Rädda Keelingkurvan

Sedan 1958 har koldioxidnivån mätts på Mauna Loa. Den längsta kontinuerliga mätningen av atmosfärens koldioxidnivån i världen. Sedan 1990 har även syrenivån mätts. Båda mätserierna av stor betydelse för vår förståelse av atmosfären och förändringarna som pågår. Tyvärr är båda mätserierna nu hotade med nedläggning på grund av brist på anslag. Ralph Keeling skriver om behovet av stöd:

Friends,

I am writing as the director of the Scripps CO2 and O2 programs, which keep track of how these vital gases are changing in the atmosphere over time.  The CO2 measurements include the iconic Mauna Loa record, now commonly known as the “Keeling Curve”, which was started by my father in the late 1950s.


The O2 measurements, carried out on samples from Mauna Loa and many other stations, also provide critical information about how the planet is changing.  The measurements show that the world’s O2 supply is slowly decreasing, and have helped prove that the CO2 increase is caused by fossil fuel burning, but offset by natural sinks of CO2 in the land and oceans.

The need to continue these measurements has not diminished. The planet is undergoing dramatic changes, unprecedented for millions of years.  This past year, our group reported that CO2 topped 400 parts per million at Mauna Loa for the first time. We also reported a shockingly large and unexpected increase in the seasonal swings in CO2 between summer and winter at high latitudes in the Northern Hemisphere.  The boreal forests are evidently behaving very differently than 50 years ago.  Meanwhile, the oceans are acidifying, ice is melting, sea level is rising, the frequency of extreme storms seems to be increasing.  Scientists from around the world are scrambling to figure out what is going on and what the future holds, as CO2 continues to rise.  Others are working on ideas for adapting to these changes or mitigating their impacts on society.  While we urgently need solutions to cope with these challenges, we also can’t afford to take our eyes off the planet.

The Scripps CO2 and O2 measurements now face severe funding challenges.  The situation is most urgent for the O2 measurements.  These measurements have been supported for decades through proposals submitted every few years to the federal agencies.  The value of these measurements is not questioned, but federal funding for these programs has never been so tenuous.  This is the basis for this unusual appeal to the public at large.

So why is adequate federal support not available?   You might think that funding cutbacks are the main problem.  Actually, there are other factors that are probably more important.

One is that measurements with global scope tend to fall between the cracks of the different federal agencies. Our measurements provide insight into land and ocean processes, and into changes in the Arctic, Antarctic, tropics, and temperate latitudes.  Ironically, it’s less challenging at present to support smaller-scale observations, such as of a forest, coral reef, or city, than to support observations with holistic planetary importance.  In reality, of course, we need both kinds of measurements.

Another reason is that long-term observations of the environment continue to be viewed as outside the scope of normal scientific research.  After 20 or 30 years of proposals, the science agencies take the view that continued support ought to be someone else’s concern.   While the measurements gain importance with time, their longevity actually makes them harder, not easier, to support.

I have struggled throughout my career to cope with these challenges, and I will continue the struggle.

The quest for continued federal support will not end.

For now, I ask for your support so that we can keep up these activities and sustain our watch on the planet in this time of unprecedented global change.

Sincerely,

Ralph F. Keeling

Du som vill donera kan göra det direkt via denna länk 

Bert Bolinföreläsningen 2011 av Ralph Keeling

Bland det finaste en forskare kan få postumt är en årlig föreläsning uppkallad efter sig. Än finare är att få ett forskningscentrum med sitt namn. Professor Bert Bolin har med all rätt fått båda.

Varje år sedan 2008 anordnar Bert Bolincentret för klimatforskning en årlig föreläsning öppen för allmänheten med någon av de riktigt stora inom klimatforskningen. I år var det professor Ralph Keeling som talade. Ralph Keeling är ansvarig för Scripps CO2-program som bland annat sköter de världsberömda koldioxidmätningarna på Mauna Loa sedan 1958 efter hans far David Keeling, som var den som startade och drev dessa under många år.

Föreläsningen tog avstamp i klimatvetenskapshistorien där David Keeling, Bolin och svensk-amerikanen Carl-Gustav Rossby spelat avgörande roller och inspirerat varandra, framför allt i studiet av atmosfärens och havens kemi. Under föreläsningen tog Keeling upp det allt för ofta bortglömda faktum att klimatforskarna redan på 70-talet fick huvuddragen klara för de mänskliga utsläppens påverkan på klimatet. De förutsåg i slutet av årtiondet det vi ser och har sett de senaste decennierna.

En intressant del av fördraget var beskrivningen av Keelings pågående projekt som studerar koldioxidcykeln via mätningar av syrenivån i atmosfären. Bakgrunden är behovet att studera marksänkan för koldioxid. Den extra koldioxid som tillförs genom mänsklig aktivitet tas upp till en del av haven och till en del av växtlighet på land. Årligen ökar koldioxidnivån med drygt hälften av utsläppen från fossil förbränning.¹ För havens upptag finns det väl fungerande modeller medan markupptaget är betydligt osäkrare. Detta för att det är mycket komplext att modellera världens omväxlande växtlighet och dess biologi men även då människan påverkar upptaget genom skogsavverkning och annan aktivitet som frigör koldioxid men också skogsplantering och liknande som ökar upptaget. Keelings angreppssätt är en metod att kringgå problemen med direkt analys av markupptaget.

Vid förbränning av fossila bränslen binds syre från atmosfären med kolet. Koldioxidhalten ökar och syrehalten minskar. Vid upptag i växtlighet sker det omvända, koldioxid tas ur atmosfären och syre tillsätts via fotosyntesen. I haven sker det däremot ett kemiskt upptag av koldioxid utan motsvarande syreavgång.

Alltså, om havet var den enda sänkan för koldioxid skulle syrehalten i atmosfären sjunka lika mycket som krävs för att förbränna det fossila bränslet men ju större andel som tas upp på land² desto långsammare skulle syrehalten sjunka. (Om all koldioxid från förbränningen skulle tas upp av växtlighet och inget kemiskt skulle syrehalten vara konstant.) Genom att beräkna hur mycket kol som förbränns, mäta ökningen av koldioxidhalten i atmosfären, beräkna upptaget i haven samt mäta förändringen av syrenivån kan Keeling och hans medarbetare beräkna nettot för koldioxidsänkan på land. En av svårigheterna är att förändringen av syrehalten liten jämfört med den mängd som finns i atmosfären så det ställer mycket stora krav på mätnoggrannhet. Resultaten visar att land står för ett nettoupptag av koldioxid i överensstämmelse med kolbudgetberäkningar.

Förhållande mellan syre och kväve i atmosfären uttryckt i avvikelse i miljondelar från ett standardvärde. (Källa NOAA)

Under den avslutande delen av föredraget reflekterade Keeling över klimatfrågan som ett svårt politiskt och psykologiskt problem. Ett problem där väldigt många, jordens befolkning, är berörda och där tidsskalan i så väl åtgärder och effekter är decennier.

1) En annan metod är att lägga till även bidraget av koldioxid från landanvändning. Då blir det knappt hälften av det totala bidraget som blir kvar.

2) Detta är förenklat. Även i haven tas koldioxid upp genom fotosyntes vilket tas hänsyn till i det vetenskapliga arbetet liksom att syre och kväve frigörs då haven blir varmare.