De
relatie tussen mens en de toestand van het ecosysteem is niet alleen
afhankelijk van hoeveel mensen er zijn , maar ook op wat ze doen . Toen
waren er weinig mensen , de dominante factoren die ecosysteem staat
waren de natuurlijke degenen die hebben gewerkt voor miljoenen jaren . De
menselijke populatie is inmiddels zo groot geworden dat er zorgen zijn
dat ze een belangrijk element in de dynamiek van ecosystemen zijn
geworden . Een
van deze problemen is de relatie tussen menselijke activiteiten en het
klimaat , met name de recente waarnemingen en de voorspellingen van de
opwarming van de aarde , te beginnen met het alarm klonk door W.
Broecker ( 1975 ) .
De relaties tussen de mens en de activiteiten en globale temperatuur kan worden bepaald door de juiste metingen en analyse van de gegevens op zodanige wijze dat de verbindingen en van grootheden blijkt . Menselijke bevolking kan nauwkeurig worden geschat en de gevolgen van hun activiteiten kunnen worden gemeten . Bijvoorbeeld , de hoeveelheid kooldioxide , methaan en lachgas is een indicator van energie en hulpbronnen mens . Een onderzoek van populatiegrootte , concentraties van deze gassen en temperatuur op functie van de tijd en ten opzichte van elkaar wordt hier voorgesteld om de relaties tussen deze elementen tonen .
Bevolkingsgroei
Velen van ons hebben lineaire grafieken van de menselijke bevolking die de enorme groei in de laatste twee eeuwen gezien. Echter , significante veranderingen in populatiedynamiek zijn verloren in de exponentiële groei en lange tijdschalen . Als de gegevens worden opnieuw geplot op een log - bevolking door log - tijdschaal , significante populatiedynamiek ontstaan. Ten eerste is het duidelijk dat bevolkingsgroei opgetreden in drie pieken en anderzijds dat de tijd tussen pieken drastisch verkort ( Deevey , 1960 ) .
<Afbeelding> Figuur 1 . Bevolking (Log - populatie verzen log -time vanaf 1 miljoen jaar geleden ) . Tijd waarden op de x-as , het negeren minteken , zijn machten van 10 jaar voor en na 1975 ( bij 0 ) . Verticale gestippelde lijn in 1995 . Gevulde cirkels voor bekende waarden links van 1995 en open cirkels op en het recht van 1995 zijn voor de verwachte waarden . ( Gegevens bijgewerkt van Deevey , 1960 ) .----------
Deevey 's 1960 grafiek is geactualiseerd in figuur 1 om na te denken wat er is geleerd sindsdien . De gegevens zijn uitgezet ten opzichte van 1975 met negatieve waarden voor 1975 en positieve waarden daarna. De reden hiervoor zal hierna duidelijk worden . De waarden van de tijdschaal , het negeren van de mintekens , vertegenwoordigen machten van 10 jaar .
Er is betoogd dat een bevolking crash gebeurde ongeveer 65.000 jaar geleden ( -4,8 , Fig. 1 ) , vermoedelijk als gevolg van de langdurige ijstijden tijdens de voorgaande 120.000 jaar ( Gibbons , 1993) . Mensen kwam dicht bij omkomen en Neanderthalers uitstierven . Echter , door 50.000 jaar geleden ( -4,6 , Fig. 1 ) , hadden de mensen populatie mini - explosies gegenereerd over de hele planeet. Gegevens Deevey voor populatiegrootte sinds 500 jaar geleden zijn vervangen door meer recente schattingen genomen van The World Almanac , ( 1992-1995 ) , waaronder bevolkingsprognoses naar 2025 . Een verticale gestippelde lijn is geplaatst in 1995 . Gevulde symbolen voor de bekende waarden links van het open symbolen en rechts daarvan zijn op waarden geprojecteerd op korte termijn.
De eerste stijging valt samen met het begin van de culturele revolutie ongeveer 600.000 jaar geleden , onderbroken door de bevolking crash 65.000 jaar geleden . Populatiegrootte kaatste 50.000 jaar geleden en toen vertraagde de groei aanzienlijk . De tweede golf begon met de agrarische revolutie ongeveer 10.000 jaar geleden en werd gevolgd door een trage groei . Deevey betoogd dat zich onderaan de voedselketen is de onderliggende oorzaak van deze grote en snelle spurt . De timing van de huidige stijging overeenkomt met de opkomst van de industriële - medische revolutie 200 jaar geleden .
Een relatie tussen innovatie en groei van de bevolking is ingebed in de log-log plot. Er was een snelle groei aan het begin van elke golf . Vervolgens groei vertraagd als mensen aangepast aan de precipitatie innovaties. Elke golf is de bevolking meer dan een factor 10. Het lijkt erop dat we naderen het einde van de huidige stijging als recente groeicijfers zijn gedaald . Na de eerste spurt , heeft verdere innovaties geen groei te bestendigen . De enige belangrijke innovaties waren die dat de volgende golf geproduceerd . Echter, geaccumuleerd innovaties tijdens de pieken een rol hebben gespeeld in de uiteindelijke daling van de bevolkingsgroei . Beginnend met hoge geboorte-en sterftecijfers , sterftecijfer daalt en levensverwachting toeneemt, maar geboortecijfers hoog blijven . Enige tijd later , geboortecijfers dalen zodat uiteindelijk , net geboorten min overlijdens produceert trage groei . Het resultaat is een spurt in populatiegrootte . Bij het verwijzen naar de industriële revolutie , is dit verschijnsel ook wel de ' demografische transitie " . Het blijkt dat deze dynamische eerder tweemaal heeft plaatsgevonden .
De dalingen in de tijd tussen pieken suggereert dat , als gedrag in het verleden is de beste voorspeller van toekomstig gedrag , we zijn verschuldigd voor een andere golf . Het kan al begonnen , zoals aangegeven door het herstel van de uitsteeksels aan de rechterkant van de curve in figuur 1 . Wat zou de basis vormen voor een andere golf zijn? Men kan denken aan verschillende mogelijkheden , inclusief de " groene revolutie " en de " mondiale economie " . Een dominant element in het verleden pieken heeft innovaties in energie- gebruik (bijvoorbeeld brand , het afdalen van de voedselketen , lastdieren , fossiele brandstoffen , hoog-energetische landbouw ) geweest . Aldus zou de ontwikkeling van een overvloedige en goedkope energiebron een diepgaand effect hebben . Een andere 10 - voudige ( of meer ) surge zou populatie 60-125.000.000.000 produceren .
Wereldwijde temperatuurstijging en broeikasgassen
<Afbeelding> Figuur 2 . Broeikasgassen en Mean Global Temperature (Greenhouse gasconcentraties en de gemiddelde temperatuur op aarde verzen tijd ) . Tijdschaal dezelfde als in Fig . 1 . Gas - concentratie gegevens zijn genormaliseerd om de 0-1 schaal links : CO2 ( vierkantjes ) - 190-430 ppm; CH4 ( driehoeken ) - 600-2400 ppb ; N2O (ruiten ) - 280-340 ppb . Gemiddelde temperatuur op aarde (cirkels ) uitgezet ten opzichte van oC aan de rechterkant. Verticale gestippelde lijn in 1995 , horizontale stippellijn op maximale CO2-concentratie en de mondiale temperatuur over de menselijke geschiedenis vóór 1990 . Gevulde en open symbolen hetzelfde als in Fig . 1 . Projecties in toekomst op korte termijn zijn gebaseerd op voortzetting van de huidige groeicijfers . (Gegevens gemeten van grafieken in Gribbin , 1990 en Khalil en Rasmussen , 1992 ) .----------
Mean -global - temperatuur ( MGT ) is gerelateerd aan de concentratie van broeikasgassen ( kooldioxide, methaan , lachgas , waterdamp en andere gassen trace ) in de atmosfeer . De meest voorkomende broeikasgas is koolstofdioxide ( CO2) . Het is aangetoond dat er een sterke relatie tussen de atmosferische concentratie van CO2 en MGT de laatste 160.000 jaar ( Gribbin , 1990 ) . Men heeft het vermoeden dat de verbranding van fossiele brandstoffen en de ontginning dergelijke proporties heeft aangenomen dat deze activiteiten een significante stijging van de atmosferische CO2-concentratie hebben neergeslagen . De concentraties van broeikasgassen in de atmosfeer zijn direct gemeten sinds ongeveer 1960 en zijn bepaald over het verdere verleden van luchtbellen gevangen in oude Antarctica , Groenland en Siberië ijs en uit diepzee sedimenten . Mean -global - temperatuur is ook direct gemeten over de afgelopen decennia. Schattingen van globale temperatuur in het verleden zijn afgeleid uit verschillende bronnen . Uit deze gegevens , wordt de verhouding tussen de concentraties van broeikasgassen , MGT en de tijd weergegeven in figuur 2 .
De tijdschaal in figuur 2 is dezelfde als in figuur 1 . Omdat CO2 , methaan ( CH4 ) en lachgas ( N2O ) concentraties hebben verschillende schalen , zijn de gegevens genormaliseerd op een 0-1 schaal aan de linkerkant. CO2 ( vierkanten , Gribbin , 1990 ) , 0 gelijk aan 190 delen per miljoen ( dpm ) en 1 is gelijk aan 430 ppm . Voor CH4 (driehoeken ; R. Cicerone in Gribbin , 1990 ) , is het bereik 600 tot 2400 delen per miljard ( ppb ) . Voor N2O ( diamanten; Khalil en Rasmussen , 1992 ) , de schaal is 280-340 ppb . Gemiddelde temperatuur op aarde (cirkels , Gribbin , 1990 ) is een grafiek ten opzichte van de graden - Celsius schaal aan de rechterkant. De verticale gestippelde is dezelfde als in figuur 1 . De gestippelde horizontale lijn is de hoogste CO2-concentratie en de temperatuur in de menselijke geschiedenis vóór 1990 . Broeikasgasconcentraties en MGT in de toekomst op korte termijn zijn gebaseerd op voortzetting van de huidige groeicijfers . Dit zal worden gerechtvaardigd in een andere context hieronder .
<Afbeelding> Figuur 3 . Bevolking en Global Warming ( CO2-concentratie en de gemiddelde temperatuur op aarde verzen log - bevolking) CO2-concentratie ( cirkels ) en de gemiddelde temperatuur op aarde ( vierkantjes ) uitgezet ten opzichte van hun absolute schalen, ppm aan de linkerkant en oC aan de rechterkant, respectievelijk . Verticale stippellijn bij 1995 . ( Gegevens van Fig. 1 en 2 )----------
Het is duidelijk dat de concentraties van de drie gassen exponentieel sinds 1950 ( -1,4 , Fig. 2 ) toegenomen en dat MGT heeft gedaan sinds 1975 . Kooldioxide concentratie begon te stijgen in samenhang met het gebruik van fossiele brandstoffen na 1850 . Hoewel methaan afkomstig uit verschillende bronnen , waaronder planten verval , termieten en runder winderigheid , CH4-concentratie stijgt tegelijk CO2 . Dit is waarschijnlijk te wijten aan zijn associatie met fossiele brandstoffen productie. Lachgas concentratie niet beginnen te stijgen tot 1950 . Op dit moment is het gebruik van door de mens gemaakte meststoffen en inwendige - verbrandingsmotor uitlaatgas enorm toegenomen . Tienduizend jaar geleden ( -4 , Fig. 2 ) , MGT aanzienlijk toegenomen net als de agrarische revolutie begonnen . Over de afgelopen 200.000 jaar , werd het ecosysteem gedomineerd door ijstijden . Verwachte MGT in 2025 ( 1.7 , Fig. 2 ) is ongeveer 17 ° C , 1.5oC hoger dan in de menselijke geschiedenis vóór 1990 .
BEVOLKING EN temperatuur op aarde
We hebben gezien in de figuren 1 en 2 dat de recente bevolking , atmosferische concentraties van broeikasgassen en MGT exponentieel zijn gegroeid ongeveer dezelfde tijd - cursus . De verhouding van CO2 en MGT verhouding tot populatiegrootte kan worden waargenomen grafische deze variabelen als hierboven. Figuur 3 toont deze grafiek , waarin de log van de bevolking vervangt log - tijd en CO2-concentratie ( cirkels ) en MGT (vierkanten ) wordt uitgezet ten opzichte van hun absolute schalen , ppm links en gC rechts respectievelijk . De verticale gestippelde lijn duidt 1995 , zoals in figuren 1 en 2 . Wanneer de bevolking bereikte 4 miljard in 1975 , de convergerende relatie tussen bevolkingsgroepen en de andere twee variabelen blijkt .
De omvang van de relaties in figuren 2 en 3 kan worden bepaald door de correlatiecoëfficiënt tussen paren variabelen . Tabel 1 geeft deze coëfficiënten voor de bevolking , broeikasgassen concentratie en MGT variabelen die we hebben te onderzoeken . De coëfficiënten voor de betrekkingen tijdens de industriële revolutie , 1800 tot 1994 , zijn boven de diagonaal van de tafel. De coëfficiënten sinds 2000 jaar geleden tot 1994 zijn onder de diagonaal. In de afgelopen 2000 jaar , is er een bijna perfecte correlatie tussen de concentratie van broeikasgassen en de bevolking en tussen de broeikasgassen zelf . Echter , de correlaties tussen de bevolkingsomvang en het broeikasgasconcentraties en MGT ( onderste rij ) zijn niet zo sterk . Na 1800 , de laatste correlaties te verhogen tot bijna perfectie ( rechterkolom ) . De conclusie uit de grafieken en tabel is dat er een sterke relatie tussen de omvang van de bevolking sinds 1800 , concentraties en MGT broeikasgassen .
Tabel 1 . Correlatie coëfficiënten tussen bevolkingsomvang , atmosferische concentraties van broeikasgassen en de gemiddelde temperatuur op aarde ( 1800 door 1994 boven de linksboven naar rechtsonder diagonaal , n = 10 ; 2000 jaar geleden via 1994 onder de diagonaal , n = 15 ) .
Pop CO2 CH4 N2O Temp
----------
Pop .996 .984 .977 .916CO2 0,990 0,994 0,974 0,942CH4 0,991 0,992 0,949 0,945N2O 0,959 0,943 0,942 0,932Temp 0,718 0,716 0,728 0,829
Broeikaseffect en KLIMAAT
Het bepalen dat er een sterke relatie tussen de bevolkingsomvang en opwarming van de aarde ons niet vertellen wat de onderliggende mechanismen zijn . Echter , de documentatie van de relatie tussen menselijke activiteiten en de uitstoot van broeikasgassen produceert een sterke gevolgtrekking dat de bevolkingsomvang en opwarming van de aarde nauw verwant zijn ( Gribbin , 1990 ) .
Het voorspellen van de toekomst is riskante zaak. Groeicijfers voor de broeikasgasconcentraties en MGT kunnen dalen dan die op dit moment als gevolg van onverwachte vernieuwingen of natuurlijke gebeurtenissen . Bijvoorbeeld , kunnen vulkanen genoeg as spuwen in de atmosfeer aan zonlicht blokkeren en tijdelijk te verlagen MGT lichtjes . Echter , op korte termijn verdere groei tegen de huidige tarieven is waarschijnlijk een onderschatting . Hoewel de bevolkingsgroei is vertraagd, is de bevolking nog steeds. De dominante factor is dat per hoofd van de bevolking van energie en hulpbronnen prijzen veel sneller dan de bevolking toe. Dit is niet alleen te wijten aan de verwachte stijging van de levensstandaard in onderontwikkelde landen , maar ook de toekomstige toename van de vraag naar energie in de ontwikkelde landen ( bv airconditioning ) als de zomer de temperaturen stijgen . Aangezien de meeste van de energie komt uit fossiele brandstoffen , in ieder geval voor de komende decennia , kunnen we verwachten dat de atmosferische concentraties van broeikasgassen en MGT stijgen in de toekomst op korte termijn in een sneller tempo dan ze hebben onlangs. Zoals MGT stijgt , zal waterdamp , een serre component , een steeds belangrijker factor worden door verhoogde verdamping .
Hoewel een 1.5oC toename van MGT boven de plaats waar we waren in 1990 ( 1990-2025 in Fig. 2 ) lijkt niet veel van een verandering , is het voldoende om grote veranderingen in het klimaat neerslaan . Een 1.5oC daling van MGT van waar we waren in 1990 , bijvoorbeeld, zou het ecosysteem zetten op de rand van een ijstijd . Nu al is er een vermoeden bestaat dat , sinds 1975 , de aanhoudende El Nino is het eerste teken van de relatie tussen de opwarming van de aarde en het klimaat ( Kerr , 1994 ) . Zoals MGT verder toeneemt , kunnen we vaker voorkomen en ernstiger orkanen en eeuwigdurende zomer droogte verwachten op veel plaatsen , vooral in het Midden-Westen . Paradoxaal genoeg zal intenser winter stormen op sommige plaatsen en klimatologische omstandigheden voor de landbouw zal verbeteren in sommige gebieden , zoals in Rusland ( Gribbin , 1990; Bernard , 1993 ) .
Er is veel discussie over de draagkracht van het ecosysteem voor de mens geweest . Als we definiëren dat draagkracht als het niveau dat het ecosysteem kan ondersteunen zonder dat de staat meer dan het heeft over de duur van de menselijke geschiedenis , vervolgens de figuren 2 en 3 geven aan dat we in 1975 overtrof die hoedanigheid. Dit is het punt in de tijd waar exponentiële groei begon te MGT duwen langs een pad dat hij heeft genomen buiten de vorige reeks . Dit betekent niet noodzakelijk dat de mens niet kon overleven als MGT is ongeveer 2 ° C hoger dan het ooit in hun geschiedenis is geweest. Toch zullen we moeten aanpassen aan een radicaal ander klimaat patroon en , indien MGT gaat niet hoger dan dat , zou er rampzalig problemen.
Als MGT blijft boven die in 1990 te verhogen tot boven 2025 tot 4 oC , kunnen hoge noordelijke breedtegraden temperaturen zoveel 10oC hoger dan aan de evenaar . De Arctische ijskap zou beginnen te smelten en de permafrost onder de toendra zou beginnen ontdooien . Bijgevolg zou een dikke laag rottende turf verder bij atmosferische CO2 en CH4 -concentraties ( Gribbin , 1990 ) . Met een aantal door de mens gemaakte en natuurlijke positieve feedback elementen in werking tegelijkertijd , kan een drempel worden overschreden ( Meyers , 1995 ; Overpeck , 1996 ) . Zijn deze risico's die we bereid zijn te nemen omwille van de korte - termijn winsten zou moeten zijn?
De relaties tussen de mens en de activiteiten en globale temperatuur kan worden bepaald door de juiste metingen en analyse van de gegevens op zodanige wijze dat de verbindingen en van grootheden blijkt . Menselijke bevolking kan nauwkeurig worden geschat en de gevolgen van hun activiteiten kunnen worden gemeten . Bijvoorbeeld , de hoeveelheid kooldioxide , methaan en lachgas is een indicator van energie en hulpbronnen mens . Een onderzoek van populatiegrootte , concentraties van deze gassen en temperatuur op functie van de tijd en ten opzichte van elkaar wordt hier voorgesteld om de relaties tussen deze elementen tonen .
Bevolkingsgroei
Velen van ons hebben lineaire grafieken van de menselijke bevolking die de enorme groei in de laatste twee eeuwen gezien. Echter , significante veranderingen in populatiedynamiek zijn verloren in de exponentiële groei en lange tijdschalen . Als de gegevens worden opnieuw geplot op een log - bevolking door log - tijdschaal , significante populatiedynamiek ontstaan. Ten eerste is het duidelijk dat bevolkingsgroei opgetreden in drie pieken en anderzijds dat de tijd tussen pieken drastisch verkort ( Deevey , 1960 ) .
<Afbeelding> Figuur 1 . Bevolking (Log - populatie verzen log -time vanaf 1 miljoen jaar geleden ) . Tijd waarden op de x-as , het negeren minteken , zijn machten van 10 jaar voor en na 1975 ( bij 0 ) . Verticale gestippelde lijn in 1995 . Gevulde cirkels voor bekende waarden links van 1995 en open cirkels op en het recht van 1995 zijn voor de verwachte waarden . ( Gegevens bijgewerkt van Deevey , 1960 ) .----------
Deevey 's 1960 grafiek is geactualiseerd in figuur 1 om na te denken wat er is geleerd sindsdien . De gegevens zijn uitgezet ten opzichte van 1975 met negatieve waarden voor 1975 en positieve waarden daarna. De reden hiervoor zal hierna duidelijk worden . De waarden van de tijdschaal , het negeren van de mintekens , vertegenwoordigen machten van 10 jaar .
Er is betoogd dat een bevolking crash gebeurde ongeveer 65.000 jaar geleden ( -4,8 , Fig. 1 ) , vermoedelijk als gevolg van de langdurige ijstijden tijdens de voorgaande 120.000 jaar ( Gibbons , 1993) . Mensen kwam dicht bij omkomen en Neanderthalers uitstierven . Echter , door 50.000 jaar geleden ( -4,6 , Fig. 1 ) , hadden de mensen populatie mini - explosies gegenereerd over de hele planeet. Gegevens Deevey voor populatiegrootte sinds 500 jaar geleden zijn vervangen door meer recente schattingen genomen van The World Almanac , ( 1992-1995 ) , waaronder bevolkingsprognoses naar 2025 . Een verticale gestippelde lijn is geplaatst in 1995 . Gevulde symbolen voor de bekende waarden links van het open symbolen en rechts daarvan zijn op waarden geprojecteerd op korte termijn.
De eerste stijging valt samen met het begin van de culturele revolutie ongeveer 600.000 jaar geleden , onderbroken door de bevolking crash 65.000 jaar geleden . Populatiegrootte kaatste 50.000 jaar geleden en toen vertraagde de groei aanzienlijk . De tweede golf begon met de agrarische revolutie ongeveer 10.000 jaar geleden en werd gevolgd door een trage groei . Deevey betoogd dat zich onderaan de voedselketen is de onderliggende oorzaak van deze grote en snelle spurt . De timing van de huidige stijging overeenkomt met de opkomst van de industriële - medische revolutie 200 jaar geleden .
Een relatie tussen innovatie en groei van de bevolking is ingebed in de log-log plot. Er was een snelle groei aan het begin van elke golf . Vervolgens groei vertraagd als mensen aangepast aan de precipitatie innovaties. Elke golf is de bevolking meer dan een factor 10. Het lijkt erop dat we naderen het einde van de huidige stijging als recente groeicijfers zijn gedaald . Na de eerste spurt , heeft verdere innovaties geen groei te bestendigen . De enige belangrijke innovaties waren die dat de volgende golf geproduceerd . Echter, geaccumuleerd innovaties tijdens de pieken een rol hebben gespeeld in de uiteindelijke daling van de bevolkingsgroei . Beginnend met hoge geboorte-en sterftecijfers , sterftecijfer daalt en levensverwachting toeneemt, maar geboortecijfers hoog blijven . Enige tijd later , geboortecijfers dalen zodat uiteindelijk , net geboorten min overlijdens produceert trage groei . Het resultaat is een spurt in populatiegrootte . Bij het verwijzen naar de industriële revolutie , is dit verschijnsel ook wel de ' demografische transitie " . Het blijkt dat deze dynamische eerder tweemaal heeft plaatsgevonden .
De dalingen in de tijd tussen pieken suggereert dat , als gedrag in het verleden is de beste voorspeller van toekomstig gedrag , we zijn verschuldigd voor een andere golf . Het kan al begonnen , zoals aangegeven door het herstel van de uitsteeksels aan de rechterkant van de curve in figuur 1 . Wat zou de basis vormen voor een andere golf zijn? Men kan denken aan verschillende mogelijkheden , inclusief de " groene revolutie " en de " mondiale economie " . Een dominant element in het verleden pieken heeft innovaties in energie- gebruik (bijvoorbeeld brand , het afdalen van de voedselketen , lastdieren , fossiele brandstoffen , hoog-energetische landbouw ) geweest . Aldus zou de ontwikkeling van een overvloedige en goedkope energiebron een diepgaand effect hebben . Een andere 10 - voudige ( of meer ) surge zou populatie 60-125.000.000.000 produceren .
Wereldwijde temperatuurstijging en broeikasgassen
<Afbeelding> Figuur 2 . Broeikasgassen en Mean Global Temperature (Greenhouse gasconcentraties en de gemiddelde temperatuur op aarde verzen tijd ) . Tijdschaal dezelfde als in Fig . 1 . Gas - concentratie gegevens zijn genormaliseerd om de 0-1 schaal links : CO2 ( vierkantjes ) - 190-430 ppm; CH4 ( driehoeken ) - 600-2400 ppb ; N2O (ruiten ) - 280-340 ppb . Gemiddelde temperatuur op aarde (cirkels ) uitgezet ten opzichte van oC aan de rechterkant. Verticale gestippelde lijn in 1995 , horizontale stippellijn op maximale CO2-concentratie en de mondiale temperatuur over de menselijke geschiedenis vóór 1990 . Gevulde en open symbolen hetzelfde als in Fig . 1 . Projecties in toekomst op korte termijn zijn gebaseerd op voortzetting van de huidige groeicijfers . (Gegevens gemeten van grafieken in Gribbin , 1990 en Khalil en Rasmussen , 1992 ) .----------
Mean -global - temperatuur ( MGT ) is gerelateerd aan de concentratie van broeikasgassen ( kooldioxide, methaan , lachgas , waterdamp en andere gassen trace ) in de atmosfeer . De meest voorkomende broeikasgas is koolstofdioxide ( CO2) . Het is aangetoond dat er een sterke relatie tussen de atmosferische concentratie van CO2 en MGT de laatste 160.000 jaar ( Gribbin , 1990 ) . Men heeft het vermoeden dat de verbranding van fossiele brandstoffen en de ontginning dergelijke proporties heeft aangenomen dat deze activiteiten een significante stijging van de atmosferische CO2-concentratie hebben neergeslagen . De concentraties van broeikasgassen in de atmosfeer zijn direct gemeten sinds ongeveer 1960 en zijn bepaald over het verdere verleden van luchtbellen gevangen in oude Antarctica , Groenland en Siberië ijs en uit diepzee sedimenten . Mean -global - temperatuur is ook direct gemeten over de afgelopen decennia. Schattingen van globale temperatuur in het verleden zijn afgeleid uit verschillende bronnen . Uit deze gegevens , wordt de verhouding tussen de concentraties van broeikasgassen , MGT en de tijd weergegeven in figuur 2 .
De tijdschaal in figuur 2 is dezelfde als in figuur 1 . Omdat CO2 , methaan ( CH4 ) en lachgas ( N2O ) concentraties hebben verschillende schalen , zijn de gegevens genormaliseerd op een 0-1 schaal aan de linkerkant. CO2 ( vierkanten , Gribbin , 1990 ) , 0 gelijk aan 190 delen per miljoen ( dpm ) en 1 is gelijk aan 430 ppm . Voor CH4 (driehoeken ; R. Cicerone in Gribbin , 1990 ) , is het bereik 600 tot 2400 delen per miljard ( ppb ) . Voor N2O ( diamanten; Khalil en Rasmussen , 1992 ) , de schaal is 280-340 ppb . Gemiddelde temperatuur op aarde (cirkels , Gribbin , 1990 ) is een grafiek ten opzichte van de graden - Celsius schaal aan de rechterkant. De verticale gestippelde is dezelfde als in figuur 1 . De gestippelde horizontale lijn is de hoogste CO2-concentratie en de temperatuur in de menselijke geschiedenis vóór 1990 . Broeikasgasconcentraties en MGT in de toekomst op korte termijn zijn gebaseerd op voortzetting van de huidige groeicijfers . Dit zal worden gerechtvaardigd in een andere context hieronder .
<Afbeelding> Figuur 3 . Bevolking en Global Warming ( CO2-concentratie en de gemiddelde temperatuur op aarde verzen log - bevolking) CO2-concentratie ( cirkels ) en de gemiddelde temperatuur op aarde ( vierkantjes ) uitgezet ten opzichte van hun absolute schalen, ppm aan de linkerkant en oC aan de rechterkant, respectievelijk . Verticale stippellijn bij 1995 . ( Gegevens van Fig. 1 en 2 )----------
Het is duidelijk dat de concentraties van de drie gassen exponentieel sinds 1950 ( -1,4 , Fig. 2 ) toegenomen en dat MGT heeft gedaan sinds 1975 . Kooldioxide concentratie begon te stijgen in samenhang met het gebruik van fossiele brandstoffen na 1850 . Hoewel methaan afkomstig uit verschillende bronnen , waaronder planten verval , termieten en runder winderigheid , CH4-concentratie stijgt tegelijk CO2 . Dit is waarschijnlijk te wijten aan zijn associatie met fossiele brandstoffen productie. Lachgas concentratie niet beginnen te stijgen tot 1950 . Op dit moment is het gebruik van door de mens gemaakte meststoffen en inwendige - verbrandingsmotor uitlaatgas enorm toegenomen . Tienduizend jaar geleden ( -4 , Fig. 2 ) , MGT aanzienlijk toegenomen net als de agrarische revolutie begonnen . Over de afgelopen 200.000 jaar , werd het ecosysteem gedomineerd door ijstijden . Verwachte MGT in 2025 ( 1.7 , Fig. 2 ) is ongeveer 17 ° C , 1.5oC hoger dan in de menselijke geschiedenis vóór 1990 .
BEVOLKING EN temperatuur op aarde
We hebben gezien in de figuren 1 en 2 dat de recente bevolking , atmosferische concentraties van broeikasgassen en MGT exponentieel zijn gegroeid ongeveer dezelfde tijd - cursus . De verhouding van CO2 en MGT verhouding tot populatiegrootte kan worden waargenomen grafische deze variabelen als hierboven. Figuur 3 toont deze grafiek , waarin de log van de bevolking vervangt log - tijd en CO2-concentratie ( cirkels ) en MGT (vierkanten ) wordt uitgezet ten opzichte van hun absolute schalen , ppm links en gC rechts respectievelijk . De verticale gestippelde lijn duidt 1995 , zoals in figuren 1 en 2 . Wanneer de bevolking bereikte 4 miljard in 1975 , de convergerende relatie tussen bevolkingsgroepen en de andere twee variabelen blijkt .
De omvang van de relaties in figuren 2 en 3 kan worden bepaald door de correlatiecoëfficiënt tussen paren variabelen . Tabel 1 geeft deze coëfficiënten voor de bevolking , broeikasgassen concentratie en MGT variabelen die we hebben te onderzoeken . De coëfficiënten voor de betrekkingen tijdens de industriële revolutie , 1800 tot 1994 , zijn boven de diagonaal van de tafel. De coëfficiënten sinds 2000 jaar geleden tot 1994 zijn onder de diagonaal. In de afgelopen 2000 jaar , is er een bijna perfecte correlatie tussen de concentratie van broeikasgassen en de bevolking en tussen de broeikasgassen zelf . Echter , de correlaties tussen de bevolkingsomvang en het broeikasgasconcentraties en MGT ( onderste rij ) zijn niet zo sterk . Na 1800 , de laatste correlaties te verhogen tot bijna perfectie ( rechterkolom ) . De conclusie uit de grafieken en tabel is dat er een sterke relatie tussen de omvang van de bevolking sinds 1800 , concentraties en MGT broeikasgassen .
Tabel 1 . Correlatie coëfficiënten tussen bevolkingsomvang , atmosferische concentraties van broeikasgassen en de gemiddelde temperatuur op aarde ( 1800 door 1994 boven de linksboven naar rechtsonder diagonaal , n = 10 ; 2000 jaar geleden via 1994 onder de diagonaal , n = 15 ) .
Pop CO2 CH4 N2O Temp
----------
Pop .996 .984 .977 .916CO2 0,990 0,994 0,974 0,942CH4 0,991 0,992 0,949 0,945N2O 0,959 0,943 0,942 0,932Temp 0,718 0,716 0,728 0,829
Broeikaseffect en KLIMAAT
Het bepalen dat er een sterke relatie tussen de bevolkingsomvang en opwarming van de aarde ons niet vertellen wat de onderliggende mechanismen zijn . Echter , de documentatie van de relatie tussen menselijke activiteiten en de uitstoot van broeikasgassen produceert een sterke gevolgtrekking dat de bevolkingsomvang en opwarming van de aarde nauw verwant zijn ( Gribbin , 1990 ) .
Het voorspellen van de toekomst is riskante zaak. Groeicijfers voor de broeikasgasconcentraties en MGT kunnen dalen dan die op dit moment als gevolg van onverwachte vernieuwingen of natuurlijke gebeurtenissen . Bijvoorbeeld , kunnen vulkanen genoeg as spuwen in de atmosfeer aan zonlicht blokkeren en tijdelijk te verlagen MGT lichtjes . Echter , op korte termijn verdere groei tegen de huidige tarieven is waarschijnlijk een onderschatting . Hoewel de bevolkingsgroei is vertraagd, is de bevolking nog steeds. De dominante factor is dat per hoofd van de bevolking van energie en hulpbronnen prijzen veel sneller dan de bevolking toe. Dit is niet alleen te wijten aan de verwachte stijging van de levensstandaard in onderontwikkelde landen , maar ook de toekomstige toename van de vraag naar energie in de ontwikkelde landen ( bv airconditioning ) als de zomer de temperaturen stijgen . Aangezien de meeste van de energie komt uit fossiele brandstoffen , in ieder geval voor de komende decennia , kunnen we verwachten dat de atmosferische concentraties van broeikasgassen en MGT stijgen in de toekomst op korte termijn in een sneller tempo dan ze hebben onlangs. Zoals MGT stijgt , zal waterdamp , een serre component , een steeds belangrijker factor worden door verhoogde verdamping .
Hoewel een 1.5oC toename van MGT boven de plaats waar we waren in 1990 ( 1990-2025 in Fig. 2 ) lijkt niet veel van een verandering , is het voldoende om grote veranderingen in het klimaat neerslaan . Een 1.5oC daling van MGT van waar we waren in 1990 , bijvoorbeeld, zou het ecosysteem zetten op de rand van een ijstijd . Nu al is er een vermoeden bestaat dat , sinds 1975 , de aanhoudende El Nino is het eerste teken van de relatie tussen de opwarming van de aarde en het klimaat ( Kerr , 1994 ) . Zoals MGT verder toeneemt , kunnen we vaker voorkomen en ernstiger orkanen en eeuwigdurende zomer droogte verwachten op veel plaatsen , vooral in het Midden-Westen . Paradoxaal genoeg zal intenser winter stormen op sommige plaatsen en klimatologische omstandigheden voor de landbouw zal verbeteren in sommige gebieden , zoals in Rusland ( Gribbin , 1990; Bernard , 1993 ) .
Er is veel discussie over de draagkracht van het ecosysteem voor de mens geweest . Als we definiëren dat draagkracht als het niveau dat het ecosysteem kan ondersteunen zonder dat de staat meer dan het heeft over de duur van de menselijke geschiedenis , vervolgens de figuren 2 en 3 geven aan dat we in 1975 overtrof die hoedanigheid. Dit is het punt in de tijd waar exponentiële groei begon te MGT duwen langs een pad dat hij heeft genomen buiten de vorige reeks . Dit betekent niet noodzakelijk dat de mens niet kon overleven als MGT is ongeveer 2 ° C hoger dan het ooit in hun geschiedenis is geweest. Toch zullen we moeten aanpassen aan een radicaal ander klimaat patroon en , indien MGT gaat niet hoger dan dat , zou er rampzalig problemen.
Als MGT blijft boven die in 1990 te verhogen tot boven 2025 tot 4 oC , kunnen hoge noordelijke breedtegraden temperaturen zoveel 10oC hoger dan aan de evenaar . De Arctische ijskap zou beginnen te smelten en de permafrost onder de toendra zou beginnen ontdooien . Bijgevolg zou een dikke laag rottende turf verder bij atmosferische CO2 en CH4 -concentraties ( Gribbin , 1990 ) . Met een aantal door de mens gemaakte en natuurlijke positieve feedback elementen in werking tegelijkertijd , kan een drempel worden overschreden ( Meyers , 1995 ; Overpeck , 1996 ) . Zijn deze risico's die we bereid zijn te nemen omwille van de korte - termijn winsten zou moeten zijn?
No comments:
Post a Comment