Углеродный цикл и изменения климата

| Категория реферата: Рефераты по естествознанию
| Теги реферата: шпаргалки по экономическому, торговля реферат
| Добавил(а) на сайт: Свирид.

Автор статьи, использованной в качестве основы для написания этого реферата, проанализировал некоторые из этих возможных факторов и показал, что при определённых условиях в поверхностных слоях океана могут наблюдаться более низкие значения концентраций растворённого неорганичес- кого углерода по сравнению с современными, соответственно концентрации атмосферного [pic] будут также другими.

При оценках возможных значений концентраций атмосферного [pic] в будущем обычно считают, что об-щая циркуляция океанов не будет изменятся. Однако несомненно, что в прошлом она менялась. Если по-тепление, вызванное ростом концентрации [pic] в ат-мосфере, будет значительным, то, вероятно, про- изойдёт какое-то изменение циркуляции океана. В частности, может уменьшиться интенсивность обра-зования холодных глубинных вод, что в свою оче-редь может привести к уменьшению поглощения промышленного [pic] океаном.

Изменение круговорота углерода могло бы произойти также при увеличении суммарного количества питательных веществ в океане. Если наличие питательных веществ в поверхностных слоях по-прежнему будет основным фактором, лимитирующим фотосинтез, их концентрации в этих слоях должны быть очень низкими. Следовательно, должна увели-чится концентрация питательных веществ между обеднёнными этими веществами поверхностными вода-ми и глубинными слоями. В этом случае за счёт вертикального перемешивания в океане в поверх-ностные слои будет переноситься больше пита-тельных веществ, что приведёт к росту интен-сивности фотосинтеза. Вертикальный градиент концентрации [pic] также возрастёт, а поверхностные значения [pic] и парциальное давление [pic] при этом уменьшатся.

Для грубой оценки возможного роста первичной продуктивности в водных системах можно считать, что в процессе фотосинтеза используется 20-50 % имеющегося количества фосфатов и что образованное таким образом органическое вещество становится частью углеродного цикла в океане или захоро-няется в отложениях. Такое изменение продук-тивности приведёт к удалению из атмосферы и по-верхностных слоёв водных систем [pic] г. С/год.
Это количество соответствует 2-6 % годового выброса углерода в атмосферу за счёт сжигания ископаемого топлива в 1972 году, поэтому данный процесс нельзя не учитывать при построении моделей изменения глобального климата.

Углерод в континентальной биоте и в почвах.

В течение последних 20 лет были предприняты многочисленные попытки определения запасов уг-лерода в континентальной растительности и харак- теристик его годового круговорота - общей пер-вичной продуктивности и дыхания. Оценка, харак-теризующая состояние континентальной биомассы на
1980 год без учёта сухостоя, равна [pic] г С. В более поздних работах, основанных на большем количестве данных, указывается, что эта оценка содержания углерода в живом веществе биомассы скорее всего завышена.

Среднее время пребывания углерода в лесных системах составляет 16-20 лет, но средний возраст деревьев по крайней мере в два раза больше, так как менее половины чистой первичной продукции превращается в целлюлозу. Среднее время жизни уг-лерода в растениях, не входящих в лесные системы, равно примерно 3 годам.

По разным оценкам, суммарное содержание углерода в составляет около
[pic] г С. Главная неопределённость существующих оценок обусловлена недостаточной полнотой сведений о площадях и содержании углерода в торфяниках планеты.

Изменения содержания углерода в континентальных экосистемах.

За последние 200 лет произошли значительные изменения в континентальных экосистемах в ре-зультате возрастающего антропогенного воздейст-вия. Когда земли, занятые лесами и травянистыми сообществами, превращаются в сельскохозяйственные угодья, органическое вещество, т.е. живое вещест-во растений и мёртвое органическое вещество почв, окисляется и поступает в атмосферу в форме [pic]. Какое-то количество элементарного углерода может также захораниваться в почве в виде древесного угля (как продукт, оставшийся от сжигания леса) и, таким образом, изыматься из быстрого оборота в углеродном цикле. Содержание углерода в различных компонентах экосистем изменяется, поскольку восстановление органического вещества зависит от географической широты и типа растительности.

Были проведены многочисленные исследования, имевшие своей целью разрешить существующую не-определённость в оценке изменений запасов угле- рода в континентальных экосистемах. Основываясь на данных этих исследований, можно прийти к вы-воду о том, что поступление [pic] в атмосферу с 1860 по 1990 год составило [pic] г С и что в 1990 году биотический выброс углерода был равен [pic] г С/год. Кроме того, возможно влияние возрастающих атмосферных концентраций [pic] и выб-росов загрязняющих веществ, таких, как [pic] и [pic], на интенсивность фотосинтеза органического ве-щества континентальных экосистем. По- видимому, интенсивность фотосинтеза растёт с увеличением концентрации [pic] в атмосфере. Наиболее вероятно, что этот рост характерен для сельскохозяйственных культур, а в естественных континентальных эко-системах повышение эффективности использования воды могло бы привести к ускорению образования органического вещества.

Прогнозы концентрации углекислого газа в атмосфере на будущее.

Основные выводы.

За последние десятилетия было создано боль-шое количество моделей глобального углеродного цикла, рассматреть которые в данной работе я не смог из-за того, что они сложны и объёмны. Рассмотрю лишь кратко основные их выводы. Раз-личные сценарии, использованные для прогноза со-держания
[pic] в атмосфере в будущем, дали сходные результаты. Ниже я попытался подвести общий итог, касающихся проблемы антропогенного изменения кон- центрации [pic] в атмосфере.
1. С 1860 по 1984 год в атмосферу поступило [pic] г С за счёт сжигания ископаемого топ-лива, скорость выброса [pic] в настоящее время (по данным на 1990 год) равна [pic] г С/год.
2. В течение этого же периода времени поступление [pic] в атмосферу за вырубки лесов и изменения характера землепользования составило [pic] г

С, интенсивность этого поступления в нас-тоящее время равна [pic] г

С/год.
3. С середины прошлого века концентрация [pic] в атмосфере увеличилась от

[pic] до [pic] млн[pic] в 1990 году.
4. Основные характеристики глобального углеродного цикла хорошо изучены.

Стало возможным создание количественных моделей, которые могут быт положены в основу прогнозов роста концентрации [pic] в атмосфере при использовании определённых сценариев выброса.
5. Если интенсивность выбросов [pic] в атмосферу в течение ближайших четырёх десятилетий останется постоянной или будет возрастать очень медленно (не более 0,5% в год) и в более отдалённом бу-дущем также будет расти очень медленно, то к концу XXI века концентрация атмосферного

[pic] составит около 440 млн[pic], т.е. не более, чем на 60% превысит доиндустриальный уровень.
6. Если интенсивность выбросов [pic] в течение бли-жайших четырёх десятилетий будет возрастать в среднем на 1-2 % в год, т.е. также, как она возрастала с 1973 года до настоящего времени, а в более отдалённом будущем темпы её роста за-медлятся, то удвоение содержания [pic] в атмо- сфере по сравнению с доиндустриальным уровнем произойдёт к концу XXI века.
7. Основные неопределённости прогнозов концент-рации [pic] в атмосфере вызваны недостаточным знанием роли таких факторов,как:

8. скорости водообмена между поверхностными, промежуточными и глубинными слоями океана;

9. чувствительности морской первичной продукции к изменениям содержания пита-тельных веществ в поверхностных водах;

10. захоронения органического вещества в осад-ках в прибрежных районах

(и озёрах);

11. изменение щёлочности, и, следовательно, буферного фактора морской воды, вызванных ростом содержания растворённого неоргани-ческого углерода;

12. увеличения интенсивности фотосинтеза и рос-та биомассы и почвенного органического ве-щества в континентальных экосистемах за счёт роста концентрации [pic] в атмосфере и возможного отложения питательных веществ, поступающих из антропогенных источников;