La Curva de Keeling es una gráfica de la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre basada en mediciones continuas tomadas en el Observatorio Mauna Loa en la isla de Hawaii desde 1958 hasta la actualidad. La curva lleva el nombre del científico Charles David Keeling , quien inició el programa de seguimiento y lo supervisó hasta su muerte en 2005.
Las mediciones de Keeling mostraron la primera evidencia significativa de un rápido aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO 2 ) en la atmósfera. [1] Según Naomi Oreskes , profesora de Historia de la Ciencia en la Universidad de Harvard , la curva de Keeling es uno de los trabajos científicos más importantes del siglo XX. [2] Muchos científicos atribuyen a la curva de Keeling el haber llamado la atención del mundo por primera vez sobre el actual aumento de CO 2 en la atmósfera. [3]
Antes de la década de 1950, las mediciones de las concentraciones de CO 2 atmosférico se tomaban ad hoc en diversos lugares. En 1938, el ingeniero y meteorólogo aficionado Guy Stewart Callendar comparó conjuntos de datos de CO 2 atmosférico de Kew en 1898-1901, que promediaba 274 partes por millón por volumen ( ppmv ), [4] y del este de Estados Unidos en 1936-1938, que promedió 310 ppmv y concluyó que las concentraciones de CO 2 estaban aumentando debido a las emisiones antropogénicas . [5] Sin embargo, los hallazgos de Callendar no fueron ampliamente aceptados por la comunidad científica debido a la naturaleza irregular de las mediciones. [6] [7]
Charles David Keeling , del Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego , fue la primera persona en realizar mediciones periódicas y frecuentes de las concentraciones de CO2 atmosférico en la Antártida y en Mauna Loa , Hawaii, desde marzo de 1958 en adelante. [8] Keeling había probado y empleado previamente técnicas de medición en lugares como Big Sur cerca de Monterey , bosques tropicales de la Península Olímpica en el estado de Washington y bosques de alta montaña en Arizona . [1] Observó un fuerte comportamiento diurno del CO 2 , con un exceso de CO 2 durante la noche debido a la respiración de las plantas y los suelos, y valores vespertinos representativos de la "atmósfera libre" sobre el hemisferio norte . [1]
En 1957-1958, Año Geofísico Internacional , Keeling obtuvo financiación de la Oficina Meteorológica para instalar analizadores de gas infrarrojos en lugares remotos, incluido el Polo Sur y el volcán Mauna Loa en la isla de Hawái . Mauna Loa fue elegido como sitio de monitoreo a largo plazo debido a su ubicación remota lejos de los continentes y su falta de vegetación. Keeling y sus colaboradores midieron la brisa del océano entrante por encima de la capa de inversión térmica para minimizar la contaminación local procedente de los respiraderos volcánicos. [8] Los datos se normalizaron para eliminar cualquier influencia de la contaminación local. Debido a los recortes de fondos a mediados de la década de 1960, Keeling se vio obligado a abandonar los continuos esfuerzos de monitoreo en el Polo Sur, pero reunió suficiente dinero para mantener las operaciones en el Observatorio Mauna Loa , que han continuado hasta el día de hoy. [9]
El artículo Tellus de Keeling de 1960 presentó los primeros registros mensuales de CO 2 de Mauna Loa y la Antártida (1957 a 1960), encontrando un "ciclo estacional distinto... y posiblemente, un aumento mundial de CO 2 de año en año". [10] [9] : 41–42 En la década de 1970, estaba bien establecido que el aumento del dióxido de carbono atmosférico era continuo y se debía a emisiones antropogénicas. [11] [12]
Las mediciones de dióxido de carbono en el Observatorio Mauna Loa en Hawái se realizan con un tipo de espectrofotómetro infrarrojo , ahora conocido como sensor infrarrojo no dispersivo , que se calibra utilizando los estándares de la Organización Meteorológica Mundial . [13] Este tipo de instrumento, originalmente llamado capnógrafo , fue inventado por primera vez por John Tyndall en 1864 y registrado mediante trazos de lápiz en un registrador gráfico de tira. [14] Actualmente, se están agregando varios sensores basados en láser para funcionar simultáneamente con el espectrofotómetro infrarrojo del Instituto Scripps de Oceanografía , mientras que las mediciones de la NOAA en Mauna Loa todavía utilizan el sensor infrarrojo no dispersivo .
Las mediciones recopiladas en el Observatorio Mauna Loa muestran un aumento constante en la concentración media de CO 2 atmosférico de 313 partes por millón por volumen ( ppmv ) en marzo de 1958 a 406 ppmv en noviembre de 2018, [15] con un aumento actual de 2,48 ± 0,26 (media ± 2 desv estándar) ppmv CO 2 por año. [16] Este aumento del CO 2 atmosférico se debe a la combustión de combustibles fósiles , y se ha ido acelerando en los últimos años. Dado que el CO 2 es un gas de efecto invernadero , esto tiene importantes implicaciones para el calentamiento global . Las mediciones de la concentración de CO 2 en antiguas burbujas de aire atrapadas en núcleos de hielo polar muestran que la concentración atmosférica media de CO 2 estuvo entre 275 y 285 ppmv durante la época del Holoceno (9.000 a. C. en adelante), pero comenzó a aumentar bruscamente a principios del siglo XIX. [17]
La curva de Keeling también muestra una variación cíclica de aproximadamente 6 ppmv cada año, correspondiente al cambio estacional en la absorción de CO 2 por la vegetación terrestre del mundo. La mayor parte de esta vegetación se encuentra en el hemisferio norte donde se ubica la mayor parte del territorio. Desde un máximo en mayo, el nivel disminuye durante la primavera y el verano del norte a medida que el crecimiento de nuevas plantas extrae CO 2 de la atmósfera a través de la fotosíntesis . Después de alcanzar un mínimo en septiembre, el nivel vuelve a aumentar en el otoño y el invierno del norte, a medida que las plantas y las hojas mueren y se descomponen, liberando CO 2 nuevamente a la atmósfera. [10] [12]
Debido en parte a la importancia de los hallazgos de Keeling, [9] la NOAA comenzó a monitorear los niveles de CO 2 en todo el mundo en la década de 1970. [18] Hoy en día, los niveles atmosféricos de CO 2 se monitorean en alrededor de 100 sitios alrededor del mundo a través de la Red Global de Referencia de Gases de Efecto Invernadero. [19] Las mediciones en muchos otros sitios aislados han confirmado la tendencia a largo plazo mostrada por la curva de Keeling, [20] aunque ningún sitio tiene un registro tan largo como Mauna Loa . [21]
Desde la muerte de Charles David Keeling en 2005, la responsabilidad y supervisión del proyecto se transfirió al hijo de Keeling, Ralph Keeling . En el quincuagésimo aniversario del inicio del proyecto, el joven Keeling escribió un artículo en la revista Science describiendo la vida y el trabajo de su padre, junto con cómo el proyecto ha crecido y evolucionado con el tiempo. [22] Junto con materiales de medición más precisos y fondos para el proyecto de monitoreo de los niveles de CO 2 de la Tierra , Keeling escribió sobre su orgullo por el trabajo de su padre y cómo lo ha continuado en su memoria.
En 2015, la Curva de Keeling fue designada Monumento Químico Histórico Nacional por la Sociedad Química Estadounidense . [23] Se instalaron placas conmemorativas en el Observatorio Mauna Loa y en el Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California, San Diego .
El 9 de mayo de 2013, la concentración media diaria de CO 2 en la atmósfera medida en Mauna Loa superó las 400 partes por millón ( ppmv ). [24] Las estimaciones de CO 2 durante eras geológicas anteriores sugieren que el CO 2 no ha alcanzado este nivel desde mediados del Plioceno , hace entre 2 y 4 millones de años. [25] Este nivel de dióxido de carbono, que causa el cambio climático , sugiere un empeoramiento continuo de los desastres naturales y ecológicos, que amenazan cada vez más los hábitats humanos y animales en la Tierra, si las emisiones de gases de efecto invernadero no se reducen significativamente.
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