คาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มความเข้มข้นสูงสุดครั้งประวัติศาสตร์และเรื่องที่ต้องรู้เกี่ยวกับก๊าซเรือนกระจก

6 things to know about carbon dioxide

หากคุณตามข่าวสารด้านวิทยาศาสตร์ คุณอาจจะคุ้นเคยกับมัน

ในเดือนพฤษภาคม 2561 เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศมาถึงจุดสูงสุดของปี และกลายเป็นสถิติ ความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกในเดือนพฤษภาคมคือ 414.7 ส่วนในล้านส่วน(ppm) จากการบันทึกที่หอสังเกตการณ์พื้นฐานด้านบรรยากาศ Mauna Loa ขององค์การบริหารสมุทรศาสตร์และบรรยากาศแห่งชาติสหรัฐอเมริกา(NOAA)ที่ฮาวาย ซึ่งเป็นค่าสูงสุดรายฤดูกาลในช่วง 61 ปี และเป็นปีที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วต่อเนื่องกันเป็นปีที่เจ็ดจากข้อมูลของ NOAA และ the Scripps Institution of Oceanography

หอสังเกตการณ์ Mauna Loa ทำการตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์มาตั้งแต่ปี พ.ศ.2501 ทำเลที่ตั้งอันห่างไกล(สูงอยู่บนภูเขาไฟ) และไม่ค่อยมีพืชพรรณ ทำให้เป็นสถานที่ที่ดีต่อการติดตามตรวจสอบคาร์บอนไดออกไซด์เนื่องจากไม่ถูกรบกวนมากจากแหล่งกำเนิดของก๊าซในพื้นที่(มีการปล่อยออกมาจากภูเขาไฟในบางครั้ง แต่นักวิยาศาสตร์สามารถแยกแยะการวัดได้โดยง่าย) Mauna Loa เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายสถานีเก็บตัวอย่างอากาศที่กระจายอยู่ทั่วโลกโดยจะทำการวัดว่ามีความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศอยู่เท่าไร

ความเห็นร่วมกันอย่างกว้างขวางในหมู่นักวิทยาศาสตรืด้านสภาพภูมิอากาศคือว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นในบรรยากาศทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกเพิ่มสูงขึ้น ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น มหาสมุทรเป็นกรดมากขึ้น พายุฝน ความแห้งแล้ง น้ำท่วมและการเกิดไฟมีความสุดขั้วมากขึ้น

1) การเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ในอัตราเร่ง

ในแต่ละทศวรรษ ความเข้มของคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นในแต่ละปี ในคริสตทศวรรษ 1960 ที่ Mauna Loa สังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นประมาณ 0.8 ส่วนล้านส่วนต่อปี จนถึงคริสทศวรรษ 1980s และ 1990s อัตราการเพิ่มกลายเป็น 1.5 ส่วนในล้านส่วนต่อปี และปัจจุบันมากกว่า 2 ส่วนในล้านส่วนต่อปี นาย Pieter Tans นักวิทยาศาสตร์อาวุโสที่ NOAA’s Global Monitoring Division กล่าวว่า มีหลักฐานที่มีอย่างแพร่หลายและสรุปได้ว่า การเพิ่มขึ้นในอัตราเร่งนั้นมาจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้น

2) นักวิทยาศาสตร์มีข้อมูลรายละเอียดของความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศย้อนหลังกลับ 800,000 ปี

เพื่อเข้าใจถึงการเปลี่ยนแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ก่อนปี พ.ศ.2501 นักวิทยาศาสตร์จะใช้ แกนน้ำแข็ง นักวิจัยทำการเจาะแผ่นน้ำแข็งในแอนตาร์กติกและกรีนแลนด์และนำตังอย่างน้ำแข็งอายุนับพันปีขึ้นมา แกนน้ำแข็งเก่าแก่เหล่านี้มีฟองอากาศอยู่ภายในซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถรู้ถึงระดับของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศในอดีต วิดีโอด้านล่างผลิตโดย NOAA แสดงให้เห็นถึงชุดข้อมูลในรายละเอียด

3) CO2 ไม่ได้กระจายตัวเท่าๆ กัน

การสังเกตการณ์โดยดาวเทียมแสดงให้ถึงคาร์บอนไดออกไซด์อยู่อย่างกระจัดกระจาย มีความเข้มข้นสูงในบางพื้นที่และความเข้มข้นต่ำในบางพื้นที่ ตัวอย่างเช่น แผนที่ด้านล่างแสดงระดับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในเดือนพฤษภาคม 2556 ในระดับกลางของของชั้นบรรยากาศโทรโปรสเฟียร์ที่ซึ่งมีสภาพอากาศเกิดขึ้นมากที่สุด ในช่วงเวลานั้น คาร์บอนไดออกไซด์มีมากทางซีกโลกเหนือเนื่องจากพืชพรรณ หญ้าและต้นไม้ ยังไม่ได้เขียวชอุ่มพอและดูดซับก๊าซบางชนิด การเคลื่อนย้ายและกระจายตัวของ CO2 ทั่วทั้งบรรยากาศถูกควบคุมโดยกระแสลมกรด(the jet stream) ระบบสภาพอากาศขนาดใหญ่ และการไหลเวียนของบรรยากาศในขนาดใหญ่อื่นๆ แบบแผนของคาร์บอนไดออกไซด์ที่อยู่อย่างกระจัดกระจายดังกล่าวนี้นำไปสู่คำถามที่น่าสนใจที่ว่า คาร์บอนไดออกไซด์เคลื่อนย้ายทั้งในแนวราบและแนวดิ่งในบรรยากาศจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งได้อย่างไร

4. แม้ว่าจะกระจายตัวไม่เท่ากัน คาร์บอนไดออกไซด์ยังผสมปนเปกันอย่างมากอีกด้วย

ใน animation จาก Scientific Visualization Studio ของนาซา มวลคาร์บอนไดอออกไซด์ขนาดใหญ่กระจายจากเมืองในอเมริกาเหนือ เอเชียและยุโรป กลุ่มมวลคาร์บอนไดออกไซด์เหล่านี้ยังมาจากพื้นที่ที่มีการเผาไหม้พืชผลทางการเกษตรหรือการเกิดไฟป่า มวลของคาร์บอนไดออกไซด์เหล่านี้จะรวมตัวกันเมื่อลอยขึ้นสู่ละติดจูดสูงขึ้นไปโดยกระแสลม ในภาพวิดีโอ สีแดงและสีเหลืองแสดงพื้นที่ที่ค่าเแลี่ยของคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงกว่า ส่วนสีฟ้าแสดงพื้นที่ที่มีค่าเฉลี่ยของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ต่ำกว่า การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นมีสาเหตุจากวัฐจักรการสังเคราะห์แสงของพืชระหว่างกลางวันและกลางคืน ภาพนี้แสดงการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากการเผาเศษพืชในแถบอเมริกาใต้และแอฟริกา คาร์บอนไดออกไซด์สามารถเคลื่อนตัวกระจายในระยะทางไกล แต่ก็สามารถสังเกตได้ว่าเทือกเขาสูงได้ช่วยกั้นการไหลของก๊าซได้อย่างไร

5. คาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มสูงขึ้นบริเวณซีกโลกเหนือในฤดูใบไม้ผลิ

คุณจะสังเกตเห็นว่ามีแบบแผนฟันเลื่อยที่แตกต่างกันในแผนภูมิที่แสดงให้เห็นว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีระดับมากขึ้นและลดลงซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของพืชพรรณ พืชต้นไม้และพืชผลจะดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ดังนั้นฤดูกาลที่มีพืชมากจะมีระดับก๊าซต่ำกว่า โดยทั่วไปความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะสูงสุดในเดือนเมษายนและพฤษภาคมเนื่องจากการย่อยสลายใบไม้ในป่าทางซีกโลกเหนือ (โดยเฉพาะแคนาดาและรัสเซีย) ได้เพิ่มก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศตลอดฤดูหนาวในขณะที่ใบไม้ใหม่ยังไม่แตกหน่อและดูดซับก๊าซได้มากนัก ในแผนภูมิและแผนที่ด้านล่างการลดลงและการไหลของวัฏจักรคาร์บอนสามารถมองเห็นได้โดยการเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงรายเดือนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กับผลผลิตหลักสุทธิในระดับโลก(net primary productivity) ซึ่งเป็นการวัดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่พืชใช้ในระหว่างการสังเคราะห์แสงลบด้วยปริมาณที่ปล่อยออกมาระหว่างการหายใจ สังเกตว่าคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงในฤดูร้อนของซีกโลกเหนือ

6. มันไม่ได้แค่เป็นเรื่องที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ

คาร์บอนส่วนใหญ่ของโลกประมาณ 65,500 พันล้านเมตริกตันถูกเก็บไว้ในหิน ส่วนที่เหลืออยู่ในมหาสมุทรบรรยากาศ พืชพรรณ ผืนดิน และเชื้อเพลิงฟอสซิล คาร์บอนจะเคลื่อนย้ายระหว่างแหล่งกักเก็บแต่ละแห่งในวัฏจักรคาร์บอนซึ่งมีส่วนประกอบที่ช้าและเร็ว การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในวัฏจักรที่เปลี่ยนคาร์บอนออกจากแหล่งกักเก็บหนึ่งจะทำให้คาร์บอนเข้าไปในแหล่งอื่น ๆ การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่ทำให้ก๊าซคาร์บอนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศมากขึ้นส่งผลให้อุณหภูมิของอากาศอุ่นขึ้น นั่นเป็นเหตุผลที่การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลหรือไฟป่าไม่ได้เป็นปัจจัยเดียวที่กำหนดสิ่งที่เกิดขึ้นกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ สิ่งต่างๆ เช่น กิจกรรมของแพลงก์ตอนพืช สุขภาพของป่าไม้ของโลก และวิธีที่เราเปลี่ยนภูมิทัศน์ผ่านการทำฟาร์มหรือสิ่งปลูกสร้างก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับวัฏจักรคาร์บอน(carbon cycle)

ที่มา : https://earthsky.org/earth/6-things-to-know-carbon-dioxide-co2-greenhouse-gas