キーリング曲線

キーリング曲線は、1958年から現在までハワイ島のマウナロア天文台で継続的に行われた測定に基づいて、地球の大気中の二酸化炭素の蓄積を示すグラフです。この曲線は、監視プログラムを開始し、2005年に亡くなるまでそれを監督した 科学者チャールズ・デイビッド・キーリングにちなんで名付けられました。

キーリングの測定は、大気中の二酸化炭素（CO2 _）レベルの急激な上昇を示す最初の重要な証拠を示した。 ^[1]ハーバード大学科学史教授ナオミ・オレスケス によると、キーリング曲線は20世紀で最も重要な科学的研究の1つである。^[2]多くの科学者は、キーリング曲線が、現在の大気中のCO2_の増加に初めて世界の注目を集めたと考えている。 ^[3]

1950年代以前は、大気中のCO2濃度の測定は_さまざまな場所で場当たり的に行われていた。1938年、エンジニアでアマチュア気象学者のガイ・スチュワート・カレンダーは、1898～1901年のキュー植物園の大気中の_CO2濃度データ（平均274 ppmv）と、^{1936 ～1938年の}米国東部の大気中のCO2濃度データ（平均310 ppmv）を比較し、人為的な排出が原因で_CO2濃度が上昇していると結論付けた。^[5]しかし、カレンダーの調査結果は、測定結果が不完全であったため、科学界に広く受け入れられなかった。^{[6] [7]}

カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所のチャールズ・デイビッド・キーリングは、 1958年3月以降、南極大陸とハワイのマウナロアで大気中のCO2濃度を頻繁に定期的に測定した最初の人物でした。[ 8 ]キーリングは_以前にも^、モントレー近郊のビッグサー、ワシントン州オリンピック半島の熱帯雨林、アリゾナ州の高山の森林などで測定技術をテストし、使用していました。^[1]彼は、植物や土壌の呼吸により夜間に_CO2が過剰になり、午後の値は北半球の「自由大気」を表すという、CO2の_強い日内変動を観察しました。^[1]

1957年から1958年は国際地球観測年で、キーリングは気象局から資金を獲得し、南極やハワイ島のマウナロア火山などの遠隔地に赤外線ガス分析装置を設置した。マウナロアは大陸から遠く離れた遠隔地にあり、植生も少ないことから長期観測地点として選ばれた。キーリングと協力者は、火山の噴出孔による局所的な汚染を最小限に抑えるため、熱逆転層より上空の海風を測定した。 ^[8]データは局所的な汚染の影響を排除するため正規化された。1960年代半ばの資金削減により、キーリングは南極での継続的な観測を断念せざるを得なかったが、マウナロア観測所の運営を維持するのに十分な資金をかき集め、現在まで運営が続いている。^[9]

外部ビデオ
カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所、キーリング曲線アニメーション、カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所
ラルフ・キーリング、「（ラルフ）キーリング曲線」、カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所
ジョン・バーンズ、マウナ・ロア天文台 I エクスプロラトリアム、エクスプロラトリアム
チャールズ・デイビッド・キーリング、「キーリング曲線 50 周年」
チャールズ・デイビッド・キーリング、2005 年「タイラー賞受賞者講演」、カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所

1960年のキーリングのテラス論文は、マウナロアと南極大陸（1957年から1960年）の最初の月間CO2記録を提示し_、「明確な季節サイクル...そしておそらく、毎年世界中でCO2が上昇している」ことを発見しました。_[ ^{10] [9] : 41–42} 1970年代までに、大気中の二酸化炭素の増加は継続しており、人為的な排出によるものであることが十分に立証されました。^{[11] [12]}

ハワイのマウナロア天文台での二酸化炭素測定は、現在では非分散型赤外線センサーとして知られる赤外線分光光度計を使用して行われ、世界気象機関の基準を使用して較正されています。^{[13]もともと}カプノグラフと呼ばれていたこのタイプの機器は、1864年にジョン・ティンダルによって初めて発明され、ストリップチャートレコーダーにペンで記録されました。^{[14]現在、}スクリップス海洋研究所の赤外線分光光度計と同時に実行するために、いくつかのレーザーベースのセンサーが追加されていますが、マウナロアでのNOAA測定では、依然として非分散型赤外線センサーが使用されています。

マウナロア天文台で収集された測定結果によると、大気中の平均CO ₂濃度は1958年3月の313 ppmvから2018年11月の406 ppmvまで着実に増加しており、^[15]現在では年間2.48 ± 0.26（平均±2標準偏差）ppmv CO _{2増加しています。} ^[16]この大気中のCO _{2の増加は}化石燃料の燃焼によるもので、近年加速しています。CO _2は温室効果ガスであるため、これは地球温暖化に重大な影響を及ぼします。極地の氷床コアに閉じ込められた古代の気泡内のCO ₂濃度の測定によると、平均大気中のCO _2濃度は完新世（紀元前9, 000年以降）には275～285 ppmvでしたが、19世紀初頭に急激に上昇し始めました。^[17]

キーリング曲線は、世界の陸上植物による二酸化炭素吸収の季節的変化に対応して、毎年約 6 ppmv の周期的な変動も示しています。この植物のほとんどは、陸地のほとんどが位置する北半球にあります_。5月に最高値を示し、北半球の春と夏には、新しい植物の成長が光合成によって大気中の_{二酸化炭素を}吸収するため、レベルは低下します。9 月に最低値に達した後、北半球の秋と冬には、植物や葉が枯れて腐敗し、二酸化炭素が大気中に放出されるため、レベルは再び上昇します_。 [ ^{10] [12]}

キーリングの発見の重要性もあって、^[9] NOAAは1970年代に世界中のCO2レベルの監視を開始しました。_[ 18 ^]現在、大気中のCO2_レベルは、地球温室効果ガス基準ネットワークを通じて世界中の約100か所で監視されています。^[19]他の多くの孤立した場所での測定により、キーリング曲線が示す長期的傾向が確認されていますが、^[20]マウナロアほど長い記録を持つ場所はありません。^[21]

チャールズ・デイビッド・キーリングが2005年に亡くなって以来、プロジェクトの責任と監督はキーリングの息子であるラルフ・キーリングに引き継がれました。プロジェクト開始50周年に、息子のラルフ・キーリングはサイエンス誌に、父親の生涯と仕事、そしてプロジェクトが時間とともにどのように成長し進化してきたかについての記事を書きました。 ^{[22]地球の}_CO2レベルを監視するプロジェクトのためのより正確な測定材料と資金とともに、キーリングは父親の仕事に対する誇りと、父親を偲んでそれをどのように継続してきたかについて書いています。

2015年、キーリングカーブはアメリカ化学会により国家歴史化学ランドマークに指定されました。^[23]マウナロア天文台とカリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所に記念銘板が設置されました。

2013年5月9日、マウナロアで測定された大気中の_{二酸化炭素}の1日平均濃度は400 ppmvを超えました。^[24]過去の地質時代の_{二酸化炭素}の推定値は、200万年から400万年前の中期鮮新世以来、_{二酸化炭素が}このレベルに達したことがないことを示しています。 ^[25]気候変動を引き起こす二酸化炭素のこのレベルは、温室効果ガスの排出が大幅に削減されない限り、自然災害や生態系災害が悪化し続け、地球上の人間と動物の生息地をますます脅かすことを示唆しています。

• 温室効果ガス監視
• 気候エンパワーメントのための行動(ACE)
• パリ協定

ウィキメディア・コモンズには、キーリング曲線に関連するメディアがあります。

• キーリング曲線の公式ウェブサイト。カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所
• CO2地球：キーリング曲線の毎年更新版
• マウナロア山頂で気候変動は明らか、NPR、デイ・トゥ・デイ、2007年5月1日
• スクリップス海洋研究所 CO2 プログラム: キーリング曲線の本拠地