ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Вуглецевий цикл і зміни клімату
         

     

    Природничі науки

    Томський політехнічний університет

    Кафедра загальної фізики

    Вуглецевий цикл і зміни клімату.

    Виконав: cтудент Молодих П.В. гр.8г72

    Прийняв:

    доцент

    Стародубцев В.А.

    Томськ 1998р.

    Зміст .

    1. Введення.

    1. Взаємозв'язок між енергоспоживанням, економічною діяльністю і надходженням в атмосферу.

    2. Споживання енергії і викиди вуглекислого газу.

    2. Вуглець в природі.

    1. Основні хімічні сполуки і реакції.

    2. Ізотопи вуглецю.

    3. Карбон в атмосфері.

    1. Атмосферний вуглекислий газ.

    2. Вміст ізотопу С в атмосферному вуглекислому газі.

    3. Вміст ізотопу С в атмосферному вуглекислому газі.

    4. Перемішування в атмосфері.

    4. Газообмін в системі атмосфера - океан.

    1. Швидкість газообміну.

    2. Буферні властивості карбонатної системи.

    5. Карбон у морській воді.

    1. Повний вміст карбону і лужність.

    2. Фотосинтез, розкладання і розчинення органічної речовини.

    6. Карбон у континентальній біоті і в грунтах.

    1. Зміна змісту вуглецю в континентальних екосистемах.

    7. Прогнози концентрації вуглекислого газу в атмосфері на майбутнє.

    Основні висновки.

    8. Список літератури.

    Введення.

    Для визначення мети своєї роботи дозвольте звернутися до прошлому.Какми знаємо, людина стала впливати на клімат ще кілька тисяч років тому,у зв'язку з розвитком землеробства. Часто для обробки землі знищували лісовурослинність, що збільшувало швидкість вітру в земної по-поверхні,змінювало режим температури і вологості нижнього шару повітря, а також вело дозміни режиму вологості грунту, випаровування і річкового сто-ка. У сухихобластях знищення лісів і рости-ності вело до посилення пилових бур іраз-рушення грунтового покриву, що помітно змінювало природні умови нацих територіях.

    Оскільки земна поверхня без рослинного покриву сильно нагріваєтьсясонячною радіацією, то відносна вологість повітря на ній падає, щопідвищує рівень конденсації і може зменшитися кількість випадаютьопадів. Може бути, тому в деяких випадках в сухих районах кількістьприродної рослинності не по-зобновлялось після її знищеннялюдиною.

    Людина впливав на клімат і шляхом застосування штучногозрошення, що різко змінювало мікроклімат зрошуваних полів, тому що через незна -ве збільшення витрати тепла на випаровування знижується температураземної поверхні, що призводило до зниження температури і підвищеннювідносної вологості нижнього шару повітря. Але така зміна кліматушвидко згасає за пре-справами зрошуваних полів, тому зрошення при-водитьтільки до змін місцевого клімату і мало впливає на метеорологічніпроцеси великого масштабу.

    Інші види діяльності людини в минулому не надавали великоговпливу на Метеор-логічний режим великих просторів, тому додонедавна кліматичні умови на Землі визначалися в основномуприродними факторами. Таке становище почало змінюватися з настанням
    ХХ століття - через швидке зростання чис-лінощів населення і, особливо, з-заприскорення розвитку техніки й енергетики.

    Сучасні впливу людини на клімат можна розділити на двагрупи, до першої з ко-торих відносяться спрямовані дії на гід -рометеорологіческій режим, а до другої - віз-дії, що є побічниминаслідками хо-зяйственной діяльності людини.

    Отже, в даній роботі я спробую рассмот-реть, перш за все, другогогруп впливу, і, зокрема, вплив людини на вуглецевий цикл.

    На жаль, наша діяльність досягла вже такого рівня, при якомуїї вплив на природу набуває глобального характер.Такіе природнісистеми, як атмосфера, суша, океан, а також життя на планеті в ціломупіддаються цим впливам. Відомо, що протягом XX сто-річчязбільшувався вміст в атмосфері не-яких газових складових,таких, як двоокис вуглецю (), закис азоту (), метан () ітропосферний озон (). Додатково в атмосферу надходили й іншігази, які не є естест-веннимі компонентами глобальної екосистеми.
    Головні з них - фторхлоруглеводороди, поглинаючи-ющіе і випромінюють радіацію,і тому вони здатні впливати на клімат Землі. Всі ці гази в со -сукупними можна назвати парниковими.

    Справа в тому, що ці гази, накопичується в атмосфері, вільно пропускаютьдо поверхні землі і води теплове випромінювання Сонця, але затримуютьвіддачу тепла від цієї поверхні, тобто виконують роль скла в парниках.
    Тому вплив на клімат зміни змісту зазначених газів в атмосферіназивають парниковим ефектом.

    У той час як для короткохвильового сонячної радіації прозорий,що йде від земної поверхні довгохвильову радіацію цей газ поглинає іперевипромінює поглинену енергію в усіх напрямках. Внаслідок цьогоефекту уве-ліченіе концентрації атмосферного призводить до нагрівуповерхні Землі і нижньої атмосфери. Подальше зростання концентрації
     в атмосфері може призвести до зміни глобального клімату, томупрогноз майбутніх концентрацій вуглекислого газу є важливою задачею.

    Вуглець в природі.

    Серед безлічі хімічних елементів, без яких неможливоіснування життя на Землі, вуглець є головним. Хімічніперетворення органічних речовин зв'язані зі здатністю атома вуглецюутворювати довгі ковалентні ланцюги і кільця. Основними резервуарамивуглецю є атмосфера, континентальна біомаса, включаючи грунту,гідросфера і літосфера. Протягом останніх двох століть в системіатмосфера - біосфера - гідросфера відбуваються зміни пото-ков вуглецю,інтенсивність яких приблизно на порядок величини перевищує інтенсивністьгеоло-ня технологічних процесів переносу цього елемента. З цієї причини слідобмежитися аналізом вза-имодействия в межах цієї системи, включаючигрунту.

    Основні хімічні сполуки і реакції.

    Відомо більше мільйона вуглецевих сої-діненій, тисячі з якихберуть участь у біолого-ня технологічних процесах. Атоми вуглецю можуть знаходитися водному з дев'яти можливих станів окислювання: від + IV до-IV. Найбільшрозпрощався-поранене явище - це повне окислювання, тобто + IV, прикладами такихсполук можуть служити і. Більше 99% вуглецю в атмосферіміститься у вигляді вуглекислого газу. Близько 97% карбону в океанах існуєв розчиненої формі (), а в літосфері - у вигляді мінералів. Прикладомстану окислення + II є мала газова складова атмосфери
    , Яка до-ли досить швидко окислюється до. Елементарний уг-леродприсутня в атмосфері в малих кіль-кість у вигляді графіту і алмазу, а вгрунті - у формі деревного вугілля. Асиміляція вуглецю в процесіфотосинтезу призводить до утворення вос-становлення вуглецю, якийприсутній у біоті, мертвою органічній речовині грунту, у верхніх шарахосадових порід у вигляді вугілля, нафти і газу, похованих на великихглибинах, і в літосфері - у вигляді розсіяного недоокислені вуглецю. Уокеанах міститься значна кількість розчинених сполукорганічного вуглецю, процеси окислювання яких до відомі щенедостатньо добре.

    Ізотопи вуглецю.

    У природі відомо сім ізотопів вуглецю, з яких істотнуроль відіграють три. Два з них - і - є стабільними, а один
    - - Радіоактивним з періодом напіврозпаду 5730 років. Необхідністьвивчення різних ізотопів уг-лерода обумовлена тим, що швидкостіпереносу сполук вуглецю та умови рівноваги в хімічних реакціяхзалежать від того, які ізотопи карбону містять ці сполуки. З цієїпричини в природі спостерігається різний рас-пределеніе стабільних ізотопіввуглецю. Рас-пределеніе ж ізотопу, з одного боку, зави-сит від йогоосвіти в ядерних реакціях за участю нейтронів і атомів азоту ватмосфері, а з іншого - від радіоактивного розпаду.

    Вуглець в атмосфері.

    Атмосферний вуглекислий газ.

    Ретельні виміри вмісту атмосферного були розпочаті в
    1957 кіллінг в обсерваторії Мауна-Лоа. Регулярні вимірюваннязмісту атмосферного проводяться також на ряді інших станцій. Заналізу спостережень можна зробити висновок, що річний хід концентраціїобумовлений в основному:

    1.сезоннимі змінами циклу фотосинтезу рас-теній на суші;

    2.На нього також впливає, хоча й меншою мірою, річний хід температури поверхні океану, від якого залежить розчинність в морс-кой воді;

    3.і, ймовірно, найменш важливим фактором є річний хід інтенсивності фотосинтезу в океані. Середній за кожний даний рік з-тримання в атмосферідещо вищий в північній півкулі, оскільки джерела надходженняв атмосферу розташовані переважно в північній півкулі. Крім того,спостерігаються невеликі меж-річні зміни змісту, які, ве -роятно, визначаються особливостями загальної цирку-ляціі атмосфери. Знаявних даних по зміні концентрації в атмосфері основнезначення, на жаль, мають дані про який спостерігається протягом останніх 25 роківрегулярному зростанні змісту атмо-Сферна. Більш ранні вимірюваннявмісту атмосферного вуглекислого газу (починаючи з середини минулого століття)були, як правило, недостатньо повні, тому що зразки повітря відбиралисябез не-обхідних ретельності і не проводилася оцінка похибкирезультатів. За допомогою аналізу складу пухирців повітря з льодовиковихкернів стало можливим одержати дані для періоду з 1750 по 1960 рік. Булотакож виявлено, що визначені шляхом аналізу повітряних включень льодовиківзначення концентрацій атмосферного для 50-х років добре узгоджуютьсяз даними обсерваторії Мауна-Лоа.Ітак, концентрація протягом 1750 -
    1800 років виявилася близькою до значення 280 млн, після чого вона сталаповільно рости і до 1984 року становила 3431 млн.

    Вміст ізотопу С в атмосферному вуглекислому газі.

    Вміст ізотопу виражається відхиленням () ()відносини від загальноприйнятого стандарту. Перші виміри вмістуізотопу в атмосфері були проведені Кілінг в 1956 році і повтореніїм же в 1978 році. Значення для атмосферного в 1956 році булодорівнює 7, а в 1978 становило -7,65. Нещодавно були опублікування-кованітакож дані вимірів у вуглекислому газі повітряних включень ульодовиках. У середньому оцінки зменшення в атмосферному протягомостанніх 200 років складають 1,0-1,5. Наб-люду змінизмісту викликані головним чином надходженням в атмосферу зменшим значенням при вирубці лісів, зміні характе-тераземлекористування і спалювання викопного топ-ного.

    Вміст ізотопу С в атмосферному вуглекислому газі.

    Кількість ізотопу на Землі залежить від балансу міжосвітою під впливом космічного випромінювання і йогорадіоактивним роз-дом. Мабуть, до початку сільськогосподарської тапромислової революції розподіл ізотопу в різних резервуарахвуглецю зберігалося приблизно незмінним. До початку помітних зраді-ний,викликаних викидами при випробуваннях ядер-ного зброї, з початкуминулого століття до середини поточного відбувалося зменшення вмісту.
    Воно було головним чином викликано викидом за рахунок спалюваннявикопного палива, в якому не міститься радіоактивний ізотоп.
    Це призвело до зменшення вмісту в атмосфері. Починаючи з першоговипробувань ядерної зброї в 1952 і 1954 роках спостерігалися істотнізміни в со-триманні в атмосферному вуглекислому газі. Біль-ШОЕнадходження в атмосферу відбулося в ре-док ядерних випробувань,проведених США в Тихому океані в 1958 році і СРСР у 1961-1962 роках. Післяцього викиди були помітно обмежені-нічени. Спочатку більша частинарадіоактивних продуктів переносилася в стратосферу. Оскільки час обмінуміж стратосферою і атмосферою сос-тавляет кілька років, то зменшеннякон-рації ізотопу в тропосфері, обумовлене вза-имодействия зконтинентальної біотою і океанами, починаючи з 1965 року відбувалося більшповільно за рахунок надходження цього ізотопу з стратосфери.

    перемішування в атмосфері.

    перемішування повітря в тропосфері проис-ходить досить швидко.
    Пассат в середніх широтах в обох півкулях огинають Землю в середньому при -мірно за один місяць, вертикальне переміщення між земною поверхнею ітропопаузою (на ви-соте від 12 до 16 км) також відбувається протягом місяця,перемішування в напрямку з півночі на південь в межах півкулі відбуваєтьсяприблизно за три місяці, а ефективний обмін між двома півкулямиздійснюється приблизно за рік. Так як в даній роботі я розглядаюпроцеси, що відбуваються зміни яких за час порядку кількох років,десятиліть і століть, можна вважати, що тропосфера в будь-який моментчасу добре перемішана. Це припущення грунтується на тому, що середнірічні значення концентрації для високих північних і високих південнихширот отли-зустрічаються тільки на 1,5-2,0 млн.Очевідно, що у північнійпівкулі концентрація вище, ніж у південній. Розходження концентрацій упівнічній і південній півкулях, ймовірно, викликане тим, що близько 90%джерел промислових викидів розташовано в північній півкулі. Заостанні десятиліття ця різниця збільшилася, оскільки споживання іско -паєм палива також зросло.

    Обмін між стратосферою і тропосферою про-виходить значноповільніше, ніж в тропосфері, тому сезонні коливання концентраціїатмосферного вуглекислого газу вище Тропопауза швидко зменшуються. Устратосфері зростання концентрації значно запізнюється в порівнянні зїї ростом у тропосфері. Так, відповідно до вимірів, кон-рації нависоті 36 км приблизно на 7 млн менше, ніж на рівні Тропопауза (тобтона висоті 15 км). Це відповідає часу перемішування міжстратосферою і тропосферою, рівному 5-8 років.

    Газообмін в системі атмосфера - океан.

    Швидкість газообміну.

    У стаціонарному стані, що існував в до-індустріальне час,більше 90% що міститься на Землі ізотопу знаходилося в морській воді ідонних відкладеннях (вміст в останніх сос-тавляет всього кількавідсотків). Існував зразковий баланс між переносом з атмосферив океан і радіоактивним розпадом усередині океану. Середній глобальний обмін
     між атмосферою й океаном можна визначити шляхом вимірювання різницівмісту в вуглекислому газі атмосфери і розчиненому вповерхневому шарі океану. Дані спостережень за зменшенням концентрації
     в атмосфері та її збільшенням в поверхневих водах океану післяпроведення випробувань ядерної зброї дають ще одну можливість визначитишвидкість газообміну. Третій спосіб оцінки швидкості газообміну міжатмосферою й океаном полягає у вимірі відхилення від станурівноваги між і, обумовленого надходженням з океанув атмосферу. Середня швидкість газообміну між атмосферою й океаномпри концентрації в атмосфері 300 млн, по-лучанин на основі цихтрьох способів, дорівнює 185 моль/(мгод). Це означає, що середнєчас перебування в атмосфері дорівнює 8,52 років. Швидкість газообмінуна межі розділу між атмосферою й океаном залежить від стануповерхні океану, від швидкості вітру і хвилювання.

    Буферні властивості карбонатної системи.

    При розчиненні в морській воді проис-ходить реакція гідратації зутворенням вугільної кислоти, яка в свою чергу дисоціюють наіони. Карбонатна система визна-ляется сумарною концентрацієюрозчиненого неорганічного вуглецю (), кислотністю (pH);парціальним тиском расворенного вуглекислого газу, що приумови рівноваги з атмо-сферою одно парціальному тиску в атмо -сфері. При поглинанні морською водою ще-лочность залишається незмінною,а утворення і розкладання органічних і неорганічних сполукпризводить до зміни як. Карбо-натная система має наступніосновні особливості:
    1. Розчинність в морській воді і відповідно концентрація сумарного вуглецю, що знаходиться в рівновазі з атмосферним при заданому значенні концентрації останнім нього, залежать від температури.
    2. Обмін між газовою фазою і розчином залежить від так званого буферного фактора, який також називають фактором Ревелла.
    Розчинність і буферний фактор збільшуються при зниженні температури.
    Так як зміна Парцей-ального тиску вуглекислого газу в напрямку відполюса до екватора невелика, у середньому переноситься з атмосфери вокеан у високих ши-ротах і в протилежному напрямку в низьких. Буфернийфактор має величину порядку 10 і збільшується з ростом значень.
    Це означає, що чутливо до досить малим змінам уводі. Під час збереження рівноваги в системі ат-мосфера - поверхневі водиокеану зміна концентрації в атмосфері приблизно на 25% протягомостанніх 100 років викличе зміна вмісту сумарного расворенногонеорганічес-кого вуглецю в поверхневих водах тільки на 2-2,5%. Такимчином, здатність океану поглинати надлишковий атмосферний в 10 разівменша від тієї, яку можна було б очікувати виходячи з порівняння розмірівприродних резервуарів вуглецю.

    Карбон у морській воді.

    Повний вміст карбону і лужність.

    Як показали дослідження, зміст сум-марно неорганічноговуглецю в океані в 1983 році більше, ніж у 50 разів перевищувало зміст
     в атмосфері. Крім того, в океані знаходяться зна-ве кількостірозчиненого органічного вуглецю. Вертикальне розподіл неє-ється однорідним, його концентрації у глибинних шарах океану вище, ніж уповерхневих. На-блюдается також збільшення концентрації від доситьнизьких значень у глибинних водах Се-вірного Льодовитого океану до більшвисоким зна-ченіям у глибинних водах Атлантичного океану, на ще більшвисоким в Південному й Індійському океанах до максимальних у Тихому океані.
    Вертикальне розбраті-поділ лужності дуже схоже на розподіл,однак межі змін лужності значи-тельно менше і становлятьприблизно 30% змін. Цікаво відзначити, що поверхневі кон -рації були б на приблизно на 15% вище, якби океани були добреперемішані, що в свою чергу означало б, що концентрація ватмосфері повинна бути близько 700 млн. Наявність вертикальних градіендов
    (так само як і лужності) в океанах робить істотний вплив наконцентрації атмосферного.

    Фотосинтез, розкладання і розчинення

    органічної речовини.

    Діяльність морської біоти практично пів-ністю обмеженаповерхневими шарами океану, де відбувається інтенсивний фотосинтез. У про -процесі утворення первинної продукції, що включає як органічні, так інеорганічні сполуки вуглецю, концентрація зменшується. Впливцього процесу на лужність може бути разлічним.Несомненно, щозбільшення концентрації атмосферного створює потік з атмосферив океан, який у свою чергу повинен був змінити доіндустріальнерозподіл у верхніх шарах океану.

    Щорічно близько г З відкладається на дні океану, частина цихвідкладень являє собою органічний вуглець, а інша частина -.
    Органічний вуглець є основним джерелом енергії для організмів,живуть на дні моря, і тільки мала його частина захороняти в опадах,виключення складають прибережні зони і шельфи. У деяких обмеженихобластях (наприклад, в деяких районах Балтійського моря) вмісткисню в придонних водах може бути дуже низьким, відповіднозменшується швидкість окис-лення і значні кількості органічного уг -лерода захороняти в опадах. Області з біс-кисневими умовамизбільшуються внаслідок забруднення прибережних вод, і в останні роки,ймовірно, кількість легко окислюється органічні-кого речовини такожзбільшилася.

    Внаслідок буферних властивостей карбонатної системи, змінаконцентрації розчиненого сумарного неорганічного вуглецю вморській воді, необхідне для досягнення стану рав-новесія ззростаючою концентрацією атмосферного вуглекислого газу, мало, ірівноважний стан між атмосферним і розчиненим у поверхневихводах встановлюється швидко. Роль океану в глобальному вуглецевомуциклі визначається головним чином швидкістю обміну вод в океані.

    Поверхневі шари океану досить добре перемішані аж доверхньої межі термокліна, тобто до глибини близько 75 м в області широтприблизно 45с. - 45ю. У більш високих широтах зимове охолодженнявод приводить до перемішування до значно більших глибин, а вобмежених областях і протягом коротких інтервалів часу перемішуваннявод поширюється до дна океанів (як, наприклад, в цьому морі іморе Уед-делла). Крім того, з областей основних течій в широтному поясі
    45-55 (Гольфстрім у Північній Атлантиці, Куросио в північній частині
    Тихого океану і Антарктична циркумполярної течія) про-виходитьвеликомасштабний перенос холодних поверхневих вод в область головноготермокліна (глибина 100-1000 м). У шарі термокліна про-виходить такожвертикальне перемішування. Обидва процеси відіграють важливу роль при переносівуглецю в океані.

    Між вуглекислим газом в атмосфері і розчиненим неорганічнимвуглецем в поверхневих шарах морської води рівновага встановлюєтьсяприблизно протягом року (якщо зневажити сезонними змінами).
    Розчинений неорганічний карбон переноситься разом з водними масами зповерхневих вод у глибинні шари океану. Що виникає в результатізбільшення вмісту сумарного розчиненого неоргані-чеського вуглецюможна обчислити, приймаючи до уваги супутній ріст вмісту пита -тільних речовин і лужності. Однак, у такий спо-собом не можна доситьточно визначити значення концентрації для часу, коли відбувалосяосвіта глибинних вод. При поглинанні ант-ропогенного океаномпотік розчиненого не-органічного вуглецю з глибинних шарів до по -верхностним зменшується через підвищення кон-центрації в поверхневихшарах океану, але при цьому спрямований униз потік детриту залишається не -змінені. Справедливість цього припущення під-тверждает той факт, щопервинна продуктивність у поверхневому шарі океану звичайно лімітуєтьсянаявністю поживних речовин.

    Автор статті, використаної в якості основи для написання цьогореферату, проаналізував деякі з цих можливих факторів і показав,що за певних умов у поверхневих шарах океану можутьспостерігатися більш низькі значення концентрацій розчиненого неорганічес -кого вуглецю в порівнянні із сучасними, відповідно концентраціїатмосферного будуть також іншими.

    При оцінках можливих значень концентрацій атмосферного в майбутньомузазвичай вважають, що про-щая циркуляція океанів не буде зміняться. Однакбезсумнівно, що в минулому вона змінювалася. Якщо по-тепленіе, викликане зростаннямконцентрації в атмосфери, буде значним, то, ймовірно, про -зійде якась зміна циркуляції океану. Зокрема, можезменшитися інтенсивність обра-тання холодних глибинних вод, що в своюоче-редь може привести до зменшення поглинання промисловогоокеаном.

    Зміна кругообігу вуглецю могло б відбутися також призбільшення сумарної кількості поживних речовин в океані. Якщо наявністьпоживних речовин в поверхневих шарах, як і раніше буде основнимфактором, що лімітує фотосинтез, їхні концентрації в цих шарах мають бутидуже низькими. Отже, повинна відвели-чітся концентрація поживнихречовин між збідненими цими речовинами поверхневими вода-ми іглибинними шарами. У цьому випадку за рахунок вертикального перемішування вокеані в поверх-ностние шари буде переноситися більше пита-нихречовин, що призведе до зростання інтенсивність-сівності фотосинтезу. Вертикальнийградієнт концентрації також зросте, а поверхневі значенняі парціальний тиск при цьому зменшаться.

    Для грубої оцінки можливого росту первинної продуктивності у воднихсистемах можна вважати, що в процесі фотосинтезу використовується 20-50%наявної кількості фосфатів і що утворене таким чиноморганічна речовина стає частиною вуглецевого циклу в океані абозахоро-вується у відкладеннях. Така зміна продук-тивності призведе довидалення з атмосфери і по-верхностних верств водних систем м. С/рік.
    Ця кількість відповідає 2-6% річного викиду вуглецю в атмосферу зарахунок спалювання викопного палива в 1972 році, тому даний процесне можна не враховувати при побудові моделей зміни глобального клімату.

    Карбон у континентальній біоті і в грунтах.

    Протягом останніх 20 років було зроблено численні спробивизначення запасів уг-лерода в континентальній рослинності і характернимтеристик його річного кругообігу - загальною пер-первинних продуктивності тадихання. Оцінка, характе-терізующая стан континентальної біомаси на
    1980 без обліку сухостою, дорівнює г С. У більш пізніх роботах,заснованих на більшій кількості даних, вказується, що ця оцінказмісту вуглецю в живій речовині біомаси швидше за все завищена.

    Середній час перебування карбону в лісових системах складає 16-20років, але середній вік дерев по крайней мере в два рази більше, тому щоменше половини чистої первинної продукції перетворюється в целюлозу. Середнєчас життя уг-лерода в рослинах, що не входять у лісові системи, так самоприблизно 3 років.

    За різними оцінками, сумарний вміст вуглецю в складає близько
     г С. Головна невизначеність існуючих оцінок обумовленанедостатньою повнотою відомостей про площі і вміст вуглецю вторфовищах планети.

    Зміни змісту вуглецю в континентальних екосистемах.

    За останні 200 років відбулися значні зміни вконтинентальних екосистемах в ре-док зростаючого антропогенноговоздейст-вия. Коли землі, зайняті лісами і трав'янистими спільнотами,перетворюються на сільськогосподарські угіддя, органічна речовина, тобтоживе вещест-во рослин і мертва органічна речовина грунтів, окислюється інадходить в атмосферу у формі. Якась кількість елементарноговуглецю може також захоронюються у грунті у вигляді деревного вугілля (якпродукт, що залишився від спалювання лісу) і, таким чином, вилучатися зшвидкого обороту в вуглецевому циклі. Вміст вуглецю в різнихкомпонентах екосистем змінюється, оскільки відновлення органічногоречовини залежить від географічної широти і типу рослинності.

    Були проведені численні дослідження, що мали на метівирішити існуючу не-визначеність в оцінці змін запасів вугле -роду в континентальних екосистемах. Грунтуючись на даних цихдосліджень, можна прийти до висновку про те, що вступ доатмосферу з 1860 по 1990 рік склало г С і що в 1990 роцібіотичний викид вуглецю був рівний г С/рік. Крім того, можливовплив зростаючих атмосферних концентрацій та виб-росівзабруднюючих речовин, таких, як і, на інтенсивністьфотосинтезу органічної речовин континентальних екосистем. За -Очевидно, інтенсивність фотосинтезу зростає із збільшенням концентраціїв атмосфері. Найбільш імовірно, що цей ріст характерний длясільськогосподарських культур, а в природних континентальних еко-системахпідвищення ефективності використання води могло б призвести до прискореннясинтезу органічних сполук.

    Прогнози концентрації вуглекислого газу в атмосфері на майбутнє.

    Основні висновки.

    За останні десятиліття було створено біль-ШОЕ кількість моделейглобального вуглецевого циклу, рассматреть які в даній роботі я незміг через те, що вони складні та об'ємні. Розгляну лише коротко основніїх висновки. Раз-особисті сценарії, використані для прогнозу з-тримання
     в атмосфері в майбутньому, дали подібні результати. Нижче я спробувавпідбити загальний підсумок, що стосуються проблеми антропогенного зміни кон -центрації в атмосфері.
    1. З 1860 по 1984 рік в атмосферу надійшло г С за рахунок спалювання викопного топ-ного, швидкість викиду в даний час (за даними на 1990 рік) дорівнює г С/рік.
    2. Протягом цього ж періоду часу надходження в атмосферу за вирубки лісів і зміни характеру землекористування склало г

    С, інтенсивність цього надходження до нас-тоящее час дорівнює г

    С/рік.
    3. З середини минулого століття концентрація в атмосфері збільшилася від

    до млн у 1990 році.
    4. Основні характеристики глобального вуглецевого циклу добре вивчені.

    Стало можливим створення кількісних моделей, які можуть побут покладені в основу прогнозів росту концентрації в атмосфері при використанні визначених сценаріїв викиду.
    5. Якщо інтенсивність викидів в атмосферу протягом найближчих чотирьох десятиліть залишиться постійною чи буде зростати дуже повільно (не більше 0,5% на рік) і в більш віддаленому бу-дущем також буде рости дуже повільно, то до кінця XXI століття концентрація атмосферного

    складе близько 440 млн, тобто не більше, ніж на 60% перевищить доіндустріальний рівень.
    6. Якщо інтенсивність викидів протягом бли-жайшіх чотирьох десятиліть буде зростати в середньому на 1-2% на рік, тобто також, як вона зростала з 1973 року до теперішнього часу, а в більш віддаленому майбутньому темпи її зростання за-зволікають, то подвоєння вмісту в атмо-сфері в порівнянні з доіндустріальним рівнем відбудеться до кінця XXI століття.
    7. Основні невизначеності прогнозів кон-рації в атмосфері викликані недостатнім знанням ролі таких чинників, як:

    8. швидкості водообміну між поверхневими, проміжними і глибинними шарами океану;

    9. чутливості морської первинної продукції до змін змісту пита-них речовин у поверхневих водах;

    10. поховання органічної речовини в осад-ках в прибережних районах

    (і озерах);

    11. зміна лужності, і, отже, буферного фактора морської води, викликаних ростом вмісту розчиненого неоргані-чеського вуглецю;

    12. збільшення інтенсивності фотосинтезу і рос-та біомаси та грунтового органічного речовин в континентальних екосистемах за рахунок зростання концентрації в атмосфері і можливого відкладення поживних речовин, що надходять з антропогенних джерел;

    13. збільшення швидкості розкладання органічні-кого речовини грунтів, особливо в процесі експлуатації лісів;

    14. освіта деревного вугілля в процесі го-ренію біомаси.

    Величина очікуваної зміни середньої глобальній температури приподвоєння концентрації приблизно відповідає величині її вимірюв -гання при переході від останнього льодовикового періоди до сучасногоІнтергляціал. Більш розумі-ренное споживання викопного палива протягомнайближчих десятиліть могло б продовжити мож-ливість його використання набільш віддалену перспективу. У цьому випадку концентрація в атмосферине досягне подвійного значення за порів-ненію з доіндустріальним рівнем.

    Проблема зміни клімату в результаті емісії парникових газівповинна розглядатися як один з найважливіших сучасних проблем,пов'язаних з довгостроковими впливами на навколишнє середовище, ірозглядати її потрібно в со-сукупними з іншими проблемами, викликаними ант -ропогеннимі впливами на природу.

    Список літератури.

    1. Парниковий ефект, зміна клімату і екосистеми./Під редакцією Б.
    Боліну, Б. Р. Десса, Дж. Ягер, Р. Уорріка./Ленинград, Гидрометеоиздат
    - 1989.
    2. "Земля і Всесвіт", 2-93: "Вуглекислий газ і кліматичні зміни" -
    С. А. Щепіна
    3. "Земля і Всесвіт", 1-95: "Екологічні наслідки що почався глобального потепління Землі" - А. Л. Яншин


         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !