Curva de Keeling

La curva de Keeling es una gráfica que muestra la variación anual y la acumulación total de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre, basada en mediciones continuas realizadas en el Observatorio de Mauna Loa, en la isla de Hawái , desde 1958 hasta la actualidad. La curva recibe su nombre del científico Charles David Keeling , quien inició el programa de monitoreo y lo supervisó hasta su fallecimiento en 2005.

Las mediciones de Keeling mostraron la primera evidencia significativa del rápido aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO₂ ₎ en la atmósfera. ^{[ 1 ]} Según Naomi Oreskes , profesora de Historia de la Ciencia en la Universidad de Harvard , la Curva de Keeling es una de las obras científicas más importantes del siglo XX. ^{[ 2 ]} Muchos científicos atribuyen a la Curva de Keeling el haber llamado la atención del mundo sobre el actual aumento de _CO₂ en la atmósfera. ^{[ 3 ]}

Antes de la década de 1950, las mediciones de las concentraciones atmosféricas _{de CO₂} se realizaban de forma puntual en diversos lugares. En 1938, el ingeniero y meteorólogo aficionado Guy Stewart Callendar comparó conjuntos de datos de CO₂ atmosférico de Kew entre 1898 y 1901, con un promedio de 274 partes por millón en volumen ( ppm ), ^{[ 4 ]} y del este de Estados Unidos entre 1936 y 1938, con un promedio de 310 ppm , y concluyó que las concentraciones _de CO₂ 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 fragmentada de las mediciones. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Charles David Keeling , de la Institución Scripps de Oceanografía de la UC San Diego , fue la primera persona en realizar mediciones frecuentes y regulares de las concentraciones atmosféricas de CO₂ _en la Antártida y en Mauna Loa , Hawái , a partir de marzo de 1958. ^{[ 8 ]} Keeling había probado y empleado previamente técnicas de medición en lugares como Big Sur , cerca de Monterey , las selvas tropicales de la Península Olímpica en el estado de Washington y los bosques de alta montaña en Arizona . ^{[ 1 ]} Observó un marcado comportamiento diurno del CO₂ _, con un exceso de CO₂ _por 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, durante el Año Geofísico Internacional , Keeling obtuvo financiación del Servicio Meteorológico para instalar analizadores de gases infrarrojos en lugares remotos, incluyendo 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 a la ausencia de vegetación. Keeling y sus colaboradores midieron la brisa oceánica entrante por encima de la capa de inversión térmica para minimizar la contaminación local proveniente de las chimeneas volcánicas. ^{[ 8 ]} Los datos se normalizaron para eliminar cualquier influencia de la contaminación local. Debido a los recortes presupuestarios a mediados de la década de 1960, Keeling se vio obligado a abandonar los esfuerzos de monitoreo continuo en el Polo Sur, pero logró reunir el dinero suficiente para mantener las operaciones en el Observatorio de Mauna Loa , las cuales han continuado hasta la actualidad. ^{[ 9 ]}

_El artículo de Keeling en Tellus de 1960 presentó los primeros registros mensuales de CO₂ de _Mauna Loa y la Antártida (1957 a 1960), encontrando un "ciclo estacional distinto... y posiblemente, un aumento mundial de CO₂ de año en año". ^{[ 10 ] [ 9 ] : 41–42} Para la década de 1970, estaba bien establecido que el aumento del dióxido de carbono atmosférico era continuo y debido a las emisiones antropogénicas. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Las mediciones de dióxido de carbono en el Observatorio de 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 trazados de pluma en un registrador gráfico de tira. ^{[ 14 ]} Actualmente, se están agregando varios sensores basados ​​en láser para funcionar simultáneamente con el espectrofotómetro infrarrojo en el 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 de Mauna Loa muestran un aumento constante en la concentración media atmosférica de CO₂ _de 313 partes por millón en volumen ( ppm ) en marzo de 1958 a 406 ppm en noviembre de 2018, ^{[ 15 ]} con un aumento actual de 2,48 ± 0,26 (media ± 2 desv. estándar) ppm _de CO₂ por año. ^{[ 16 ]} Este aumento en el CO₂ atmosférico _se debe a la combustión de combustibles fósiles y se ha acelerado en los últimos años. Dado que el CO₂ _es un gas de efecto invernadero , esto tiene implicaciones significativas para el calentamiento global . Las mediciones de la concentración de CO₂ _en burbujas de aire antiguas atrapadas en núcleos de hielo polar muestran que la concentración media atmosférica de CO₂ _estaba entre 275 y 285 ppm durante la época del Holoceno (9000 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 ppm cada año _, correspondiente al cambio estacional en la absorción de CO₂ por la vegetación terrestre del mundo. La mayor parte de esta vegetación se encuentra en el hemisferio norte , donde se ubica la mayor parte de la tierra. Desde un máximo en mayo, el nivel disminuye durante la primavera y el verano del hemisferio norte, ya que el nuevo crecimiento de las plantas extrae CO₂ de la atmósfera mediante la fotosíntesis . Después de alcanzar un mínimo en septiembre, el nivel vuelve a aumentar en el otoño y _{el invierno del hemisferio norte ,} a medida que las plantas y las hojas mueren y se descomponen, liberando CO₂ de nuevo a la atmósfera. ^{[ 10 ] [ 12 ]}

Un diagrama de Keeling es una representación gráfica de las variaciones en δ ¹³ C ( cocientes de isótopos de carbono ) (eje y), representadas frente al inverso de la concentración de CO _{2 (1/[} CO ₂ ]) (eje x), utilizada para identificar fuentes y sumideros de carbono dentro de los ecosistemas , para estudios paleoclimáticos , ^{[ 28 ]} o para investigaciones del ciclo del carbono . ^{[ 29 ]}

• Monitoreo de gases de efecto invernadero
• Acción para el Empoderamiento Climático (ACE)
• Acuerdo de París

• Sitio web oficial de la curva de Keeling. Instituto Scripps de Oceanografía, UC San Diego.
• CO₂ Tierra : Versión actualizada anualmente de la curva de Keeling _.
• El cambio climático es evidente en la cima del Mauna Loa, NPR, Day to Day, 1 de mayo de 2007
• _{Programa de CO₂} del Instituto Scripps de Oceanografía : Hogar de la curva de Keeling