ידוע היטב כי רמות $ \ mathrm {CO} _2 $ ברחבי העולם גדלות, מה שמוביל לעלייה בטמפרטורת השטח הכוללת וכו '.
אבל אני תוהה, האם אלה גזים (או ההשפעות מהגזים הללו) מגדילים את לחץ האטמוספירה העולמי במידה רבה כלשהי, או האם ההרכב האטמוספרי משתנה ללא שינוי משמעותי ברמות לחץ האוויר, בהשוואה למאות או אלפי שנים לפני כן?
האוויר באטמוספרה הוא נוזל. ניתן לחשב את הלחץ שמפעיל נוזל על משטח אופקי באמצעות הנוסחה.
$$ P = \ rho \, \ mathrm {g} \, h $$
היכן :
התאוצה עקב כוח המשיכה היא קבועה וגובה האטמוספרה יכול להיחשב קבוע. זה משאיר רק את צפיפות האוויר באטמוספרה כמשתנה היחיד שישפיע על הלחץ על פני כדור הארץ במצב זה.
כמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה הוא בסביבות 400 חלקים למיליון - חלק קטן מאוד.
צפיפות אוויר משתנה בהתאם לטמפרטורה ולחץ אך הוא נע בין $ 1.146 $ ל $ 1.422 \ \ mathrm { ק"ג / מ '^ 3 $. לשם השוואה, למים יש צפיפות של $ 1000 \ \ mathrm {kg / m} ^ 3 $.
אם כמות הפחמן הדו-חמצני הייתה גדלה, אפילו פי עשרה, תהיה לכך השפעה זניחה על הצפיפות. של האוויר וכך השפעה זניחה על הלחץ האטמוספרי על פני כדור הארץ. השפעתה על הטמפרטורה היא עניין אחר.
תשובה לשאלה הנוספת: האם תוכל להסביר איזו השפעה תהיה לעליית הטמפרטורה על לחץ?
הקשר בין לחץ, טמפרטורה ונפח עבור גזים ניתן על ידי חוק הגז האוניברסלי הקובע,
$$ PV = m \, \ mathrm {R} \, T $$
איפה:
סידור מחדש של המשוואה,
$$ P = \ frac {m \ mathrm {R} T} {V} $$
כאשר בוחנים את השפעת הטמפרטורה על הלחץ האטמוספרי, $ \ mathrm {R} $ הוא כבר קבוע, והמסה והנפח של האטמוספרה יכולים להיחשב כקבועים מכיוון שכל שינוי עקב הגדלת $ \ ce {CO_2} $ יהיה קטן ביותר וניתן לראות בו זניח.
כתוצאה מכך $ m \ mathrm {R} / V $ הוא $ \ mathrm {k} $ קבוע והמשוואה הופכת ל
$$ P = \ mathrm {k} T $$
סולם הטמפרטורות של קלווין, המשמש במשוואה, הוא אקסטרפולציה של סולם הטמפרטורות צלזיוס, ולכן עליית הטמפרטורה של $ 1 ^ \ circ \ mathrm {C} $ ($ 1 \ \ mathrm {K} $) יגדיל את הלחץ האטמוספרי ב- $ 1 \ \ mathrm {pascal} $.
הלחץ האטמוספרי הממוצע הוא $ 101 \, 325 \ \ mathrm {אב} $. בהנחה שתרחיש מקרה גרוע מאוד של עלייה של $ 10 ^ \ circ \ mathrm {C} $, הלחץ יגדל $ 10 \ \ mathrm {Pa} $, או $ 0.0099 \% $, וזה לא משמעותי.
דוחות מזג האוויר מדווחים על לחץ אטמוספרי ביחידות הטרופסקלים ($ \ mathrm {hPa} $). לחץ של $ 101 \, 325 \ \ mathrm {Pa} $ הוא $ 1013.25 \ \ mathrm {hPa} $. עלייה של $ 10 \ \ mathrm {Pa} $ זהה ל- $ 0.1 \ \ mathrm {hPa} $. לחצים אטמוספריים משתנים בין $ 890 $ \ \ mathrm {hPa} $ ו- $ 1090 \ \ mathrm {hPa} $.
פרד צודק, כל שינוי הוא כמעט כלום, בוודאי לא מורגש לכלום אלא מכשירים מכוונים מאוד.
אבל בואו נסתכל על התהליך הכימי.
$ \ ce {CH4} $ (ממוקש מהקרקע) + $ \ ce {2O2 -> CO2 + 2 H2O} $. $ \ Ce {H2O} $ בזמן שהוא נכנס לאוויר מכיוון שאדי מים אינם נשארים אדי מים למשך זמן משמעותי ולכן סולם האטמוספירה אומר לנו $ \ ce {2 O2} $ להתחיל (משקל אטומי 64), $ \ לסכום של {CO2} $ (משקל אטומי 44), אז שריפת מתאן מבהירה את האטמוספירה.
עכשיו, בואו נסתכל על בנזין, שהוא מגוון פחמימנים, אבל נניח שהפנטן הוא הנפוץ ביותר לא בטוח שזה, אבל יכול להיות) $ \ ce {C5H12} $, כאן אנו מקבלים את הדברים הבאים: $$ \ ce {C5H12 + 8 O2 -> 5CO2 + 6H2O} $$. עם זה יש לנו 256 משקל אטומי להתחיל ומשקל 220 אטומי לסיום.
ככל שיחס הפחמן למימן עולה, מסת הגז לאחר שריפת הדלק עולה, אך בממוצע, מכיוון ששריפת דלק מאובנים לוקחת חמצן ומייצרת מים כמו גם $ \ ce {CO2} $, בעיקר אתה מאבד מסה באטמוספירה ומרוויח מים - אך בכמויות זניחות. גורמים, אשר, אני לא מבין כל כך טוב, אבל ספיגה אוקיאנית למשל. האוקיינוסים סופגים אטמוספרה (פחות ככל שהם מתחממים) כך שכאשר כדור הארץ מתחמם האוקיאנוסים יאחסנו פחות אוויר והאטמוספירה תעלה במסה, קצת. באופן דומה, אוויר חם מחזיק יותר אדי מים, ולכן בעוד שריפת $ \ ce {CO2} $ מוציאה מעט מסה מהאטמוספרה, ההתחממות תהיה בעלת השפעה הפוכה. יותר אדי מים יהיו באוויר ופחות אוויר יהיו במים.
אפקט שלישי, פוטוסינתזה למשל לוקחת $ \ ce {CO2} $ ומוציאה $ \ ce {O2} $, ולכן ככל שצמחים גדלים, מסת האווירה מצטמצמת, אך בסך הכל הצמחים פשוט לא גדל מהר מספיק כדי להתאים לתפוקה שלנו $ $ ce {CO2} $. לא קרוב. אבל הנשימה של בעלי חיים וצמחים על פני כדור הארץ אמנם ממלאת תפקיד, אבל ככל שאני יכול להבין, המתמטיקה של זה היא די פשוטה. צמחים לוקחים $ \ ce {CO2} $ ומשחררים $ \ ce {O2} $, בעלי חיים, על ידי אכילת צמחים, עושים את ההפך, אנחנו נושמים פנימה $ \ ce {O2} $ ונושפים $ \ ce {CO2} $, כך שכל שינוי נטו עקב חיי בעלי חיים יירשם ככל הנראה בסך כולל של $ \ ce {CO2} $. (אני חושב).
אז יש את התשובה שלך. שריפת הדלקים הופכת את האווירה לקצת יותר קטנטנה, אך התחממות האטמוספירה מכבידה את האווירה וכנראה זו מחלקת הטרמפ. לאדמה חמה יש אווירה כבדה יותר.
כ- 0.25 ממסת האטמוספירה בכל זמן נתון הם אדי מים (מקור), לעומת כ -400 PPM $ \ ce { CO2} $ או 0.04% לפי נפח, אך מכיוון ש- $ \ ce {CO2} $ כבד בכ- 50% משילוב החמצן / חנקן, כ- 0.06% לפי המסה.
מכיוון ש- $ \ ce {CO2} $ לא סתם מוסף, אלא חמצן נלקח במסה גדולה יותר בעת שריפת דלקים מאובנים (44 עד 64 עם מתאן, 220 עד 250 עם פנטן), קשה נאמוד אך נניח שכ- 15% ממסת העלייה ב- $ \ ce {CO2} $ מוציאים מהאטמוספרה עקב אובדן של $ \ ce {O2} $.
העלייה ב- $ \ ce {CO2} $, מ -280 PPM ל -400 PPM, הוא 40%, כך שעובדים את המתמטיקה, 0.06% * 0.4 * 0.15 = הערכה גסה 0.0036% ממסת האטמוספירה שאבדה בגלל כל שריפת הדלק הפוסילי המהפכה התעשייתית.
אבל, רק מעלה אחת של התחממות יכולה להגדיל את $ \ ce {H2O} $ האטמוספרי ב- 6% -7%, כך שאם נחשוב על כ- .8 מעלות צלזיוס של התחממות במאה הנוכחית ואנחנו מריצים את המתמטיקה על אדי מים אטמוספריים 0.25% * 0.06 * 0.8 = 0.012, או פי 3 יותר מסה שנוספה לאטמוספירה מההתחממות מאבדת בשריפת הדלק. וזה לא לוקח בחשבון את הספיגה האוקיאנית, שככל שהאוקיאנוסים מתחממים הם מחזיקים פחות חמצן. באופן דומה, כאשר טונדרה מפשירה, גז משתחרר מכדור הארץ.
השינוי נטו (אמנם קטן למדי) הוא ככל הנראה אטמוספרה כבדה יותר (בערך 1/100 של 1% (עד כה ועוד) , אבל זה 1/10 של מיליבר. וריאציה אופיינית ללחץ גבוה עד נמוך בגובה פני הים היא כ- 30 מיליארדים (מקור), אז אנחנו מדברים על שינוי שאינו מורגש.
המתמטיקה שלי גסה, אבל אני חושב שזו התשובה הנכונה לשאלתך. אתה לא יכול לשקול רק את $ \ ce {CO2} $ שנוסף, אתה צריך גם לשקול את $ \ ce {O2} $ שהוצא וככל שיהיה גדול יותר גורמים, $ \ ce {H2O} $ אטמוספריים וספיגה אוקיאנית של גז אטמוספרי.
יש לי ברומטר באולם שלי (זה אמור לחזות את מזג האוויר). בטח אכן נע הרבה. אתה יודע את זה כמובן. אז התשובה לשאלתך היא "כן", למעשה כל שינוי בהרכב תערובת הגז עשוי לשנות את הלחץ שלה (דברים אחרים שווים), אך ההשפעה תהיה קטנה כמו שיש לשאר 999,600 עמודים לדקה של דברים אחרים אפקט גדול למדי אבל גם אם ההשפעה הייתה שינוי של 1 או 2%, אני בספק אם תוכל לאשר את זה על ידי מדידה, שכן השונות הרגילה בלחץ הברומטרי מיום ליום ושעה לשעה מעדיפה לשטוף אותו.