Естественные ограничения на глобальную энергетическую систему

| Категория реферата: Рефераты по экологии
| Теги реферата: шпаргалки по физике, доклад по биологии
| Добавил(а) на сайт: Ядвига.

Рисунок 6.
Палеоклиматические данные для температуры поверхности Земли обратно во времени. Наверху: оценки средней температуры на шкале 60 млн. лет (из [3]).
В середине: разница между относительным содержанием изотопа кислорода О18/О16 в СаСОз в осадках ив морской воде, которая зависит от температуры [13]. Внизу: изменение температуры, оценённое по изменению изотопного состава льда в
Гренландии и Антарктиде, и оценённое по изменению изотопного состава льда в
Гренландии и Антарктиде, и оценённое по органическим осадкам на Севере
Атлантического океана [1].
Что же является причиной периодических изменений температуры? Однозначного ответа пока нет. Есть лишь несколько гипотез: периодическое изменение светимости Солнца, прохождение Солнечной системы через пылевые облака, столкновения с астероидами, и, наконец, периодические изменения орбиты
Земли и наклона Земной оси. Последняя теория, которая называется механизмом
Миланковича, считается наиболее достоверной - эллиптичность орбиты Земли и прецессия ее оси вращения имеют основные периоды - 100, 40 и 20 тысяч лет - хорошо коррелирующие с периодическими изменениями температуры [9,10].

Большее беспокойство у человека-индустриального должны вызывать более частые колебания температуры, с периодом всего 1-2 тысячи лет, которые видны на более тонкой временной шкале на рисунке 6. Удивительное свойство этих осцилляций - наличие резких фронтов, напоминающих фазовые переходы.
Если это не "шум" в измерениях, то некоторые изменения температуры с амплитудой 10°С происходили менее, чем за сто лет. На рисунке 6 можно найти события, во время которых средняя температура в месте измерения падала на
10°С, оставалась на этом уровне около

2000 лет, и затем также быстро возвращалась обратно. Имеются дополнительные данные [I], показывающие, что последнее потепление, которое происходило около 11-12 тысяч лет назад, было очень быстрым. Тогда, средняя температура в центральной Гренландии выросла на 7° в течении нескольких десятилетий, а изменения температуры сопровождались еще более быстрой сменой распределения осадков и перестройкой циркуляции атмосферы [I]. Возможно, что память поколений хранит воспоминания об этом событии как о всемирном потопе. Что же происходило с содержанием углекислого газа во время периодических колебаний температуры, и каким образом это влияло на зеленые растения? Оказывается, что концентрация СO2 тоже сильно менялась вслед за изменением средней температуры и площадей ледников. 20 тысяч лет назад, во время последнего ледникового минимума, концентрация углекислого газа была вдвое ниже, прединдустриального уровня, а затем, следуя быстрому увеличению температуры, также быстро возросла. Как выяснилось, низкое содержание углекислого газа само по себе существенно повлияло на растительный покров даже в тропиках, где похолодание во время ледникового периода было не так велико, как в высоких широтах. Существует и точка зрения, что увеличение концентрации углекислого газа после потепления привело к увеличению продуктивности зеленых растений и сделало возможным земледелие и, как следствие, нынешнее развитие цивилизаций.

Таким образом, в относительно недавнем прошлом на Земле происходили быстрые климатические изменения с характерным масштабом времени, сравнимым со временем жизни одного поколения. Такие климатические изменения должны рассматриваться как глобальные катастрофы, способные оказать серьезнейшие воздействия на инфраструктуру современного общества. Судя по прошлым 120 тысячам лет климатической истории, мы находимся сейчас в конце теплого периода и в дальнейшем температура должна начать постепенно уменьшаться.
Повторится ли этот естественный цикл или же влияние человека уже слишком велико и нас ожидает резкое потепление с полным таянием полярных льдов и очередным "всемирным потопом"? Даже в том случае, если климатические воздействия выбросов окажутся меньше, чем мы сейчас предполагаем, удвоение концентрации СO2 должно вызвать существенные изменения в биосфере. Сколько точно времени потребуется для того, чтобы выбросы СO2 привели к серьезным экологическим последствиям, мы пока не знаем, но можем предположить, что в случае "все по-прежнему", это обязательно произойдет.

Загрязнение окружающей среды уже достигло глобальных масштабов и требует срочных мер.

Лучшее средство здесь - создание циклических, замкнутых производств (по образцу природных процессов), где бы отбросы полностью отсутствовали. Но подобные установки требуют все того же - энергии! Но энергия, которая в свою очередь не наносит вред окружающей среде. Поэтому надо как можно быстрее переходить на альтернативные источники энергии, т.к. они являются экологически чистыми. А значит, он будут вырабатывать энергию, которая так необходима человеку индустриальному, без вреда для окружающей среды.