Q&SeriesYou Zeptal

Zeptal: Jak Se Oxid Uhličitý Dostal Tak Vysoko Do Atmosféry?

září 21-27 je týden klimatu v New Yorku. Připojte se k nám na sérii online akcí a blogových příspěvků pokrývajících klimatickou krizi a směřujících k akci. Tento týden věnujeme naši sérii You Asked řešení otázek čtenářů týkajících se změny klimatu.

následující otázku položil čtenář a odpověď pochází od klimatologa Ángela Muñoze.

Q:

Jak se CO2 dostane vysoko do atmosféry? Se specifickou hmotností asi 1, 5 by měla spadnout na zemi, když se ochladí při stoupání. Letecké společnosti nám říkají, že je to -40 stupňů na 30,000 ft. Tak proč a jak je to, že některé CO2 pracuje svou cestu až do horní atmosféry?

A:

Ángel Muñoz je spolupracovníkem výzkumník na Mezinárodní Výzkumný Ústav pro Klima a Společnost a vede latinské Ameriky součást Columbia Světa Projekt „Adaptace Zemědělství na Klimatické Dnes, Zítra“ (ACToday). Je také oddaným znalcem vína a je zde zobrazen s vinnou révou Carménère v Chile.

oxid uhličitý je plyn. Hustota plynu se zvyšuje s tím, jak se teploty ochlazují. Takže, protože teploty klesají, jak se dostáváme do vyšších nadmořských výšek, plyny se stávají hustšími ve vyšších nadmořských výškách. Hustší objekty mají tendenci klesat, stažené gravitací. (Ve skutečnosti gravitační síla, která táhne molekuly plynu směrem k zemskému povrchu, je to, co udržuje naši atmosféru.) Různé plyny mají také různé molekulové hmotnosti. CO2 je těžší než kyslík, takže bychom mohli očekávat, že každá molekula CO2 klesne pod vrstvu molekul kyslíku. Zobecněním této myšlenky na ostatní plyny ve vzduchu bychom mohli odvodit, že by to mělo za následek dokonale rozvrstvenou atmosféru se samostatnými vrstvami každého typu plynu.

můžeme vidět příklad stratifikované atmosféry uvnitř láhve vína. Když je láhev utěsněna, vzduch mezi povrchem vína a dnem korku obsahuje jak kyslík, tak CO2. Protože CO2 je těžší než kyslík, gravitace nutí molekuly CO2, aby vytvořily“ vrstvu “ pod molekulami kyslíku, což pomáhá oddělit víno od kyslíku. Žádoucí vlastnosti vína, jako je chuť a vůně, se začnou měnit, jakmile je kapalina plně vystavena kyslíku. Bez stratifikace uvnitř uzavřené láhvi, neměli bychom, že polštář CO2, které chrání víno před kyslíkem, což neotevřené víno mnohem kratší trvanlivost, nebo dokonce převést ji do octa průběhu času.

zemská atmosféra není jako vzduch uvnitř uzavřené láhve vína. Atmosférické plyny jsou dobře smíšené, ne stratifikované. To je způsobeno silou difúze. Molekuly plynu se chtějí pohybovat a budou expandovat, aby vyplnily objem, ve kterém jsou obsaženy. Uvězněn těsně uzavřené nádobě, například korkový láhev vína při konstantní teplotě asi 52-57 stupňů F, plyny nemají prostor, nebo dost „vzrušení“ expandovat a pohybovat se. Usazují se do vrstev většinou na základě jejich molekulových hmotností. Zemská atmosféra je však mnohem expanzivnější než láhev vína. CO2 se nerozkládá až asi 80 kilometrů od zemského povrchu, což dává atmosférickým plynům obrovskou rozlohu. Vzrušené teplem vyzařujícím ze slunce do atmosféry se molekuly rychle pohybují. Jak se do sebe navzájem naráží (například na 63 stupňů F, CO2 molekuly crash dohromady asi 7 miliard krát za sekundu), molekuly plynu prolínají, spíše než usazovat ve stratifikovaných vrstev. Je to hlavně difúze, která umožňuje CO2 integrovat se v nadmořských výškách vyšších, než by naznačovala jeho molekulová hmotnost, i když jsou zapojeny i jiné procesy, jako jsou silné proudové proudy vzduchu.

ruční kreslení vysvětlování různých sil při práci v láhev vína versus Zemské atmosféry. Obrázek: Ángel Muñoz

Podobně, na odzátkoval víno láhev poprvé, a přinášet to ze sklepa do teplejší místnosti teplota, uvězněné plyny staňte se součástí větší atmosféru. Molekuly plynu se mísí, a po rozbití vakuového těsnění láhve, výměna korku znamená, že po výměně korku zůstanou v láhvi dobře smíšené molekuly. Kyslík je nyní schopen dosáhnout vína, nakonec způsobí, že víno ochutná “ off.“Každý, kdo otevřel láhev vína, aby“ nechal dýchat “ před pitím, ví, že určité množství okysličování může zlepšit chuť vína, ale nakonec okysličování zničí tyto žádoucí vlastnosti. Nezapomeňte tedy zodpovědně konzumovat láhev vína během několika dní pro nejlepší chuť. A pamatujte, že i v letadle ve výšce 30 000 stop se molekuly plynu v otevřené láhvi vína smíchají stejně jako ve zbytku atmosféry!

podrobnosti o tom, jak oxid uhličitý přispívá ke změně klimatu, podívejte se na tyto příspěvky: jak přesně oxid uhličitý způsobuje globální oteplování? a pokud CO2 je pouze 0,04% atmosféry, jak to řídí globální oteplování?