Чарльз Киллинг

Чарльз Киллинг (англ. Charles Keeling; 20 апреля 1928, Скрэнтон, Пенсильвания — 20 июня 2005, Гамильтон, Монтана) — американский учёный-климатолог и геохимик, известный прежде всего созданием и поддержанием долговременного мониторинга концентрации углекислого газа (CO₂) в атмосфере Земли. Результаты его измерений, начатых в 1958 году на обсерватории Мауна-Лоа (Гавайи), легли в основу так называемой кривой Киллинга — графика, демонстрирующего неуклонный рост содержания CO₂ в атмосфере, что стало одним из ключевых доказательств антропогенного изменения климата. Киллинг также внёс вклад в развитие методов точного газового анализа и палеоклиматологии.

Биография

Ранние годы и образование

Чарльз Дэвид Киллинг родился в семье банкира. Детство провёл в городе Скрэнтон (штат Пенсильвания). В 1948 году окончил Иллинойсский университет в Урбане-Шампейне со степенью бакалавра по химии. В 1951 году получил степень магистра в Северо-Западном университете, а в 1954 году — докторскую степень (Ph.D.) по химии там же. Его диссертация была посвящена химии карбонатов и взаимодействию углекислого газа с водой.

Начало карьеры и идея мониторинга

После защиты докторской Киллинг поступил на работу в Калифорнийский технологический институт (Caltech), где начал заниматься геохимией. В 1956 году он перешёл в Океанографический институт Скриппса (Scripps Institution of Oceanography) при Калифорнийском университете в Сан-Диего, где проработал до конца жизни.

Идея систематического измерения CO₂ в атмосфере возникла у Киллинга в контексте Международного геофизического года (1957—1958). В этот период учёные стремились получить базовые данные о составе атмосферы. Киллинг разработал высокоточный метод измерения концентрации CO₂ с помощью инфракрасного газоанализатора, который позволял фиксировать изменения с точностью до долей частей на миллион (ppm).

Создание обсерватории Мауна-Лоа

В 1958 году при поддержке Агентства по охране окружающей среды США (EPA) и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) Киллинг установил газоанализатор на вулкане Мауна-Лоа (Гавайи). Это место было выбрано из-за удалённости от промышленных и биологических источников выбросов, что позволяло получать «фоновые» значения для всего Северного полушария. Измерения начались в марте 1958 года и продолжаются по сей день, став самым длительным непрерывным рядом наблюдений за CO₂ в мире.

Кривая Киллинга

Основным научным результатом Киллинга стала кривая Киллинга — график зависимости концентрации CO₂ от времени. Она демонстрирует два ключевых явления:

1. Сезонные колебания: Ежегодно концентрация CO₂ снижается весной и летом (из-за фотосинтеза растений в Северном полушарии) и возрастает осенью и зимой (из-за дыхания и разложения органики). Амплитуда колебаний составляет около 6–8 ppm.
2. Долговременный тренд: Несмотря на сезонные циклы, общий уровень CO₂ неуклонно растёт. В 1958 году он составлял около 315 ppm. К 2005 году, к моменту смерти Киллинга, он превысил 380 ppm. К 2020-м годам концентрация превысила 420 ppm.

Кривая Киллинга стала визуальным символом глобального потепления и используется в климатологии как одно из главных доказательств антропогенного воздействия на климат.

Методология измерений

Киллинг разработал строгие протоколы калибровки приборов. Он использовал стандартные газовые смеси, которые регулярно проверялись в лаборатории. Для исключения локальных загрязнений (например, от вулканических выбросов на Мауна-Лоа) данные фильтровались с учётом направления ветра и времени суток. Эта методика стала эталоном для последующих наблюдательных сетей (например, сети NOAA/ESRL).

Научные достижения

Обнаружение антропогенного сигнала

Киллинг первым показал, что рост CO₂ в атмосфере точно соответствует объёмам сжигаемого ископаемого топлива (угля, нефти, газа). Он рассчитал, что примерно половина выбросов остаётся в атмосфере, а другая половина поглощается океаном и биосферой. Это открытие опровергло гипотезу о том, что океан способен поглотить весь антропогенный CO₂ без последствий.

Вклад в палеоклиматологию

В 1980-х годах Киллинг участвовал в анализе пузырьков воздуха из ледяных кернов Антарктиды (станция «Восток»). Эти данные позволили реконструировать уровни CO₂ за последние 800 тысяч лет и показали, что современная концентрация CO₂ беспрецедентно высока по сравнению с любым периодом за этот промежуток времени.

Программа глобального мониторинга

Киллинг основал программу Keeling Curve в Институте Скриппса, которая координирует измерения CO₂ на десятках станций по всему миру, включая обсерватории на острове Пасхи, в Антарктиде (Южный полюс) и на Аляске. Эти данные находятся в открытом доступе и используются всеми климатическими моделями.

Признание и награды

• Премия Тайлера (1993) — за достижения в области охраны окружающей среды.
• Медаль Уильяма Боуи (2002) — высшая награда Американского геофизического союза.
• Премия «Голубая планета» (2005, посмертно) — японская премия за вклад в глобальную экологию.
• В 2017 году Американское химическое общество признало обсерваторию Мауна-Лоа Национальным историческим химическим памятником.
• Имя Киллинга носит Keeling Curve Prize — ежегодная премия за инновации в области снижения выбросов парниковых газов.

Критика и споры

На ранних этапах работы Киллинга его выводы о росте CO₂ подвергались сомнению со стороны некоторых представителей нефтяной и угольной промышленности, а также политиков, отрицающих антропогенное изменение климата. Критика была направлена на точность измерений и возможное влияние локальных факторов (например, вулканических выбросов на Гавайях). Однако многолетняя статистика и независимые измерения на других станциях (например, в Антарктиде, на Аляске и на острове Пасхи) полностью подтвердили данные Киллинга. В настоящее время кривая Киллинга признаётся одним из наиболее надёжных климатических рядов данных.

Личная жизнь и смерть

Чарльз Киллинг был женат на Луизе Киллинг, имел пятерых детей. Его сын, Ральф Киллинг, также стал климатологом и продолжил работу отца в Институте Скриппса. Чарльз Киллинг скончался 20 июня 2005 года от сердечного приступа в возрасте 77 лет. После его смерти мониторинг CO₂ на Мауна-Лоа был продолжен под руководством его сына и коллег.

Наследие

Кривая Киллинга стала не только научным инструментом, но и культурным символом. Она используется в учебниках, документальных фильмах и политических дебатах как наглядное свидетельство глобального изменения климата. Данные Киллинга легли в основу отчётов Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) и Парижского соглашения по климату (2015). Без его измерений современная климатология была бы лишена эмпирической базы для прогнозов.

Источники

• Keeling, C. D. (1960). «The Concentration and Isotopic Abundances of Carbon Dioxide in the Atmosphere». Tellus, 12(2), 200–203.
• Keeling, C. D., et al. (1976). «Atmospheric carbon dioxide variations at Mauna Loa Observatory, Hawaii». Tellus, 28(6), 538–551.
• Keeling, R. F., & Keeling, C. D. (2017). «The Keeling Curve: A 60-Year Record of Atmospheric CO₂». Annual Review of Environment and Resources, 42, 1–28.
• National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). «Mauna Loa CO₂ monthly mean data». Global Monitoring Laboratory.
• Scripps Institution of Oceanography. «The Keeling Curve». University of California San Diego.
• American Chemical Society (2017). «National Historic Chemical Landmark: Mauna Loa Observatory».