Преглед на кодот на Јаглерод диоксид во Земјината атмосфера

[[Податотека:Carbon Dioxide 800kyr mk.svg|десно|мини|300x300пкс|Промени во концентрацијата на CO<sub>2</sub> во милионити делови (мд) во изминатите {{бп|800 илјади години}}.]]
'''Јаглерод диоксидот во Земјината атмосфера''' е компонента со незначителна концентрација во современата [[Земја (планета)|Земјината]] [[Земјина атмосфера|атмосфера]], концентрацијата на [[јаглерод диоксид]] (CO<sub>2</sub>) во сувиот [[воздух]] е {{бп|0,03—0,045 об. %}} ({{бп|300—450 [[Дел на милион|ппм]]}}). Јаглерод диоксидот ја формирал основата на атмосферата на младата Земја, заедно со азот и водена пареа. Процентот на јаглерод диоксид се намалува од појавата на океаните и почетокот на животот. Од средината на [[19 век]], има постојан пораст на количината на овој гас во атмосферата од ноември 2015 година, неговата просечна месечна концентрација постојано надминувала {{бп|400 ппм}}<ref name="Monthly mean data">{{Наведена мрежна страница|url=ftp://aftp.cmdl.noaa.gov/products/trends/co2/co2_mm_mlo.txt|title=Mauna Loa CO2 monthly mean data|publisher=Earth System Research Laboratory|language=en|accessdate=2018-05-16}}</ref>, а во 2022 година било за еден и пол пати повисоко од прединдустриското ниво<ref name="автоссылка1">{{Наведена мрежна страница|url=http://www.noaa.gov/news-release/carbon-dioxide-now-more-than-50-higher-than-pre-industrial-levels|title=Carbon dioxide now more than 50% higher than pre-industrial levels|work=www.noaa.gov|language=en|archive-url=https://web.archive.org/web/20220709135555/https://www.noaa.gov/news-release/carbon-dioxide-now-more-than-50-higher-than-pre-industrial-levels|archive-date=2022-07-09|accessdate=2022-07-10}}</ref>.

Улогата на јаглерод диоксидот во животот [[Биосфера|на биосферата]] е првенствено да ја поддржува [[фотосинтеза]]та, која ја вршат [[растенија]]та. Како [[Стакленички гасови|стакленички гас]], јаглерод диоксидот во [[воздух]]от влијае на размената на топлина на планетата со околниот простор, ефикасно блокирајќи ја повторно зрачената [[Инфрацрвено зрачење|топлина]] на голем број честоти и на тој начин учествува во обликувањето на [[клима]]та на планетата<ref name="Petty">{{ref-en}} Petty, G. W.: ''A First Course in Atmospheric Radiation'', pages 229—251, Sundog Publishing, 2004</ref>.

Поради активната употреба на фосилните горива од страна на човештвото како гориво, концентрацијата на овој гас во атмосферата рапидно се зголемува. Покрај тоа, според [[IPCC]] на [[ОН]], до {{бп|20 %}} од антропогените емисии на CO<sub>2</sub> се резултат на уништувањето на шумите <ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.un.org/ru/youthink/climate.shtml|title=www.un.org: Изменение климата.|archive-url=https://web.archive.org/web/20160129152700/http://www.un.org/ru/youthink/climate.shtml|archive-date=2016-01-29|accessdate=2013-10-28}}</ref>. За прв пат, антропогеното влијание врз концентрацијата на јаглерод диоксид е забележано од средината на [[19 век]]. Оттогаш, нејзината стапка на раст се зголемувала и во 2010-тите се случило да достигне со стапка од {{бп|2—3}} ппм/годишно<ref name="Ежегодное приращение">{{Наведена мрежна страница|url=https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/gr.html|title=Annual Mean Growth Rate for Mauna Loa, Hawaii|language=en|archive-url=https://web.archive.org/web/20201111171207/https://esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/gr.html|archive-date=2020-11-11|accessdate=2020-11-20}}</ref> или {{бп|0,5—0,7 %}} за една година. Според поединечни студии, сегашното ниво на CO<sub>2</sub> во атмосферата е највисоко во последните 800 илјади години и, можеби, во последните 14<ref>{{Наведено списание|last=Zhang, Yi Ge|displayauthors=etal|date=28 October 2013|title=A 40-million-year history of atmospheric CO2|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society A|volume=371|issue=2001|pages=20130096|doi=10.1098/rsta.2013.0096|pmid=24043869|doi-access=free}}</ref> или {{бп|20 милиони години}}<ref name="deep ice">{{En}} {{Наведени вести|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/5314592.stm|title=Deep ice tells long climate story|date=2006-09-04|work=BBC News|access-date=2010-04-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20130123202651/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/5314592.stm|archive-date=2013-01-23}}</ref><ref>{{Наведено списание|last=Perry|first=Alien|date=2003-07|title=Book Review: Climate change 2001: synthesis report. Third assessment report                 of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC); Climate change 2001: the                 scientific basis; Climate change 2001: impacts, adaptation, and vulnerability;                 Climate change 2001: mitigation|url=http://dx.doi.org/10.1177/095968360301300516|journal=The Holocene|volume=13|issue=5|pages=794–794|doi=10.1177/095968360301300516|issn=0959-6836}}</ref>.

== Улога во ефектот на стаклена градина ==
[[Податотека:Atmosfaerisk_spredning-mk.svg|мини|370x370пкс| Преносен спектар на земјината [[Земјина атмосфера|атмосфера]] (зависност на транспарентноста од брановата должина). Впивните појаси [[Јаглерод диоксид|на CO<sub>2</sub>]], O<sub>2</sub>, O<sub>3</sub> и H<sub>2</sub>O се видливи.]]
[[Податотека:Atmospheric_Transmission-mk.svg|мини|370x370пкс| Пропустливост на Земјината атмосфера во видливиот и инфрацрвениот опсег (впивање и расејување), повторна емисија на сончева светлина во опсегот на инфрацрвена бранова должина:<br /> 1. Интензитетот на сончевото зрачење (лево) и инфрацрвеното зрачење на површината на Земјата (десно) - спектралните интензитети се дадени без и со впивање земено во предвид<br /><br /> 2. Вкупно впивање и расејување во атмосферата во зависност од брановата должина<br /><br /> 3. Впивни спектри на различни стакленички гасови и [[Рејлиево расејување]].]]
[[Растенија]]та го претвораат добиениот јаглерод диоксид во [[јаглехидрат]]и за време на [[фотосинтеза]]та, која се изведува преку пигментот [[хлорофил]], кој ја користи енергијата на сончевото зрачење. Добиениот гас, [[кислород]]от, се ослободува во  [[Земјина атмосфера|Земјината атмосферата]]  и се користи за дишење [[Хетеротроф|од хетеротрофни]] организми и други растенија, со што се формира [[Јаглероден циклус|јаглеродниот циклус]].Главниот извор на [[ефектот на стаклена градина]] во [[атмосферата]] на [[Земјата]] е гасната вода присутна во воздухот во форма на [[водена пареа]]<ref>{{Наведено списание|date=2019|title=ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ЗАЯВЛЕНИЯ ЛИДЕРОВ G20 В ОСАКЕ 29 июня 2019 г|url=http://dx.doi.org/10.36535/0235-5019-2019-09-8|journal=Проблемы окружающей среды и природных ресурсов|issue=9|pages=114–130|doi=10.36535/0235-5019-2019-09-8|issn=0235-5019}}</ref>. Без стакленички гасови во атмосферата и сончева константа од 1368, просечната температура на површината требало да биде -19,5&nbsp;°C. Всушност, просечната температура на површината на Земјата е +14&nbsp;°C, односно ефектот на стаклена градина доведува до зголемување од 34&nbsp;°C.<ref>{{Наведено списание|date=2019|title=ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ЗАЯВЛЕНИЯ ЛИДЕРОВ G20 В ОСАКЕ 29 июня 2019 г|url=http://dx.doi.org/10.36535/0235-5019-2019-09-8|journal=Проблемы окружающей среды и природных ресурсов|issue=9|pages=114–130|doi=10.36535/0235-5019-2019-09-8|issn=0235-5019}}</ref> При релативно ниски концентрации во воздухот, CO2 е вториот најважен стакленички гас во атмосферата бидејќи впива и повторно емитува инфрацрвено зрачење на различни бранови должини, вклучувајќи бранова должина од 4,26 микрони (режим на вибрации - поради асиметрично истегнување на молекулата) и 14,99 микрометри (вибрации на свиткување на молекулата). Овој процес го елиминира или намалува зрачењето од Земјата во вселената на овие бранови должини, што резултира со ефект на стаклена градина.

Покрај инфрацрвените својства на јаглерод диоксидот, важен е и фактот дека тој е потежок од [[воздух]]от. Бидејќи просечната релативна [[моларна маса]] на воздух е {{бп|28,98 г/[[Мол (единица мерка)|мол]]}}, а моларната маса на CO<sub>2</sub> е {{бп|44,01 г/мол}}, зголемувањето на процентот на јаглерод диоксид доведува до зголемување на густината на воздухот и, соодветно, до промена на неговиот профил на притисок во зависност од висината. Поради физичката природа на ефектот на стаклена градина, ваквата промена на својствата на атмосферата доведува до зголемување на просечната температура на површината. Бидејќи со зголемување на процентот на овој гас во атмосферата, неговата поголема моларна маса доведува до зголемување на густината и притисокот, тогаш на истата температура, зголемувањето на концентрацијата на CO<sub>2</sub> доведува до зголемување на капацитетот за влага на воздухот и до зголемување на ефектот на стаклена градина поради поголема количина на вода во атмосферата <ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.xiron.ru/content/view/9156/28/|title=Абсолютная и относительная влажность|archive-url=https://web.archive.org/web/20151105060905/http://www.xiron.ru/content/view/9156/28/|archive-date=2015-11-05|accessdate=2012-06-16}}</ref> . Зголемувањето на процентот на вода во воздухот за да се постигне исто ниво [[Релативна влажност|на релативна влажност]] - поради ниската моларна маса на вода ( {{бп|18 г/мол}} ) - ја намалува густината на воздухот, што се компензира со зголемувањето на густината предизвикано од присуството на зголемено ниво на јаглерод диоксид во [[атмосфера]]та.

Комбинацијата на овие фактори генерално води до фактот дека зголемувањето на концентрацијата од прединдустриското ниво {{бп|280 [[милионити дел|мд]]}} до современите {{бп|392 мд}} (414,7 мд просек за 2021 година<ref name="автоссылка2">{{Наведена мрежна страница|url=http://www.noaa.gov/news-release/increase-in-atmospheric-methane-set-another-record-during-2021|title=Increase in atmospheric methane set another record during 2021|work=www.noaa.gov|language=en|archive-url=https://web.archive.org/web/20220711155613/https://www.noaa.gov/news-release/increase-in-atmospheric-methane-set-another-record-during-2021|archive-date=2022-07-11|accessdate=2022-07-10}}</ref> ) е еквивалентно на дополнително ослободување од {{бп|1,8 [[Ватт|Вт]]}} на квадрат метар од површината на планетата. Она што го издвојува јаглеродниот диоксид од другите гасови како стакленички гас е неговото долгорочно влијание врз климата, кое во голема мера останува константно до илјада години откако ќе престане емисијата што ја предизвикало. Другите стакленички гасови, како што се [[метан]]от и [[Азот субоксид|азотен субоксид]], не остануваат слободни во атмосферата толку долго.  .

== Улога во студениот бран ==
Теоријата на глобалното затоплување не може да го објасни фактот дека содржината на јаглерод диоксид некогаш била многу пати поголема (особено пред појавата на кислородот), но животот се појавил и процветал, сценариото на Венезија не се реализирало. Ова укажува на присуство на негативни повратни информации. Таков ефект на „ладење“ може да бидат облаците кои го рефлектираат сончевото зрачење и настануваат со уште поголема содржина на јаглерод диоксид отколку што е сега случајот. И двата феномени, затоплувањето и ладењето, на тој начин претставуваат стабилизирачки механизми за условите за живот на [[Земја]]та.

== Извори на јаглерод диоксид ==
[[Податотека:TOMS_indonesia_smog_lrg.jpg|мини|250x250пкс| [[Условна боја|условна-боја]] слика [[Чад (хемија)|на чад]] и загадување на воздухот [[Озон|од озон]] од пожари во [[Индонезија]], 1997 година]]
[[Податотека:Russia_TMO_2010216_lrg.jpg|мини|250x250пкс| Летни [[Природни пожари во Русија во 2010 година|пожари 2010 година]] во [[Русија]], поглед од вселената]]
Природните извори на јаглерод диоксид во атмосферата вклучуваат [[вулкан]]ски ерупции, согорување [[Органско соединение|на органска материја]] во воздухот и [[дишење]] на претставници [[Фауна|на животинскиот свет]] ([[Аероб|аеробни организми]]). Јаглерод диоксид се произведува и од некои [[Микроорганизам|микроорганизми]] како резултат на процесот на [[ферментација]], [[Клеточно дишење|клеточното дишење]] и во процесот на распаѓање на органските остатоци во воздухот. Антропогените извори на емисии на CO<sub>2</sub> во атмосферата вклучуваат: согорување на фосилни и нефосилни [[Фосилно гориво|енергетски ресурси]] за производство на топлина, производство на [[електрична енергија]] и [[Превоз|транспорт]] на луѓе и стоки. Некои видови индустриски активности доведуваат до значителни емисии на CO<sub>2</sub>, како што е производството [[Цемент|на цемент]] и отстранувањето на придружните нафтени [[гас]]ови со нивно палење.

Главниот извор на ефектот на стаклена градина во Земјината атмосфера е гасната вода присутна во воздухот во форма на водена пареа<ref name="clch">{{Наведена мрежна страница|url=https://wwf.ru/upload/iblock/9b9/climate_casia.pdf|title=Изменение климата и водные проблемы в Центральной Азии. Учебный курс для студентов естественных и гуманитарных специальностей. Москва – Бишкек, 2006|last=Подрезов А. О.|first=Аламанов С. К.|pages=18|doi=|archive-url=https://www.webcitation.org/696JBLZBq?url=http://www.wwf.ru/data/pub/climate/climate_casia.pdf|archive-date=2012-07-12|dead-url=yes|accessdate=2012-06-16}}</ref>. Во отсуство на стакленички гасови во атмосферата и сончева константа еднаква на 1368, просечната температура на површината требало да биде −19,5&nbsp;°C. Всушност, просечната температура на површината на Земјата е +14&nbsp;°C, односно ефектот на стаклена градина доведува до зголемување од 34&nbsp;°C<ref>{{Наведена мрежна страница|url=https://scied.ucar.edu/planetary-energy-balance-temperature-calculate|title=Calculating Planetary Energy Balance & Temperature {{!}} UCAR Center for Science Education|publisher=scied.ucar.edu|archive-url=https://web.archive.org/web/20190629100011/https://scied.ucar.edu/planetary-energy-balance-temperature-calculate|archive-date=2019-06-29|accessdate=2019-06-29}}</ref>. При релативно ниски концентрации во воздухот, CO2 е вториот најважен стакленички гас во атмосферата бидејќи впива и повторно емитува инфрацрвено зрачење на различни бранови должини, вклучувајќи бранова должина од 4,26 микрони (режим на вибрации - поради асиметрично истегнување на молекулата) и 14,99&nbsp;µm (вибрации на свиткување на молекулата). Овој процес го елиминира или намалува зрачењето од Земјата во вселената на овие бранови должини, што резултира со [[ефект на стаклена градина]]. Бидејќи на главните честоти на впивање, атмосферскиот CO2 целосно ја исклучува повторната емисија во вселената, сегашното зголемување на концентрацијата влијае само во опсезите на впивање, каде што неговото сегашно влијание врз спектарот на реемисии на Земјата води само до делумно впивање. Општо земено, присуството на јаглерод диоксид и неговиот ефект на стаклена градина во атмосферата доведува до зголемување на температурата на површината за количина од редот од +8±1&nbsp;°C, а [[Влажност|влажноста на воздухот]] е одговорна за остатокот од ефектот на стаклена градина со малку влијание од други гасови<ref name="sms_ghe">{{Наведена мрежна страница|url=http://ru.iszf.irk.ru/images/c/c9/Semenov_2_21.pdf|title=ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ И ЕГО АНТРОПОГЕННОЕ УСИЛЕНИЕ. Солнечно-земная физика, Вып. 21 (2012) С. 10–17|last=С.М. Семенов|first=С.М. Семенов|pages=8|doi=|archive-url=https://web.archive.org/web/20220121030529/http://ru.iszf.irk.ru/images/c/c9/Semenov_2_21.pdf|archive-date=2022-01-21|accessdate=2021-08-22}}</ref>.

=== Природни извори ===
Повеќето извори на емисија <sub>на CO2</sub> според податоците од 1998  на РФ CO2  се природни. Распаднатиот органски материјал, како што се мртвите дрвја и тревата, ослободуваат {{бп|220 млрд}} тони јаглерод диоксид секоја година, а океаните на Земјата ослободуваат {{бп|330 млрд}}. [[Пожар]]ите, кои се јавуваат, вклучително и од природни причини, поради самиот процес на согорување во атмосферата и  во случај на горење шуми  поради уништување на шумите, доведуваат до емисии кои се споредливи со антропогените.  Пример, [[Индонезија|индонезиските]] шумски и тресетски пожари {{Меѓујазична врска|Јужноазиски смог од 1997 година|пожари 1997 година}} ослободиле {{бп|13-40 %}} од просечните годишни емисии на CO<sub>2</sub> од согорувањето на фосилните горива. [[Вулкан]]ската активност била главниот извор [[Јаглерод диоксид|на јаглерод диоксид]] за време на младата Земја во современиот геолошки период, вулканските емисии се околу {{бп|130–230 млн}} тони годишно или помалку {{бп|1 %}} ;{{бп|1 %}} од антропогените<ref name="Gerlach">{{ref-en}} ''Gerlach, T. M.'', 1992, Present-day CO<sub>2</sub> emissions from volcanoes: Eos, Transactions, American Geophysical Union, Vol. 72, No. 23, June 4, 1991, pp. 249, and 254—255</ref> .

Во нормални услови, овие природни извори се во рамнотежа со физичките и биолошките процеси кои го отстрануваат јаглеродниот диоксид од атмосферата - дел од CO<sub>2</sub> се раствора во [[Морска вода|морската вода]], а дел се отстранува од воздухот преку [[фотосинтеза]]. Бидејќи овој процес обично впива 5,5 {{E|11}} тони јаглерод диоксид годишно, а неговата вкупна маса во земјината [[Земјина атмосфера|атмосфера]] е {{бп|3,03 {{e|12}} т,}} тогаш во просек целиот атмосферски CO<sub>2</sub> учествува во јаглеродниот циклус на секои шест години. Поради присуството на антропогени емисии, впивањето на CO<sub>2</sub> [[Биосфера|од биосферата]] ја надминала нејзината емисија за ≈ {{бп|17 млрд}} тони во средината на 2000-тите, стапката на неговото впивање има постојана тенденција да се зголемува заедно со зголемувањето на атмосферската концентрација<ref name="Kee1995">Keeling et al., 1995</ref>.

=== Антропогени емисии ===
[[Податотека:Global_Carbon_Emission_by_Type_to_Y2004_ru.png|лево|мини|250x250пкс| Емисии на јаглерод во атмосферата од индустриски активности, 1800-2004 година.]]
Со доаѓањето [[Индустриска револуција|на индустриската]] револуција во средината [[19 век|на 19 век,]] имало прогресивно зголемување на антропогените емисии на јаглерод диоксид во атмосферата, што довело до нерамнотежа во циклусот на јаглерод и зголемување на концентрациите на CO<sub>2</sub>. Во моментов, околу {{бп|57 %}} од јаглеродниот диоксид произведен од човештвото се отстранува од атмосферата од [[растенија]]<nowiki/>та и [[океан]]ите. Односот на зголемувањето на количеството на CO<sub>2</sub> во атмосферата кон вкупното ослободен CO<sub>2</sub> е константна вредност од околу {{бп|45 %}} и претрпува краткорочни флуктуации и флуктуации во период од пет години<ref name="Kee1995">Keeling et al., 1995</ref>.

Согорувањето на фосилните горива, како што се [[јаглен]]от, [[нафта]]та и [[Земен гас|природниот гас]], е главната причина за антропогените емисии на CO<sub>2</sub>. Уништувањето на шумите е втора водечка причина. Во 2008 година, согорувањето на фосилните горива ослободило {{бп|8,67 милјарди}} тони [[јаглерод]] во атмосферата ( {{бп|31,8 милјарди}} тони <sub>CO2</sub> ), додека годишните емисии на јаглерод беа {{бп|6,14 милијарди}} тони во 1990 година<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://dx.doi.org/10.3410/f.1093824.548746|title=Faculty Opinions recommendation of Contributions to accelerating atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks.|last=Leemans|first=Rik|date=2007-11-02|work=Faculty Opinions – Post-Publication Peer Review of the Biomedical Literature|accessdate=2024-06-01}}</ref>. Уништувањето на шумите заради користење на земјиштето резултирало со зголемување на атмосферскиот јаглерод диоксид што е еквивалентно на согорувањето на {{бп|1,2 милјарди}} тони [[јаглен]] во 2008 година ({{бп|1,64 милјарди}} тони во 1990 година) <ref name="Le Quere2">{{En}} [http://lgmacweb.env.uea.ac.uk/lequere/co2/carbon_budget.htm Global carbon budget 2008] {{Wayback}}, [http://lgmacweb.env.uea.ac.uk lgmacweb.env.uea.ac.uk] {{Wayback}}</ref>. Кумулативното зголемување во текот на 18 години е {{бп|3 %}} од годишниот природен циклус на CO<sub>2</sub>, што е доволно да го исфрли системот од рамнотежа и да предизвика брзо зголемување на нивото на CO<sub>2</sub> <ref name="dx.doi.org">{{Наведено списание|date=2002-02-01|title=The Internet Archive Wayback Machine|url=http://dx.doi.org/10.1108/rr.2002.16.2.5.59|journal=Reference Reviews|volume=16|issue=2|pages=5–5|doi=10.1108/rr.2002.16.2.5.59|issn=0950-4125}}</ref>. Како резултат на тоа, јаглеродниот диоксид постепено се акумулирал во атмосферата, а во 2009 година неговата концентрација била {{бп|39 %}} повисока од прединдустриските вредности<ref name="dx.doi.org"/>.

Така, и покрај фактот што (од 2011 година) вкупните антропогени емисии на CO<sub>2</sub> не надминуваат {{бп|8 %}} од природниот годишен циклус, постои зголемување на концентрацијата што се должи не само на нивото на антропогени емисии, туку и на постојаното зголемување на ниво на емисии со текот на времето.

=== Промена на температурата и циклус на јаглерод ===
Други фактори кои ја зголемуваат содржината на CO<sub>2</sub> во атмосферата вклучуваат зголемување на просечната температура во [[20 век]], што требало да се одрази на забрзување на распаѓањето на органските остатоци и, поради затоплувањето на [[океани]]те, во намалување на вкупната количина на јаглерод диоксид растворен во вода. Зголемувањето на температурата се должело и на исклучително високата сончева активност во овој период и во [[19 век]] (види, на пример, [[Сончева бура од 1859 година|Сончеба бура од]], [[1859|1859 година]]) <ref>{{En}}  ''Usoskin, Ilya G.; Usoskin, Ilya G.; Solanki, Sami K.<sup>[англ.]</sup>; Schüssler, Manfred; Mursula, Kalevi; Alanko, Katja.'' A Millennium Scale Sunspot Number Reconstruction: Evidence For an Unusually Active Sun Since the 1940’s (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2003. — Vol. 91. — P. 211101. — doi:10.1103/PhysRevLett.91.211101.</ref>.

За време на транзицијата од [[Ледено време|ладна]] во топла клима во последните милион години, природната промена во атмосферската концентрација на CO<sub>2</sub> останала во рамките на {{бп|100 мд}} односно вкупниот пораст на неговата содржина не надминала {{бп|40 %}} <ref name="vostok">(англ.) Vostok Ice Core Data Архивная копия от 27 февраля 2015 на Wayback Machine, ncdc.noaa.gov Архивная копия от 22 апреля 2021 на Wayback Machine</ref>. Во исто време, на пример, просечната температура на планетата за време на периодот на климатски [[Холоценски климатски оптимум|оптимум]] {{бп|9000—5000}} {{бп|н. е.}} била приближно {{бп|1-2 °C}} повисока од денешната, а поради поизразениот ефект на стаклена градина во топла клима, просечната годишна температурна аномалија во субарктичките географски широчини достигнала и до {{бп|9 °C}} <ref>{{Наведено списание|last=Wierzbowski|first=A.|last2=Rogov|first2=M.A.|date=2013-09-01|title=Biostratigraphy and ammonites of the Middle Oxfordian to lowermost Upper Kimmeridgian in northern Central Siberia|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2013.07.021|journal=Russian Geology and Geophysics|volume=54|issue=9|pages=1083–1102|doi=10.1016/j.rgg.2013.07.021|issn=1068-7971}}</ref>.

=== Влијанието на вулканизмот ===
[[Податотека:Pinatubo91eruption_plume.jpg|мини|250x250пкс| [[Вулкански избув|Ерупција на планината]] [[Пинатубо]] во 1991 година]]
Современиот вулканизам во просек води до ослободување на {{бп|2{{e|8}} тонн}} CO<sub>2</sub> годишно, што е помалку од {{бп|1 %}} од антропогените емисии<ref name="Gerlach">{{ref-en}} ''Gerlach, T. M.'', 1992, Present-day CO<sub>2</sub> emissions from volcanoes: Eos, Transactions, American Geophysical Union, Vol. 72, No. 23, June 4, 1991, pp. 249, and 254—255</ref>. Главната разлика помеѓу овој тип на емисии и антропогените е тоа што кога фосилните горива се согоруваат во воздухот, молекулите [[Кислород|на кислород]] се заменуваат со молекули [[Јаглерод диоксид|на јаглерод]] диоксид, односно вкупното зголемување на масата на атмосферата одговара на масата на изгорениот јаглерод, додека при вулкански ерупции масата на атмосферата се зголемува за количина еднаква на масата на ослободениот [[гас]].

Јаглерод диоксидот е втор најзастапен гас (по [[Вода|водената]] пареа) ослободен од вулканите. Поголемиот дел од гасот ослободен од подводните вулкани завршува растворен во вода<ref>{{Наведена книга|url=http://dx.doi.org/10.1029/139gm01|title=Introduction: Mount Pinatubo as a test of climate feedback mechanisms|last=Robock|first=Alan|date=2003|publisher=American Geophysical Union|location=Washington, D. C.|pages=1–8}}</ref>. Изотопскиот состав на ослободениот јаглерод диоксид приближно одговара на изотопскиот состав на атмосферскиот CO<sub>2</sub> добиен како резултат на согорувањето на фосилните енергетски ресурси, што го отежнува прецизното одредување на волуменот на вулканските емисии на CO<sub>2</sub> <ref name="Casey">{{En}} [http://carbon-budget.geologist-1011.net/ Volcanic Carbon Dioxide] {{Wayback}}, ''Timothy Casey''</ref>.

Големите вулкански [[Вулкански избув|ерупции]] можат да испуштат значителни количини на јаглерод диоксид во атмосферата, но таквите ерупции се случуваат ретко - неколку настани на век - и во просек немаат забележителен ефект врз нивото на емисиите на овој гас во атмосферата. На пример, за време на ерупцијата на вулканот [[Лаки (вулкан)|Лаки]] [[1783|во 1783 година,]] биле ослободени приближно 90 милиони тони CO<sub>2</sub>, за време на ерупцијата на [[Тамбора]] во [[1815|1815 година,]] околу 48 милиони тони  . Некои студии укажуваат на малку поголемо ослободување на јаглерод диоксид за време на ерупциите споменати погоре (Lucky 1783 ≈ {{бп|6,5{{e|8}} т}} ), но релативната реткост на таквите настани го прави нивниот ефект врз содржината на јаглерод диоксид незначителен во овој случај <ref name="Casey" />.

Последната ерупција [[показател на вулканска избувност]] била ерупцијата на планината [[Пинатубо]] во 1991 година. Нејзиниот главен ефект врз содржината на јаглерод диоксид во атмосферата било ослободување на аеросоли во [[стратосфера]]та и, како резултат на тоа, нарушување на рамнотежата на јаглеродниот циклус поради намалување од {{бп|0,5 °C}} на просечната температура на планетата поради [[анти-стаклена градина ефект]] . Зголемувањето на амплитудата на сезонските флуктуации на заплетот на Килинг во овој временски период укажува на мало подобрување на условите за [[фотосинтеза]] од растенијата во раните 1990-ти. Последното се објаснува со ефектот на расејувањето на сончевото зрачење врз стратосферските аеросоли честички, што довело до зголемување на потрошувачката на атмосферски CO<sub>2</sub> од вегетацијата<ref>{{Наведена книга|url=http://dx.doi.org/10.18356/9789210058735c009|title=Краткие отчеты о заседаниях первой части шестьдесят восьмой сессии, проходившей в Женеве с 4 июля по 12 июня 2016 года|date=2023-12-26|publisher=United Nations|isbn=978-92-1-005873-5|pages=237–574}}</ref>.

== Моментална концентрација на јаглерод диоксид во атмосферата ==
[[Податотека:Global_distribution_of_Carbon_Dioxide.jpg|лево|мини|250x250пкс| Сезонски флуктуации и промени во концентрацијата на јаглерод диоксид низ географската ширина во интервалот од 2005 до 2014 година.]]
[[Податотека:Mauna_Loa_CO2_monthly_mean_concentration_RU.svg|лево|мини|250x250пкс| Месечни и годишни просечни концентрации [[Јаглерод диоксид|на CO<sub>2</sub>]] во атмосферата, врз основа на набљудувањата во опсерваторијата Мауна Лоа, [[Хаваи]]. Вметнувањето покажува сезонски отстапувања од годишниот просек.]]
Во современиот временски период, концентрацијата на јаглерод диоксид одржува стабилно зголемување во 2009 година, просечната концентрација на CO<sub>2</sub> во [[Земјина атмосфера|земјината]] атмосфера беше {{бп|0,0387 %}} или {{бп|387 мд}}, во септември 2016 година надмина 400 ппм <ref name="Carbon Trends">{{En}} {{Наведена мрежна страница|url=http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/global.html|title=Globally averaged marine surface monthly mean data|last=Tans, Pieter|publisher=[[National Oceanic and Atmospheric Administration|NOAA]]/[[:en:Earth System Research Laboratory|ESRL]]|archive-url=https://web.archive.org/web/20110810235755/http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/global.html|archive-date=2011-08-10|accessdate=2014-02-19}}</ref><ref>{{En}} {{Наведена мрежна страница|url=http://co2unting.com|title=Current atmospheric CO2 concentration at http://co2unting.com|archive-url=https://www.webcitation.org/696JCzQfX?url=http://co2unting.com/|archive-date=2012-07-12|dead-url=yes|accessdate=2019-06-21}}</ref>.

Заедно со годишното зголемување од 2-3 ппм/годишно<ref name="Ежегодное приращение">{{Наведена мрежна страница|url=https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/gr.html|title=Annual Mean Growth Rate for Mauna Loa, Hawaii|language=en|archive-url=https://web.archive.org/web/20201111171207/https://esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/gr.html|archive-date=2020-11-11|accessdate=2020-11-20}}</ref>, се забележува периодична промена на концентрацијата со амплитуда 3-9 ппм во текот на годината, што го следи развојот на сезоната вегетацискиот период на [[Северна полутопка|северната полутопка]]. Бидејќи сите поголеми континенти се наоѓаат во северниот дел на планетата, влијанието на вегетацијата на северната полутопка доминира во годишниот циклус на концентрации на CO<sub>2</sub>. Нивото достигнува максимум во [[мај]] и минимум во [[октомври]], кога количината [[Биомаса|на биомаса]] што врши [[фотосинтеза]] е најголема<ref>{{Наведено списание|last=Wagner|first=Friederike|last2=Aaby|first2=Bent|last3=Visscher|first3=Henk|date=2002-09-17|title=Rapid atmospheric CO 2 changes associated with the 8,200-years-B.P. cooling event|url=https://pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.182420699|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences|language=en|volume=99|issue=19|pages=12011–12014|doi=10.1073/pnas.182420699|issn=0027-8424}}</ref>.

Во пролетта 2016 година, австралиските научници откриле дека концентрацијата на јаглерод диоксид во атмосферата во близина на островот Тасманија достигнал 400 ппм <ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://tass.ru/nauka/3287297|title=ТАСС: Наука — Австралийские ученые: уровень углекислого газа в мировой атмосфере достиг точки невозврата|archive-url=https://web.archive.org/web/20160521030704/http://tass.ru/nauka/3287297|archive-date=2016-05-21|accessdate=2016-05-17}}</ref>.

Во 2017 година, [[Светска метеоролошка организација|Светската метеоролошка организација]] објавила дека концентрацијата на јаглерод диоксид во Земјината атмосфера го достигнала највисокото ниво за 800 илјади: 403,3 ппм <ref>{{Наведена мрежна страница|url=https://news.mail.ru/society/31485428/|title=Концентрация CO2 в атмосфере выросла до максимума за 800 тыс. лет|archive-url=https://web.archive.org/web/20171107004341/https://news.mail.ru/society/31485428/|archive-date=2017-11-07|dead-url=yes|accessdate=2017-10-30}}</ref>.

Според [[Временска опсерваторија на Мауна Лоа|Метеоролошката опсерваторија на Мауна Лоа,]] во 2021 година била забележана нова просечна годишна максимална концентрација на CO<sub>2</sub> во атмосферата 417,7 ппм<ref name="автоссылка2">{{Наведена мрежна страница|url=http://www.noaa.gov/news-release/increase-in-atmospheric-methane-set-another-record-during-2021|title=Increase in atmospheric methane set another record during 2021|work=www.noaa.gov|language=en|archive-url=https://web.archive.org/web/20220711155613/https://www.noaa.gov/news-release/increase-in-atmospheric-methane-set-another-record-during-2021|archive-date=2022-07-11|accessdate=2022-07-10}}</ref>, а во мај 2022 година - месечен просек од 420,99 ппм<ref name="автоссылка1">{{Наведена мрежна страница|url=http://www.noaa.gov/news-release/carbon-dioxide-now-more-than-50-higher-than-pre-industrial-levels|title=Carbon dioxide now more than 50% higher than pre-industrial levels|work=www.noaa.gov|language=en|archive-url=https://web.archive.org/web/20220709135555/https://www.noaa.gov/news-release/carbon-dioxide-now-more-than-50-higher-than-pre-industrial-levels|archive-date=2022-07-09|accessdate=2022-07-10}}</ref>.

== Промена на концентрацијата во минатото ==
Најсигурен начин за мерење на концентрациите на [[јаглерод диоксид]] во атмосферата во временскиот период пред да започнат директните мерења е да се одреди количеството на него во воздушните меури затворени во ледените јадра од континенталните ледници [[Антарктик|на Антарктикот]] и [[Гренланд]]. Најшироко користени за овие цели се јадрата на [[Антарктик]]<nowiki/>от, според кои нивото на атмосферски CO<sub>2</sub> останало во опсег од 260-284 ппм пред почетокот на индустриската револуција во средината на 19 век и 10 илјади години пред таа точка до тоа време. Некои студии базирани на фосилното зеленило укажуваат на многу поголеми промени во нивоата на CO<sub>2</sub> во овој период (~ 300 мд), но тие се критикувани<ref>{{Наведено списание|last=HILEMAN|first=BETTE|date=2005-11-28|title=ICE CORE RECORD EXTENDED|url=http://dx.doi.org/10.1021/cen-v083n048.p007|journal=Chemical &amp; Engineering News Archive|volume=83|issue=48|pages=7|doi=10.1021/cen-v083n048.p007|issn=0009-2347}}</ref><ref>{{Наведено списание|last=Cottingham|first=Katie|date=2009-02-27|title=A common aquarium fish helps unlock the secrets of melanoma|url=http://dx.doi.org/10.1021/pr900088j|journal=Journal of Proteome Research|volume=8|issue=4|pages=1619–1619|doi=10.1021/pr900088j|issn=1535-3893}}</ref>. Исто така, јадрата земени во Гренланд укажуваат на поголем степен на промена во концентрациите на јаглерод диоксид во споредба со резултатите добиени на Антарктикот. Но, во исто време, истражувачите на јадрата на Гренланд сугерираат дека поголемата варијабилност овде се должи на локалните седименти [[Калциум карбонат|на калциум карбонат]]<ref> (англ.) ''Archer, D.'' (2005). Fate of fossil fuel CO<sub>2</sub> in geologic time. ''J. Geophys. Res.'', '''110'''.</ref>. Во случај на ниски нивоа на прашина во примероците на мраз земени од Гренланд, податоците за нивоата на CO<sub>2</sub> за време [[Холоцен|на холоценот]] се во добра согласност со податоците од Антарктикот.

Најдолгиот период на мерења на нивоата на CO<sub>2</sub> врз основа на студиите на леденото јадро е можен на Источен Антарктик, каде [[мраз]]от датира и до 800 илјади години, и што покажува дека концентрациите на јаглерод диоксид варирале помеѓу 180-210 ппм за време [[Ледено време|на леденото]] време и се зголемиле на 280- 300 ппм за време на потоплите периоди<ref name="deep ice">{{En}} {{Наведени вести|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/5314592.stm|title=Deep ice tells long climate story|date=2006-09-04|work=BBC News|access-date=2010-04-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20130123202651/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/5314592.stm|archive-date=2013-01-23}}</ref><ref>{{Наведено списание|last=Максумова|first=И.М.|date=2021-12-20|title=ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СЕНСОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В АТМОСФЕРЕ НА ОСНОВЕ НАНОМАТЕРИАЛОВ|url=http://dx.doi.org/10.36684/53-2021-1-192-195|journal=V Кавказский Международный экологический форум «Исследования изменений атмосферы, климата и динамики ландшафтов»|issue=1|pages=192–195|doi=10.36684/53-2021-1-192-195}}</ref>.
[[Податотека:Phanerozoic_Carbon_Dioxide.png|десно|мини|250x250пкс| Промени во атмосферските концентрации [[Јаглерод диоксид|на јаглерод диоксид]] за време [[Фанерозоик|на Фанерозоикот]] (последни 541 милиони години, современа десно). Во поголемиот дел од последните 550 милиони години, нивоата на <sub>CO2</sub> беа многу над современите нивоа.]]
Во текот на подолги временски периоди, атмосферскиот CO<sub>2</sub> се одредува со одредување на рамнотежата на геохемиските процеси, вклучувајќи ја количината на органски материјал во седиментите, атмосферските влијанија [[Силикатни минерали|на силикатни]] карпи и вулканизмот во текот на проучуваниот период. Во текот на десетици милиони години, каква било нерамнотежа во [[Јаглероден циклус|циклусот на јаглеродот]] резултирало со последователно намалување на концентрацијата на CO<sub>2</sub>. Бидејќи брзината на овие процеси е екстремно бавна, корелацијата на емисиите на јаглерод диоксид со последователните промени во нивоата на јаглерод диоксид во следните стотици години е предизвик.

Различни методи на индиректни мерења (клима)  исто така се користат за проучување на минатите концентрации на јаглерод диоксид. Тие вклучуваат одредување на односот на [[изотоп]]и на [[Бор (елемент)|бор]] и [[јаглерод]] во некои типови на морски седиментни карпи и бројот на стоми во зеленилото од фосилните растенија. Иако овие мерења се помалку прецизни од податоците од јадрото на мразот, тие ни овозможуваат да одредиме многу високи концентрации на CO<sub>2</sub> во минатото, кои биле 3000 ппм {{бп|(0,3 %)}} пред 150-200 милиони години и пред 400-600 милиони години - пред 6000 ппм (0,6̤%).

Падот на нивото на CO<sub>2</sub> во атмосферата престанал на почетокот на [[Перм (период)|Перм]], но продолжил од пред околу 60 милиони години. На преминот на [[еоцен]]от и [[олигоцен]]от (пред 34 милиони години - почетокот на формирањето на современата [[ледена покривка на Антарктикот]]), количината на CO<sub>2</sub> била 760 ппм. Врз основа на геохемиските податоци, било откриено дека нивото на јаглерод диоксид во атмосферата го достигнало прединдустриското ниво пред 20 милиони години и изнесувало 300 ппм.

== Врска со концентрациите на океаните ==
Во [[океан]]ите на земјата има сто пати повеќе јаглерод диоксид отколку во атмосферата - 36 {{E|12}}  тони во однос на [[јаглерод]]от. Јаглеродот растворен во вода се содржи во форма на [[бикарбонат]] и [[карбонат]]ни [[јон]]и. Хидрокарбонатите се произведуваат со реакции помеѓу карпите, [[вода]]та и јаглерод. Еден пример таков пример на распаѓањето на [[калциум карбонат]]ː

: <chem>CaCO3 + CO2 + H2O <-> Ca^{2+}\ +\ 2HCO3- </chem> .

Ваквите реакции ги измазнуваат флуктуациите во атмосферските концентрации на CO<sub>2</sub>. Бидејќи десната страна на реакцијата е [[Киселина|кисела]], додавањето CO<sub>2</sub> на левата страна ја намалува [[Водороден показател|pH вредноста]], предизвикувајќи [[закиселување на океаните]]. Другите реакции помеѓу јаглеродниот диоксид и некарбонатните карпи, исто така, произведуваат [[јаглеродна киселина]] и нејзините [[јон]]и.

Овој процес е повратлив, што резултира со формирање на [[варовник]] и други карбонатни карпи, ослободувајќи половина од бикарбонатите како CO<sub>2</sub> . Во текот на стотици милиони години, овој процес резултирал со карбонатни карпи кои го одвојуваат најголемиот дел од оригиналниот јаглерод диоксид од [[Земјина атмосфера|земјината атмосферата]] на Земјата. На крајот, најголемиот дел од CO<sub>2</sub> што произлегува од антропогените емисии ќе биде растворен во океанот, но стапката со која овој процес ќе се случи во иднина останува неизвесна <ref name="arch05">{{ref-en}} ''Archer, D.'' (2005). Fate of fossil fuel CO<sub>2</sub> in geologic time. ''J. Geophys. Res.'', '''110'''.</ref>.

== Влијанието на концентрацијата на CO<sub>2</sub> во атмосферата врз продуктивноста на растенијата (фотосинтеза) ==
Според методот на фиксација на јаглерод диоксид, огромното мнозинство на [[растенија]] припаѓаат на видовите на [[фотосинтеза]] [[Ефикасност на фотосинтезата|C3 и C4]]. Поголемиот дел од познатите растителни видови припаѓаат на групата C3 (околу {{бп|95 %}} од растителната биомаса на Земјата се C3 растенија). Групата Ц4 вклучува некои тревни растенија, вклучувајќи ги важните земјоделски култури: пченка, шеќерна трска и просо.

Механизмот за фиксација на јаглерод C4 еволуирал како адаптација на условите на ниски концентрации на CO<sub>2</sub> во атмосферата. Речиси кај сите растителни видови, зголемувањето на концентрацијата на CO<sub>2</sub> во воздухот доведува до зголемена фотосинтеза и забрзан раст.

Во растенијата C3, кривата почнува да се зголемува при концентрации на CO<sub>2</sub> од повеќе од 1000 ппм.

Сепак, кај растенијата C4, зголемувањето на брзината на фотосинтеза запира веќе при концентрација на CO<sub>2</sub> од 400 ппм. Затоа, нејзината сегашна концентрација, моментално повеќе од 400 молекули на милион (ппм), веќе го достигнала оптимумот за фотосинтеза во растенијата C4, но сепак е многу далеку од оптимумот за C3 растенијата.

Според експерименталните податоци, удвојувањето на сегашната концентрација на CO<sub>2</sub> (во просек) ќе го забрза растот на биомасата во растенијата C3 за {{бп|41 %}}, а за C4 - за {{бп|22 %.}}

Додавањето 300 ппм CO<sub>2</sub> во амбиенталниот воздух ќе ја зголеми продуктивноста на растенијата C3 за {{бп|49 %}} и за C4 - за {{бп|20 %,}} за овошни дрвја и дињи, лубеници - за {{бп|24 %,}} мешункастите - за {{бп|44 %,}} коренов зеленчук - за {{бп|48 %,}} зеленчук - за {{бп|37 %.}}

Од 1971 до 1990 година, наспроти позадината на зголемувањето на концентрациите на CO<sub>2</sub> за {{бп|9 %,}} имало зголемување на содржината на биомаса во европските шуми за 25-30%. ≠

== Поврзано ==

* [[Јаглерод диоксид]]
* [[Јаглероден циклус|Геохемиски јаглероден циклус]]
* [[Глобално затоплување]]
* [[Климатски промени|Промена на климата]]
* [[Протокол од Кјото|Протоколот од Кјото]]
* [[Фосилно гориво]]

== Наводи ==
{{наводи}}

== Надворешни врски ==
* [http://ufn.ru/ru/articles/1978/11/f/ Јаглерод диоксид во земјината атмосфера], ''Б.'' ''М. Смирнов, Заеднички институт за високи температури РАС, 126 (11) (1978), Москва''

[[Категорија:Стакленички гасови]]
[[Категорија:Климатски промени]]
[[Категорија:Клима]]
[[Категорија:Земјина атмосфера]]