キーリング曲線
1957年から1958年の国際地球観測年に、キーリングはアメリカ国立気象局から資金を得て、南極点やハワイ島のマウナロア火山などの遠隔地に赤外線ガス分析器を設置した。マウナロアは、大陸から遠く離れた場所にあり、植生がないことから、長期的なモニタリングサイトとして選ばれた。キーリングと彼の共同研究者は、火口からの局所的な汚染を最小限に抑えるために、逆転層の上に入ってくる海風を測定した。データは、局所的な汚染による影響を除くために正規化された。1960年代半ばの資金削減のため、キーリングは、南極での継続的な観測の放棄を余儀なくされたが、彼はマウナロア観測所での運用維持のために十分な資金をかき集め、現在まで継続している。
1960年のキーリングの Tellus 誌掲載論文は、マウナ・ロアと南極(1957年から1960年)での最初の月次CO2記録を示し、「明確な季節的なサイクル...そしておそらく、年々CO2が世界的に上昇している」ことを発見した。1970年代までには、大気中の二酸化炭素の増加は継続していて、人為的な排出が原因であることが十分に認識されていた。
ハワイのマウナロア観測所の二酸化炭素測定は、世界気象機関の規格で較正された、現在、非分散型赤外線(NDIR)センサーとして知られている一種の赤外線分光光度計で行われている。このタイプの機器は、元々はカプノグラフィと呼ばれていたが、1864年にジョン・ティンダルによって最初に発明され、記録紙レコーダにペンの痕跡を記録した。現在、スクリップス海洋研究所の赤外線分光光度計と同時に動作するように、いくつかのレーザー式センサーが追加されているが、マウナロアのアメリカ海洋大気庁の測定では、非分散型赤外線センサーが使用されている。