Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Klimaændringernes fysik blev beskrevet i 1800'erne af videnskabsmanden Eunice Foote

Eunice Foote beskrev drivhusgaseffekterne af kuldioxid i 1856. Kredit:Carlyn Iverson/NOAA Climate.gov

Længe før den nuværende politiske kløft over klimaændringer, og endda før den amerikanske borgerkrig (1861-1865), en amerikansk videnskabsmand ved navn Eunice Foote dokumenterede den underliggende årsag til nutidens klimaændringskrise.

Året var 1856. Footes korte videnskabelige oplæg var det første til at beskrive kuldioxidgas ekstraordinære kraft til at absorbere varme - drivkraften til global opvarmning.

Kuldioxid er lugtfri, smagløs, gennemsigtig gas, der dannes, når folk brænder brændstoffer, herunder kul, olie, benzin og træ.

Når Jordens overflade opvarmes, man kunne tro, at varmen bare ville stråle tilbage i rummet. Men, det er ikke så enkelt. Atmosfæren forbliver varmere end forventet hovedsageligt på grund af drivhusgasser som kuldioxid, metan og atmosfærisk vanddamp, som alle absorberer udgående varme. De kaldes "drivhusgasser", fordi, ikke ulig et glas i et drivhus, de fanger varme i Jordens atmosfære og udstråler den tilbage til planetens overflade. Tanken om at atmosfæren fangede varme var kendt, men ikke årsagen.

Foote gennemførte et enkelt eksperiment. Hun satte et termometer i hver af to glascylindre, pumpede kuldioxidgas ind i den ene og luft ind i den anden og satte cylindrene i Solen. Cylinderen, der indeholder kuldioxid, blev meget varmere end den med luft, og Foote indså, at kuldioxid stærkt ville absorbere varme i atmosfæren.

Footes opdagelse af den høje varmeabsorbering af kuldioxidgas fik hende til at konkludere, at "... hvis luften havde blandet med det en større andel kuldioxid end i øjeblikket, en forhøjet temperatur "ville resultere.

Et par år senere, i 1861, den kendte irske videnskabsmand John Tyndall målte også varmeabsorberingen af ​​kuldioxid og var så overrasket over, at noget "så gennemsigtigt for lys" kunne så stærkt absorbere varme, at han "lavede flere hundrede forsøg med dette enkelt stof."

Tyndall anerkendte også de mulige virkninger på klimaet, siger "hver variation" af vanddamp eller kuldioxid "skal medføre en ændring af klimaet." Han noterede sig også bidraget andre kulbrintgasser, såsom metan, kunne bidrage til klimaændringer, skriver, at "en næsten upålidelig tilsætning" af gasser som metan ville have "store virkninger på klimaet."

Eunice Footes papir i American Journal of Science and Arts. Kredit:Royal Society

Mennesker øgede allerede kuldioxid i 1800 -tallet

Ved 1800 -tallet, menneskelige aktiviteter øgede allerede kuldioxidet i atmosfæren dramatisk. Forbrænding af flere og flere fossile brændstoffer-kul og til sidst olie og gas-tilføjede en stadig større mængde kuldioxid til luften.

Det første kvantitative skøn over kuldioxidinducerede klimaforandringer blev foretaget af Svante Arrhenius, en svensk videnskabsmand og nobelpristager. I 1896, han beregnede, at "temperaturen i de arktiske områder ville stige 8 eller 9 grader Celsius, hvis kuldioxid steg til 2,5 eller 3 gange" niveauet på det tidspunkt. Arrhenius 'skøn var sandsynligvis konservativ:Siden 1900 er atmosfærisk kuldioxid steget fra omkring 300 dele pr. Million til omkring 417 ppm som følge af menneskelige aktiviteter, og Arktis er allerede opvarmet med ca. 3,8 C (6,8 F).

Nils Ekholm, en svensk meteorolog, var enige, skrev i 1901, at "Den nuværende afbrænding af pitkul er så stor, at hvis den fortsætter ... må den uden tvivl medføre en meget tydelig stigning i jordens middeltemperatur." Ekholm bemærkede også, at kuldioxid virkede i et lag højt i atmosfæren, over vanddamplag, hvor små mængder kuldioxid havde betydning.

Alt dette blev forstået for godt et århundrede siden.

I første omgang, videnskabsfolk troede en mulig lille stigning i Jordens temperatur kunne være en fordel, men disse forskere kunne ikke forestille sig de kommende enorme stigninger i brugen af ​​fossilt brændstof. I 1937, Engelsk ingeniør Guy Callendar dokumenterede, hvordan stigende temperaturer korrelerede med stigende kuldioxidniveauer. "Ved forbrænding af brændstof, manden har tilføjet omkring 150, 000 millioner tons kuldioxid til luften i løbet af det sidste halve århundrede, " han skrev, og "verdens temperaturer er faktisk steget ..."

Keeling -kurven sporer den ændrede kuldioxidkoncentration i atmosfæren. Observationer fra Hawaii med start i 1958 viser årstidenes stigning og fald, når koncentrationerne stiger. Kredit:Scripps Institution of Oceanography

En advarsel til præsidenten i 1965, og så …

I 1965, forskere advarede den amerikanske præsident Lyndon Johnson om den stigende klimarisiko, konklusion:"Mennesket udfører uforvarende et stort geofysisk eksperiment. Inden for få generationer brænder han de fossile brændstoffer, der langsomt har akkumuleret i jorden i løbet af de sidste 500 millioner år." Forskerne udsendte klare advarsler om høje temperaturer, smeltende iskapper, stigende havniveau og forsuring af havvand.

I det halve århundrede, der har fulgt den advarsel, mere af isen er smeltet, havniveauet er steget yderligere, og forsuring på grund af en stadig stigende absorption af kuldioxid, der danner kulsyre, er blevet et kritisk problem for havlevende organismer.

Videnskabelig forskning har i høj grad styrket konklusionen om, at menneskeskabte emissioner fra afbrænding af fossile brændstoffer forårsager farlig opvarmning af klimaet og et væld af skadelige virkninger. Politikere, imidlertid, har været langsomme til at reagere. Nogle følger en fremgangsmåde, der er blevet brugt af nogle virksomheder med fossilt brændsel til at benægte og skabe tvivl om sandheden, mens andre vil "vente og se, ”på trods af det overvældende bevis for, at skade og omkostninger vil fortsætte med at stige.

Faktisk, virkeligheden er nu hurtigt ved at overhale videnskabelige modeller. Megadrought og hedebølger i det vestlige USA, rekord høje temperaturer og zombiebrande i Sibirien, massive brande i Australien og det vestlige USA, ubarmhjertig, intens Golfkyst og europæiske regnskyl og kraftigere orkaner er alle forudsætninger for stigende klimaforstyrrelser.

Verden har kendt til den opvarmningsrisiko, som overdrevne niveauer af kuldioxid udgør i årtier, selv før opfindelsen af ​​biler eller kulfyrede kraftværker. En sjælden kvindelig videnskabsmand i sin tid, Eunice Foote, udtrykkeligt advaret om grundvidenskaben for 165 år siden. Hvorfor har vi ikke lyttet nærmere?

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.




Varme artikler