二氧化碳与温室气体的关系

在温室气体中，二氧化碳（CO2）是最重要的。大气中CO的天然来源2包括从除气火山中，燃烧和有机质自然腐烂，呼吸通过需氧（使用氧）生物体。这些来源平均由一组物理，化学或生物过程平衡，称为“汇 ”倾向于除去CO2从大气。显著自然汇包括陆地植被，这会占用CO 2的过程中的光合作用。 一些海洋进程也可以作为碳汇。一种称为“溶解度泵”的过程涉及包含溶解的CO 2的表面海水的下降。另一个过程，即“生物泵“，包括溶解的CO的吸收2由海洋植物和浮游植物在海洋上层或由使用CO其它海洋生物（小的自由浮动的光合生物）活2构建骨架制成的钙和其它结构碳酸盐（碳酸钙3）。随着这些生物体到达并落入海底，它们所含的碳向下运输并最终埋藏在深处。这些天然的源和汇之间的长期平衡导致的背景，或天然的，水平的CO 2在大气中。 相比之下，人类活动增加大气中的CO 2水平主要通过化石燃料-主要的燃烧石油和煤炭，其次天然气，用于运输，使用加热，并产生电功率 -和通过生产的水泥。其他人为来源包括燃烧森林和清理土地。目前，人为排放是每年向大气释放大约70亿吨（70亿吨）碳的过程。人为排放量约等于CO总排放量的3％2，这种来自人类活动的放大的碳负荷远远超过了天然汇的抵消能力（每年可能高达2-3亿吨）。 CO 2因此将大气中的百万分之1.4份体积（ppmv的）每1959年至2006年间的平均增长率积累，以及2007年至2017年间二氧化碳的速率2累积增加至每年大约2.25 ppmv的。考虑到整个数据集，大气中碳浓度的增长是相当线性的，但这可能会发生变化。某些电流汇，如海洋，可能成为未来的来源（见 碳循环反馈）。这可能导致其中大气中CO的浓度的情况2构建以指数速率（即，其增加的速度也越来越多）。 二氧化碳的自然背景水平在数百万年的时间尺度上变化，因为通过火山活动放气缓慢变化。例如，约100万年前，期间白垩纪（1.45亿至66亿年前），CO 2浓度似乎已经高出几倍今日（也许接近2000 PPM），比他们。在过去的70万年，CO 2浓度已超过一个小得多的范围内具有相同的关联改变（之间大致180和300 ppm的）地球连接到轨道的影响未来和要去更新世冰河时代（见下文 关于气候自然影响）。在2017年的CO 2水平达到403 ppm时，其是在开始时存在大约280ppm的自然背景水平高于约44％的工业革命。根据冰芯测量数据，这一水平（403 ppm）被认为是至少800 000年以来的最高水平，根据其他证据，可能是至少500万年以来的最高水平。 由二氧化碳引起的辐射强迫随着大气中该气体的浓度以近似对数形式变化。对数关系作为饱和效应的结果发生，其中随着CO 2浓度增加，其变得越来越困难，对于另外的CO 2 分子进一步影响“红外窗口”（红外区域中的某个窄波段被大气中的气体吸收）。对数关系预测，每增加一倍的CO 2浓度，地表升温潜能值将上升大致相同的量。在目前的速度的化石燃料的使用，CO的加倍2预计工业化前浓度预计将在21世纪中期发生（当CO 2浓度预计达到560 ppm时）。CO 2浓度加倍将代表每平方米辐射强迫大约增加4瓦。在没有任何抵消因素的情况下，鉴于对“气候敏感性”的典型估计，这种能量增加将导致工业化前时间升高2至5°C（3.6至9°F）（见 反馈机制和气候敏感性）。的总辐射通过人为CO迫使2自工业时代开始排放是每平方米约166瓦。