Vývoj koncentrace CO₂ v atmosféře

Vývoj koncentrace CO₂ v atmosféře

Od průmyslové revoluce rostou koncentrace oxidu uhličitého vysoko nad hodnoty, které byly na planetě během posledních 800 000 let, výrazně zvyšují skleníkový efekt a způsobují globální oteplování. Data pochází z analýzy ledovcových vrtů EPICA v Antarktidě a z přímých měření na Mauna Loa na Havaji.

Obsah

Jak číst tento graf?

  • Koncentrace uvádíme v jednotkách ppm.
  • V posledních 800 000 letech se koncentrace CO2 pohybovaly v rozsahu 170–300 ppm a kolísání odpovídalo střídání dob ledových a meziledových (pro srovnání: první nálezy Homo sapiens mají stáří přibližně 300 000 let).
  • Během posledních 2 000 let byly koncentrace CO2 až do roku 1750 stabilně v rozmezí 275–280 ppm.

Koncentrace CO2 od roku 1960

Keelingova křivka ukazuja kolísání koncentrací CO2 v průběhu roku i dlouhodobý nárůst způsobený spalováním fosilních paliv.

  • Od průmyslové revoluce, tedy přibližně od roku 1750, koncentrace CO2 rychle rostou a dosahují vyšších hodnot než kdykoliv za poledních 800 000 let. Průměrné tempo růstu se navíc také zrychluje: v letech 1750–1949 koncentrace CO2 rostla o 2,1 ppm za dekádu, v letech 1950–1999 bylo tempo růstu 11,8 ppm za dekádu a v letech 2000–2020 koncentrace CO2 rostla tempem 21,6 ppm za dekádu. V květnu 2020 dosáhly koncentrace CO2 na Mauna Loa dosud nejvyšší hodnoty 417 ppm.
  • Koncentrace CO2 v průběhu roku kolísá o přibližně 5 ppm, maximum nastává na jaře, minimum na podzim. Toto kolísání podrobně zobrazuje graf Cykly koncentrací CO₂ a O₂ v atmosféře (tzv. Keelingova křivka).
  • Jednotka ppm znamená parts per million, tedy označuje počet částic v jednom milionu, podobně jako procento [%], tedy per cent znamená počet ve stovce a promile [‰] označuje počet v tisíci. Koncentrace 400 ppm znamená, že v jednom milionu molekul vzduchu je 400 molekul oxidu uhličitého, co odpovídá 0,4 ‰ nebo 0,04 %.

Jak se měří historické koncentrace CO2?

  • Vzorky ledu z hloubkových ledovcových vrtů (až 3 800 m) obsahují velmi starý led (až 800 000 let). Fyzikální vlastnosti tohoto ledu vypovídají o podmínkách v dobách, kdy led zamrzl. Z množství isotopů kyslíku a vodíku lze určit tehdejší průměrnou teplotu planety, z bublinek zachycených v ledu lze určit složení tehdejšího vzduchu.
  • Starší data (800 000 let před současností–1957) pocházejí z projektu EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica), konkrétně z vrtů „Dome C“, které sahají do hloubky 3 190 m a odpovídající stáří ledu je 798 000 let (data EPICA).
  • V roce 2016 byly v Antarktidě objeveny ledovcové oblasti se stářím ledu okolo 2 miliónů let. Koncentrace CO2 v bublinkách takto starého ledu se pohybovaly v rozmezí 200–280 ppm. Viz článek z časopisu Nature.
  • Od roku 1958 se měří přímo koncentrace CO2 ve vzduchu na Mauna Loa na Havaji, jako součást „Scripps CO2 program“. Pro každý rok zobrazujeme maximální měsíční průměrnou koncentraci (což je typicky květnová průměrná koncentrace).
  • Časovou hustotu údajů o koncentraci CO2 v atmosféře za posledních 800 000 let ukazuje animovaná vizualizace NOAA.
  • Koncentrace CO2 přesahující 400 ppm byly na planetě naposledy před asi 4 milióny let, přičemž na začátku třetihor před 50 milióny let přesahovaly koncentrace CO2 i hodnoty 1500 ppm. Z této doby už samozřejmě nemáme bublinky zachycené v ledu, ale hodnoty koncentrací lze vypočítat z isotopových stop mořských sedimentů.1 2

Jak víme, že nárůst koncentrací CO2 je důsledkem spalování fosilních paliv?

Důkazů, že nárůst koncentrací CO2 je způsoben spalováním fosilních paliv je několik:

Emise CO2 ze spalování uhlí, ropy a plynu

Lidstvo ročně spálí asi 8 miliard tun uhlí, 5 miliard tun ropy a asi 3 miliardy tun zemního plynu.

  • Lidstvo ročně spálí asi 8 miliard tun uhlí, 5 miliard tun ropy a asi 3 miliardy tun zemního plynu. Nárůst koncentrací CO2 v atmosféře odpovídá těmto množstvím (po započtení pohlcení části CO2 v oceánech). Kdyby chtěl někdo tvrdit, že koncentrace CO2 rostou z jiného důvodu, musel by přesvědčivě vysvětlit, kam se „ztratí“ emise ze spalování tak velkého množství fosilních paliv.
  • Nárůst koncentrací CO2 je doprovázen poklesem koncentrací O2, který přesně odpovídá směšovacím poměrům při spalování fosilních paliv (po započtení pohlcení části CO2 v oceánech) – tedy jde o další důkaz, že za zvyšování koncentrací CO2 může právě spalování.
  • Různé zdroje oxidu uhličitého mají různé isotopové složení. Uhlík obsažený v uhlí a ropě neobsahuje žádné isotopy 14C a sníženou koncentraci 13C. Oxid uhličitý vydechovaný rostlinami má nižší koncentraci 13C než oxid uhličitý, který vychází z oceánu. Oxid uhličitý v atmosféře je smíchaný z těchto zdrojů a jeho podrobnou analýzou lze zjistit, že současné narůstající koncentrace CO2 přesně odpovídají množství spalovaných fosilních paliv. Více o isotopech uhlíku v atmosféře najdete na webu NOAA Earth System Research Laboratory.

Zdroje a další odkazy

  1. James W.B. Rae, Yi Ge Zhang, et al. Atmospheric CO2 over the Past 66 Million Years from Marine Archives, Annual Review of Earth and Planetary Sciences 2021 49:1, 609-641. Článek obsahuje rekonstrukce koncentrací CO2 za posledních 66 miliónů let, tedy od konce druhohor. ↩︎

  2. Pro podrobný pohled na koncentrace CO2, včetně různých typů proxy měření a možnosti zoomovat na určitý časový úsek, poslouží stránky paleo-co2.org ↩︎

Související infografiky a studie

Zaujala vás naše práce? Prozkoumejte další související infografiky a studie: