Faktan tarkistuksia ilmastonmuutoksesta – per mill-arvo vs. per meg-arvo

Faktan tarkistuksia ilmastonmuutoksesta – per mill-arvo vs. per meg-arvo

Per mill-arvo lasketaan kaavalla:

δ13C = [(C13 / C12) näyte / (C13 /  C12) standardi – 1] x 1000

Per mill -arvon määrittelystä saatu lukema (δ13C) voi olla joko positiivinen tai negatiivinen. 

Tässä hiilen C13:sta ja C12:sta isotooppisuhdetta (näytettä) verrataan hiilen C13:sta ja C12:sta isotooppien suhteeseen (standardiin). 

Koska ilmakehästä otettu isotooppinäyte on jatkuvasti pienenevä suhteessa standardiin ja kun siitä vähennetään 1, tulos saadaan kasvamaan negatiiviseen suuntaan (koska näytteen suhde myös vähenee). Kun näyte kerrotaan 1000:lla, tulos saadaan tuhat-kertaisella resoluutiolla. Tämä siksi, jotta trendi saataisiin paremmin näkyviin.

Väittämä: ”IPCC:n mukaan ilmakehän kasvanut hiilidioksidimäärä (CO2) 270 gigatonnia hiiltä (GtC) on kokonaan antropogeenista eli fossiilisten polttoaineiden käytöstä syntyvää hiilidioksidia. Antropogeeninen hiilidioksidi voidaan erottaa tavanomaisesta luonnon hiilidioksidista isotooppimittausten avulla – yksikkö permille, ‰. Kasvien ja niistä syntyneiden fossiilisten polttoaineiden permille-arvo on -28 ‰ ja ennen fossiilisten polttoaineiden käyttöä ilmakehän permille-arvo oli -6,35 ‰. Vuoden 2017 ilmakehän permille-arvo oli n. -8,5 ‰, joka tarkoittaa, että ilmakehässä on vain 73 GtC antropogeenista hiilidioksidia.”

Totta vai tarua?

On myös toinen tapa miten voidaan määritellä, mikä vaikutus ilmakehässä olevalla lisääntyvällä hiilidioksidi-pitoisuudella on. 

Nimittäin hapen (O2) ja typen (N2) välisen suhteen muutoksen määrittely, joka on ns. per meg-arvo, missä kertoimena on 1 x 106.

Per meg -arvo lasketaan kaavalla:

δ = ((O2 / N2) näyte – (O2 / N2) referenssi) / (O2 / N2) referenssi)

Missä (O2 / N2) näyte on O2 / N2 ilmakehästä otetun näytteen moolien suhde ja (O2 / N2) -suhde on referenssi O2 / N2 -moolien suhde referenssistä. Tämä referenssi perustuu ilmakehästä otettuihin  suoriin näytteisiin (tankkeihin), jotka on säilötty laboratorioon.

Tämä δ:n arvo on nolla, jos näytteessä on sama O2 / N2 -suhde kuin referenssissä ja negatiivinen, jos näytteessä on alempi suhde, kuin referenssissä. Ilmakehästä otettujen näytteiden δ -arvot ovat olleet negatiivisia, koska ilmakehän O2 / N2 -suhde on laskenut esim. 1980 -luvulta lähtien.

Tämä O2 / N2  -suhde on äärimmäisen pieni. Vuonna 2008, sen tyypillinen arvo oli n. -0.000400, ja se on pienentynyt vuosi vuodelta n. -0.000020.

Tämä arvo δ voidaan kertoa 100:lla, joka antaa arvon prosentteina (%). Tai voimme kertoa sen 1000:lla, joka antaa arvon promilleina (per mill -arvoina .). Koska δ -arvo on äärimmäisen pieni, se voidaan kertoa myös 1 x106 :lla eli miljoonalla (1000 000), joka antaa per meg-arvon.

Silloin -0.000400 on sama kuin -400 per meg ja 1 per meg on sama kuin 0.001 per mill tai 0.0001.

Samanlaisia δ -arvoja käytetään isotooppisten muutosten ilmoittamiseen. Tämän osoittamiseksi, että δ viittaa O2 / N2 suhteen muutoksiin, sen voi kirjoittaa muotoon:

δ (O2 / H2)

O2 / N2 -suhde voi vaihdella johtuen joko O2: n tai N2: n muutoksista. Ilmakehä sisältää noin 20.9% molekyylihappea (O2) ja 78.1% molekyylityppeä (N2). Koska ilmakehä sisältää useita kertoja enemmän N2: ta kuin O2:ta ja koska N2: n luonnolliset lähteet ja nielut ovat paljon pienempiä kuin O2: n, muutokset O2 / N2 -suhteessa heijastavat enimmäkseen muutoksia O2: ssa.

Ilmakehän potentiaalinen happi APO (Atmospheric Potential Oxygen)

Ilmakehän potentiaalisen hapen (APO) tiedot lasketaan yhdistämällä O2 / N2 ja CO2 -mittaukset.

APO = δ (O2 / N2) + 1.1 / 0.20946 (XCO2 -350)

Missä δ (O2 / N2) on O2 / N2 -suhde yksikössä per meg ja XCO2 on CO2 moolifraktio ppm yksikössä. Ja 1 / 0.2095 on muuntokerroin ppm = per meg. Lukuarvo 1.1 on arvio maan fotosynteesin tai hengityksen keskimääräisestä O2: C -suhteesta ja 350 on mielivaltainen lisäainevakio. APO ilmoitetaan per meg- yksikkönä.

Fotosynteesin tai hengityksen kautta, APO on O2 -pitoisuuden mitta, joka ilmakehänäytteessä olisi, jos tyypilliset maakasvit säätäisivät CO2 -pitoisuuden 350 ppm:n tasolle.

Muutama aikasarja:

Mitä blogin alussa olevasta väittämästä pitäisi ajatella: onko se totta vai tarua? 

Blogin alussa oleva väittämä on tarua.!

Sillä jos pitäisi määritellä, että onko ilmakehän kasvanut hiilidioksidimäärä kokonaan antropogeenista eli fossiilisten polttoaineiden käytöstä syntyvää hiilidioksidia: per meg -arvion perusteella voidaan todeta, että se on tosi…!

***

Muilta osin pyrin tutkimaan ja oikomaan (mikäli niihin kaikkiin kykenen) ilmastonmuutokseen liittyviä faktoja.

0
HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

(el. vanh. tut. / FMI)

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu