ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ สูตรเคมี และผลกระทบต่อสภาพมนุษย์

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 17:57

กิจกรรมของมนุษย์มาถึงระดับที่ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดในชั้นบรรยากาศของโลกถึงค่าสูงสุดที่อนุญาตแล้ว ระบบธรรมชาติ - ดิน บรรยากาศ มหาสมุทร - อยู่ภายใต้อิทธิพลการทำลายล้าง

ข้อเท็จจริงสำคัญ

ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดศตวรรษที่ผ่านมา นอกจาก CO_{2 แล้ว ก๊าซอื่นๆ ก็เข้ามาเช่นกัน ซึ่งไม่ได้เป็นขององค์ประกอบทางธรรมชาติของระบบนิเวศทั่วโลก}

เช่น ฟลูออโรคลอโรไฮโดรคาร์บอน สิ่งเจือปนของก๊าซเหล่านี้จะปล่อยและดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ ซึ่งส่งผลต่อสภาพอากาศของโลก เรียกรวมกันว่า CO_{2 สารประกอบก๊าซอื่นๆ ที่เข้าสู่บรรยากาศเรียกว่าก๊าซเรือนกระจก}

ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์

ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศคือเท่าไร? Svante Arrhenius คิดเกี่ยวกับคำถามนี้ในคราวเดียว เขาสามารถพิสูจน์ความสัมพันธ์ระหว่างการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นักวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าเมื่อแร่ธาตุถูกเผา ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

เขาเตือนว่าการเพิ่มปริมาณเชื้อเพลิงที่เผาไหม้อาจนำไปสู่การละเมิดสมดุลรังสีของโลก

ความเป็นจริงสมัยใหม่

วันนี้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศมากขึ้นเมื่อเผาไหม้เชื้อเพลิง เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในธรรมชาติอันเนื่องมาจากการตัดไม้ทำลายป่า การเพิ่มขึ้นของพื้นที่เกษตรกรรม

กลไกของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ส่งผลกระทบต่อสัตว์ป่า

การเพิ่มระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก หากคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) โปร่งใสในระหว่างการแผ่รังสีแสงอาทิตย์คลื่นสั้น ก็จะดูดซับรังสีคลื่นยาวและแผ่พลังงานออกไปทุกทิศทาง เป็นผลให้เนื้อหาของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญพื้นผิวโลกร้อนขึ้นและชั้นล่างของบรรยากาศจะร้อนขึ้น ด้วยปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นในเวลาต่อมา การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกจึงเป็นไปได้

นี่คือเหตุผลว่าทำไมการทำนายปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดในชั้นบรรยากาศโลกจึงเป็นสิ่งสำคัญ

แหล่งที่มารายการบรรยากาศ

ในหมู่พวกเขาคือการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม เนื้อหาของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นเนื่องจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การเติบโตทางเศรษฐกิจโดยตรงขึ้นอยู่กับปริมาณทรัพยากรธรรมชาติที่ถูกเผาไหม้ เนื่องจากอุตสาหกรรมจำนวนมากเป็นองค์กรที่ใช้พลังงานมาก

ผลการศึกษาทางสถิติระบุว่าตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ผ่านมาในหลายประเทศ ต้นทุนพลังงานเฉพาะลดลงด้วยราคาไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

การใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพทำได้โดยการปรับปรุงกระบวนการทางเทคโนโลยี ยานพาหนะ การใช้เทคโนโลยีใหม่ ๆ ในการสร้างการประชุมเชิงปฏิบัติการการผลิต ประเทศอุตสาหกรรมที่พัฒนาแล้วบางประเทศได้เปลี่ยนจากการพัฒนาอุตสาหกรรมแปรรูปและวัตถุดิบไปสู่การพัฒนาพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศไม่ใช่ค่าคงที่ ด้วยการพัฒนาฐานการผลิตเพียงเล็กน้อย การมีป่าทึบ จึงมีประสิทธิภาพน้อยที่สุด

ในเขตเมืองใหญ่ที่มีฐานอุตสาหกรรมที่จริงจัง การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศจะสูงขึ้นอย่างมาก เนื่องจาก CO_{2 มักเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมที่มีกิจกรรมที่ตอบสนองความต้องการ ความต้องการด้านการศึกษา ยา}

ในประเทศกำลังพัฒนา การใช้เชื้อเพลิงคุณภาพสูงต่อประชากร 1 คนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากถือเป็นปัจจัยสำคัญในการเปลี่ยนไปสู่มาตรฐานการครองชีพที่สูงขึ้น แนวคิดนี้กำลังถูกนำเสนอตามที่ซึ่งการเติบโตทางเศรษฐกิจอย่างต่อเนื่องและมาตรฐานการครองชีพที่ดีขึ้นเป็นไปได้โดยไม่ต้องเพิ่มปริมาณเชื้อเพลิงที่เผาผลาญ

ขึ้นอยู่กับภูมิภาค ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศมีตั้งแต่ 10 ถึง 35%

ความสัมพันธ์ระหว่างการใช้พลังงานกับการปล่อย CO2

เรามาเริ่มกันที่ความจริงที่ว่าพลังงานไม่ได้ผลิตเพียงเพื่อรับมัน ในประเทศอุตสาหกรรมที่พัฒนาแล้ว ส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรม สำหรับอาคารที่ให้ความร้อนและความเย็น และสำหรับการขนส่ง การศึกษาที่ดำเนินการโดยศูนย์วิทยาศาสตร์สำคัญๆ แสดงให้เห็นว่าด้วยเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศของโลกได้อย่างมีนัยสำคัญ

ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณได้ว่าหากสหรัฐอเมริกาเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีที่ใช้พลังงานน้อยลงในการผลิตสินค้าอุปโภคบริโภค สิ่งนี้จะลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศลง 25% ในระดับโลก การดำเนินการนี้จะช่วยลดปัญหาภาวะเรือนกระจกได้ 7%

คาร์บอนในธรรมชาติ

การวิเคราะห์ปัญหาการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศโลก เราสังเกตว่าคาร์บอนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคาร์บอนนั้นมีความสำคัญต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยา ความสามารถในการสร้างสายโซ่คาร์บอนที่ซับซ้อน (พันธะโควาเลนต์) นำไปสู่การปรากฏตัวของโมเลกุลโปรตีนที่จำเป็นต่อชีวิต วัฏจักรคาร์บอนชีวภาพเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนเพราะมันไม่เพียงแต่รวมถึงการทำงานของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการถ่ายโอนสารประกอบอนินทรีย์ระหว่างแหล่งกักเก็บคาร์บอนต่างๆ ด้วย

เหล่านี้รวมถึงชั้นบรรยากาศ มวลทวีป รวมทั้งดิน เช่นเดียวกับไฮโดรสเฟียร์ เปลือกโลก ในช่วงสองศตวรรษที่ผ่านมา มีการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์คาร์บอนในระบบชีวมณฑล-บรรยากาศ-ไฮโดรสเฟียร์ ซึ่งในความเข้มข้นของการเปลี่ยนแปลงนั้นสูงกว่าอัตรากระบวนการทางธรณีวิทยาของการถ่ายโอนองค์ประกอบนี้อย่างมีนัยสำคัญ นั่นคือเหตุผลที่เราต้องจำกัดตัวเองให้พิจารณาความสัมพันธ์ภายในระบบ รวมทั้งดิน

การศึกษาอย่างจริงจังเกี่ยวกับการกำหนดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศโลกเริ่มดำเนินการตั้งแต่กลางศตวรรษที่ผ่านมา ผู้บุกเบิกในการคำนวณดังกล่าวคือ Killing ซึ่งทำงานอยู่ที่หอดูดาว Mauna Loa ที่มีชื่อเสียง

การวิเคราะห์ข้อสังเกตพบว่าการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศได้รับผลกระทบจากวัฏจักรของการสังเคราะห์แสง การทำลายพืชบนบก และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิประจำปีในมหาสมุทร ในระหว่างการทดลอง มีความเป็นไปได้ที่จะพบว่าปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในเชิงปริมาณในซีกโลกเหนือนั้นสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำว่านี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ารายได้ของมนุษย์ส่วนใหญ่ตกอยู่ในซีกโลกนี้

สำหรับการวิเคราะห์ ตัวอย่างอากาศไม่ได้ใช้วิธีการพิเศษ นอกจากนี้ ข้อผิดพลาดในการคำนวณแบบสัมพัทธ์และแบบสัมบูรณ์ไม่ได้ถูกนำมาพิจารณา จากการวิเคราะห์ฟองอากาศที่บรรจุอยู่ในแกนน้ำแข็ง นักวิจัยสามารถจัดทำข้อมูลปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศโลกในช่วง 1750-1960

สรุป

ในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมา มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในระบบนิเวศของทวีป เหตุผลก็คือการเพิ่มขึ้นของผลกระทบต่อมนุษย์ ด้วยการเพิ่มขึ้นของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของโลกของเรา ภาวะเรือนกระจกจึงเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลในทางลบต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต ด้วยเหตุนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีประหยัดพลังงานที่ช่วยลดการปล่อย CO2_{2 สู่ชั้นบรรยากาศ}