. Es gibt Spitzen und Einbrüche des Kohlendioxids, die durch saisonale Veränderungen in der Vegetation verursacht werden. Pflanzen, Bäume und Nutzpflanzen absorbieren Kohlendioxid, sodass Jahreszeiten mit mehr Vegetation weniger Gas enthalten. Die Kohlendioxidkonzentrationen erreichen typischerweise im April und Mai ihren Höhepunkt, da verrottende Blätter in Wäldern der nördlichen Hemisphäre (insbesondere Kanadas und Russlands) den ganzen Winter über Kohlendioxid in die Luft eingebracht haben, während neue Blätter noch nicht gekeimt sind und einen Großteil des Gases absorbiert haben. In der Grafik und den Karten unten ist die Ebbe und Flut des Kohlenstoffkreislaufs sichtbar, indem man die monatlichen Veränderungen des Kohlendioxids mit dem der Welt vergleichtNettoprimärproduktivität, ein Maß dafür, wie viel Kohlendioxid die Vegetation während der Photosynthese verbraucht, abzüglich der Menge, die sie während der Atmung freisetzt. Beachten Sie, dass das Kohlendioxid im Sommer der nördlichen Hemisphäre sinkt.

Weltkarten und Grafik mit unterschiedlichen CO2-Mengen im August und Dezember.

Bild über das NASA Earth Observatory. Lesen Sie mehr überdieses Bild.

6. Es geht nicht nur darum, was in der Atmosphäre passiert.

Der größte Teil des Kohlenstoffs der Erde – etwa 65.500 Milliarden Tonnen – ist in Gesteinen gespeichert. Der Rest befindet sich im Ozean, in der Atmosphäre, in Pflanzen, im Boden und in fossilen Brennstoffen. Kohlenstoff fließt zwischen jedem Reservoir im Kohlenstoffkreislauf, der langsame und schnelle Komponenten hat. Jede Änderung im Zyklus, die Kohlenstoff aus einem Reservoir verlagert, bringt mehr Kohlenstoff in andere Reservoirs. Jegliche Veränderungen, die mehr Kohlenstoffgase in die Atmosphäre bringen, führen zu wärmeren Lufttemperaturen. Deshalb sind die Verbrennung fossiler Brennstoffe oder Waldbrände nicht die einzigen Faktoren, die bestimmen, was mit atmosphärischem Kohlendioxid passiert. Dinge wie die Aktivität von Phytoplankton, die Gesundheit der Wälder der Welt und die Art und Weise, wie wir die Landschaften durch Landwirtschaft oder Bauen verändern, können ebenfalls eine entscheidende Rolle spielen. Lesen Sie mehr über dieKohlenstoffzyklus.

Aufgeschnittene Ansicht von Land und Meer mit Pfeilen, die die Kohlenstoffproduktion und -befestigung anzeigen.

Der Kohlenstoffkreislauf. Bild über die NASA.

Fazit: Fakten zum Treibhausgas Kohlendioxid (C02).