킬링 커브

Keeling Curve
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1958년부터 2020년까지 대기 중 이산화탄소(CO2
) 농도

킬링 커브(Keeling Curve)는 1958년부터 현재까지 하와이 섬의 마우나 로아 천문대에서 취한 연속적인 측정을 바탕으로 지구 대기에 이산화탄소가 축적된 것을 그래프로 나타낸 것이다. 이 곡선은 2005년 사망할 때까지 모니터링 프로그램을 시작하고 감독했던 과학자 찰스 데이비드 킬링의 이름을 딴 것이다.

킬링의 측정은 대기 중 이산화탄소(CO2
) 수치가 급격히 증가하는 첫 번째 중요한 증거를 보여주었다.[1] 하버드대 과학사 교수 나오미 오레스키스에 따르면 킬링 곡선은 20세기 가장 중요한 과학 작품 중 하나라고 한다.[2] 많은 과학자들은 Keeling 곡선을 믿고 있다. Keeling curve가 처음으로 세계의 관심을 대기 중의 CO2의
현재 증가에 가져왔기 때문이다.[3]

배경

1950년대 이전에는 다양한 위치에서 대기 중 CO2
 농도의 측정을 임시로 실시했었다. 1938년 엔지니어 겸 아마추어 기상학자 가이 스튜어트 캘렌다르는 1898~1901년 용량(ppmv)[4] 기준으로 백만개당 평균 274ppm을 기록한 Kew와 1936~1938년 미국 동부의 대기 중 CO2
 데이터 세트를 비교한 결과, 인공 배출로 인해 CO2
 농도가 상승하고 있다는 결론을 내렸다.[5] 그러나 칼렌다르의 연구결과는 측정이 엉성해 과학계에서는 널리 받아들여지지 않았다.[6][7]

UC 샌디에이고에 있는 스크립스 해양학 연구소의 찰스 데이비드 킬링은 1958년 3월부터 하와이 마우나 로아에서 대기 중 이산화탄소
 농도를 정기적으로 측정한 최초의 사람이다.[8] 킬링은 이전에 몬터레이 인근 빅서, 워싱턴 주의 올림픽 반도의 열대우림, 아리조나의 높은 산림을 포함한 장소에서 측정 기술을 시험하고 사용했다.[1] 그는 CO2의
강한 일야행동을 관찰했는데, 식물과 토양에 의한 호흡으로 인해 밤에 CO2가
 과다하며, 북반구 상공의 '자유 대기'를 나타내는 오후의 가치가 있다.[1]

마우나 로아 측정

마우나 로아 천문대

1957–1958년, 국제 지구물리학 해인 1957–1958년, 킬링은 기상국으로부터 남극을 포함한 외딴 곳과 하와이 섬의 마우나 로아 화산에 적외선 가스 분석기를 설치하기 위한 자금을 받았다. 마우나 로아는 대륙에서 멀리 떨어진 외진 위치와 식물이 부족해 장기 모니터링 장소로 선정됐다. 킬링과 그의 협력자들은 화산 분출구로 인한 국지적 오염을 최소화하기 위해 열 역행층 위로 들어오는 바닷바람을 측정했다.[8] 이 데이터는 국소 오염으로부터 영향을 제거하기 위해 정규화되었다. 1960년대 중반 자금감축으로 킬링은 남극에서의 지속적인 감시활동을 포기할 수 밖에 없었지만, 오늘날까지 이어져 온 마우나로아 천문대에서 작전을 유지할 만큼 충분한 돈을 긁어모았다.[9]

외부 영상
video icon UC 샌디에이고의 스크립스 해양학 연구소, 킬링 커브 애니메이션, UC 샌디에이고의 스크립스 해양학 연구소
video icon 랄프 킬링, UC 샌디에이고에 있는 스크립스 해양학 연구소 "The (Rolph) Keeling Curve"
video icon 존 반스 박사, 마우나 로아 천문대 1 탐험대, 탐험대
video icon 찰스 데이비드 킬링, "킬링 커브 50으로 돌다"
video icon 찰스 데이비드 킬링, 2005년 "타이틀러상 수상자 강연"

킬링의 1960년 Tellus 기사는 마우나 로아와 남극(1957년 ~ 1960년)의 첫 번째 월간 CO2
 기록을 제시하며 "간결한 계절 순환"을 찾아냈다.그리고 아마도 매년 전 세계적으로 CO2가
 증가하고 있을 것이다."[10][9]: 41–42 1970년대까지 대기 중 이산화탄소의 증가가 지속되고 있고 인공적인 배출로 인해 발생한다는 것은 잘 확립되었다.[11][12]

하와이의 마우나로아 천문대의 이산화탄소 측정은 현재 비분광 적외선 센서로 알려진 적외선 분광계의 한 종류로 세계기상기구(WMO) 표준을 사용하여 보정된다.[13] 원래 캡노그래프라고 불리던 이 종류의 악기는 1864년 존 틴달에 의해 처음 발명되어 스트립 차트 레코더에 펜 트레이스로 녹음되었다.[14] 현재 스크립스 해양학 연구소의 적외선 분광도계와 동시에 작동하기 위해 여러 개의 레이저 기반 센서가 추가되고 있으며 마우나 로아의 NOAA 측정은 여전히 비분광 적외선 센서를 사용하고 있다.

결과 및 해석

마우나로아 관측소에서 채취한 측정치는 1958년 3월 부피(ppmv)별 평균 대기 CO2
 농도가 100만분의 313ppm에서 2018년 11월 406ppmv로 꾸준히 증가하며,[15] 현재 연간 2.48±0.26(평균 ± 2 std dev)ppmv의 CO2가
 증가하고 있다.[16] 대기 중 이산화탄소가
이처럼 증가한 것은 화석연료의 연소에 기인하며, 최근 몇 년 동안 가속도가 붙고 있다. 이산화탄소는
온실 가스이기 때문에, 이것은 지구 온난화에 중요한 영향을 미친다. 극지방 얼음 중심부에 갇힌 고대 기포의 CO2
 농도를 측정한 결과, 평균 대기 중 CO2
 농도는 홀로세 시대(기원전 9,000년) 동안 275~285ppmv 사이였으나 19세기 초에 급격히 상승하기 시작했다.[17]

킬링 곡선은 또한 매년 약 5ppm의 주기적인 변화를 보여주는데 이는 세계 육지 식물의 CO2
 흡수량의 계절적 변화에 해당한다. 이 식물의 대부분은 육지의 대부분이 위치한 북반구에 있다. 최대 5월부터는 광합성을 통해 새로운 식물이 이산화탄소를
대기 밖으로 배출함에 따라 북방 봄과 여름에 농도가 낮아진다. 지난 9월 최소치에 도달한 뒤 식물과 잎이 말라 죽고 썩으면서 북쪽 가을과 겨울에 다시 수위가 올라가 CO2가
 대기 중으로 방출된다.[10][12]

레거시

글로벌 모니터링

킬링의 발견의 중요성 때문에,[9] NOAA는 1970년대에 전 세계의 CO2
 수치를 감시하기 시작했다.[18] 오늘날, 대기 중 이산화탄소
 수치는 세계 온실가스 기준 네트워크를 통해 전 세계 약 100개 현장에서 감시되고 있다.[19] 비록 마우나 로아만큼 긴 기록을 가진 사이트는 없지만,[20] 다른 많은 고립된 현장의 측정은 킬링 커브에 의해 보여지는 장기적 추세를 확인시켜 주었다.[21]

랄프 킬링

2005년 찰스 데이비드 킬링이 사망한 이후, 이 프로젝트에 대한 책임과 감독권은 킬링의 아들 랄프 킬링에게 넘어갔다. 프로젝트 시작 50주년을 맞아 젊은 킬링은 사이언스지에 프로젝트가 어떻게 성장해 발전해 왔는지와 함께 아버지의 삶과 일을 기술하는 기사를 썼다.[22] 킬링은 보다 정밀한 측정 재료와 지구의 이산화탄소
 수준 모니터링 프로젝트를 위한 자금과 함께 아버지의 업적에 대한 자부심과 기억 속에서 그것을 어떻게 이어왔는지에 대한 자부심을 썼다.

인식

2015년 킬링곡선은 미국화학회에 의해 '국가역사 화학 랜드마크'로 지정되었다.[23] 기념패는 마우나 로아 천문대와 샌디에이고 캘리포니아 대학의 스크립스 해양학 연구소에 설치되었다.

2013년 400ppm 통과

2013년 5월 9일 마우나로아에서 측정한 대기 중 일일 평균 CO2
 농도는 400ppm(ppmv)을 넘어섰다.[24] 이전 지질 시대에서의 CO2
 추정치는 CO2가
 200만~400만년 전 플리오세 중간 이후 이 수준에 도달하지 못했다는 것을 보여준다.[25]

참고 항목

참조

  1. ^ Jump up to: a b c "The Early Keeling Curve Scripps CO
    2     Program"    . scrippsco2.ucsd.edu. Retrieved 2018-11-24.
  2. ^ Naomi Oreskes (23 January 2017). Climate Disruption (video). Awesome Documentaries TV. Retrieved 27 August 2017.
  3. ^ Nisbet, Euan (2007). "Cinderella science" (PDF). Nature. 450 (7171): 789–790. doi:10.1038/450789a. PMID 18063983.
  4. ^ Brown, Horace Tabberer; Escombe, F. (1905). "On the variations in the amount of carbon dioxide in the air of Kew during the years 1898-1901". Proc. R. Soc. Lond. B. 76 (507): 118–121. Bibcode:1905RSPSB..76..118B. doi:10.1098/rspb.1905.0004. ISSN 0950-1193.
  5. ^ Callendar, Guy Stewart (1938). "The artificial production of carbon dioxide and its influence on temperature" (PDF). Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 64 (275): 223–240. Bibcode:1938QJRMS..64..223C. doi:10.1002/qj.49706427503.
  6. ^ Fleming, James Rodger (1998). Historical Perspectives on Climate Change. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0195078701.
  7. ^ "The Carbon Dioxide Greenhouse Effect". history.aip.org. Retrieved 2018-11-24.
  8. ^ Jump up to: a b Harris, Daniel C. (2010). "Charles David Keeling and the Story of Atmospheric CO
    2     Measurements". Analytical Chemistry. 82 (19): 7865–7870. doi:10.1021/ac1001492. ISSN 0003-2700. PMID 20536268.
  9. ^ Jump up to: a b c Keeling, Charles D. (1998). "Rewards and Penalties of Monitoring the Earth". Annual Review of Energy and the Environment. 23: 25–82. CiteSeerX 10.1.1.173.2051. doi:10.1146/annurev.energy.23.1.25.
  10. ^ Jump up to: a b Keeling, Charles D. (1960). "The concentration and isotopic abundances of carbon dioxide in the atmosphere" (PDF). Tellus. 12 (2): 200–203. Bibcode:1960Tell...12..200K. doi:10.3402/tellusa.v12i2.9366.
  11. ^ Pales, Jack C.; Keeling, Charles David (1965). "The Concentration of Atmospheric Carbon Dioxide in Hawaii". Journal of Geophysical Research. 70 (24): 6053–6076. Bibcode:1965JGR....70.6053P. doi:10.1029/JZ070i024p06053.
  12. ^ Jump up to: a b Keeling, Charles D.; Bacastow, Robert B.; Bainbridge, Arnold E.; Ekdahl Jr., Carl A.; Guenther, Peter R.; Waterman, Lee S.; Chin, John F. S. (1976). "Atmospheric carbon dioxide variations at Mauna Loa Observatory, Hawaii". Tellus. 28 (6): 538–551. Bibcode:1976Tell...28..538K. doi:10.3402/tellusa.v28i6.11322. ISSN 0040-2826.
  13. ^ Tans, Pieter; Thoning, Kirk (March 2018). "How we measure background CO
    2     levels on Mauna Loa"     (PDF).
  14. ^ "Sampling the Air". The New York Times. December 22, 2010.
  15. ^ "Recent Monthly Average Mauna Loa CO2". Earth System Research Laboratory. Retrieved 9 May 2016.
  16. ^ Rasmussen, Carl Edward. "Atmospheric Carbon Dioxide Growth Rate".
  17. ^ Neftel, A.; Moor, E.; Oeschger, H.; Stauffer, B. (1985). "Evidence from polar ice cores for the increase in atmospheric CO
    2     in the past two centuries". Nature. 315 (6014): 45–47. Bibcode:1985Natur.315...45N. doi:10.1038/315045a0. S2CID 4321970.
  18. ^ 킬링, 찰스 D. (1978년). " 마우나 로아 천문대가 대기 이산화탄소
     연구 개발에 미치는 영향"     마우나 로아 천문대: 20주년 보고서 (국립해양대기청 특별보고서, 1978년 9월) 36~54페이지의 존 밀러 편집. 보울더, CO: NOAA 환경 연구 연구소.
  19. ^ Laboratory, US Department of Commerce, NOAA, Earth System Research. "ESRL Global Monitoring Division - Global Greenhouse Gas Reference Network". www.esrl.noaa.gov. Retrieved 2018-11-25.
  20. ^ 글로벌 스테이션 CO2
     농도 동향.     스크립스 CO2
     프로그램.
  21. ^ Keeling, Charles D.; Whorf, T. P. (2004). "Atmospheric CO
    2     from Continuous Air Samples at Mauna Loa Observatory, Hawaii, U.S.A."     Archived from the original on 2016-03-03. Retrieved 2007-10-17.
  22. ^ Keeling, Ralph F. (2008). "Recording Earth's Vital Signs". Science. 319 (5871): 1771–1772. doi:10.1126/science.1156761. ISSN 0036-8075. PMID 18369129. S2CID 206512305.
  23. ^ "Keeling Curve - American Chemical Society". American Chemical Society. Retrieved 2018-11-25.
  24. ^ Showstack, Randy (2013). "Carbon dioxide tops 400 ppm at Mauna Loa, Hawaii". Eos, Transactions American Geophysical Union. 94 (21): 192. Bibcode:2013EOSTr..94Q.192S. doi:10.1002/2013eo210004. ISSN 0096-3941.
  25. ^ Montaigne, Fen. "Son of Climate Science Pioneer Ponders A Sobering Milestone". Yale Environment 360. Yale School of Forestry & Environmental Studies. Archived from the original on 8 June 2013. Retrieved 14 May 2013.

외부 링크