Глобальный углеродный цикл».

Выполнила:

студентка 4 курса Д.О.

Ананьева Т.В.

Санкт-Петербург

Содержание:

1. Влияние человека на климат.

2. Углерод в природе

3. Основные химические соединения и реакции

4. Углерод в атмосфере

5. Глобальный углеродный цикл

6. Список литературы

1. Влияние человека на климат.

Человек стал влиять на климат ещё несколько тысяч лет тому назад,в связи с развитием земледелия. Часто для обработки земли уничтожали леснуюрастительность, что увеличивало скорость ветра у земной поверхности,изменяло режим температуры и влажности нижнего слоя воздуха, а также вело кизменению режима влажности почвы, испарения и речного стока. В сухихобластях уничтожение лесов и растительности вело к усилению пыльных бурь иразрушению почвенного покрова, что заметно изменяло природные условия наэтих территориях. Так как земная поверхность без растительного покрова сильно нагревается солнечной радиацией, то относительная влажность воздуха на ней падает, что повышает уровень конденсации и может уменьшиться количество выпадающих осадков. Может быть, поэтому в некоторых случаях в сухих районах количество естественной растительности не возобновлялось после её уничтожения человеком. Человек влиял на климат и путём применения искусственногоорошения, что резко изменяло микроклимат орошаемых полей, так как из-за незначительного увеличения затраты тепла на испарение снижается температура земной поверхности, что приводило к понижению температуры и повышению относительной влажности нижнего слоя воздуха. Но такое изменение климата быстро затухает за пределами орошаемых полей, поэтому орошение приводит только к изменениям местного климата и мало влияет на метеорологические процессы большого масштаба. Другие виды деятельности человека в прошлом не оказывали большоговлияния на метеорологический режим обширных пространств, поэтому донедавнего времени климатические условия на Земле определялись в основноместественными факторами. Такое положение начало изменяться с наступлениемХХ века - из-за быстрого роста численности населения и, особенно, из-заускорения развития техники и энергетики. Современные воздействия человека на климат можно разделить на двегруппы, к первой из которых относятся направленные воздействия на гидрометеорологический режим, а ко второй – воздействия, являющиеся побочными следствиями хозяйственной деятельности человека. К сожалению, наша деятельность достигла уже такого уровня, при котором её влияние на природу приобретает глобальный характер. Такие природные системы, как атмосфера, суша, океан, а также жизнь на планете в целом подвергаются этим воздействиям. Известно, что на протяжении XX столетия увеличивалось содержание в атмосфере некоторых газовых составляющих, таких, как двуокись углерода, закись азота, метан и тропосферный озон.

2. Углерод в природе. Среди множества химических элементов, без которых невозможносуществование жизни на Земле, углерод является главным. Химическиепревращения органических веществ связаны со способностью атома углерода образовывать длинные ковалентные цепи и кольца. Основными резервуарами углерода являются атмосфера, континентальная биомасса, включая почвы, гидросфера и литосфера. В течение последних двух столетий в системе атмосфера - биосфера - гидросфера происходят изменения потоков углерода, интенсивность которых примерно на порядок величины превышает интенсивность геологических процессов переноса этого элемента. 3. Основные химические соединения и реакции. Известно более миллиона углеродных соединений, тысячи из которыхучаствуют в биологических процессах. Атомы углерода могут находиться в одном из девяти возможных состояний окисления: от +IV до -IV. Наиболее распространённое явление - это полное окисление, т.е. +IV. Более 99% углерода в атмосфере содержится в виде углекислого газа. Около 97% углерода в океанах существует в растворённой форме, а в литосфере - в виде минералов. Элементарный углерод присутствует в атмосфере в малых количествах в виде графита и алмаза, а в почве - в форме древесного угля. Ассимиляция углерода в процессе фотосинтеза приводит к образованию восстановленного углерода, который присутствует в биоте, мёртвом органическом веществе почвы, в верхних слоях осадочных пород в виде угля, нефти и газа, захоронённых на больших глубинах, и в литосфере - в виде рассеянного недоокисленного углерода. В океанах содержится значительное количество растворённых соединений органического углерода. 4. Углерод в атмосфере. Тщательные измерения содержания атмосферного углекислого газа были начаты в 1957 году Киллингом в обсерватории Мауна-Лоа. Регулярные измерения содержания атмосферного углекислого газа проводятся также на ряде других станций. Из анализа наблюдений можно заключить, что годовой ход концентрации углекислого газаобусловлен в основном: 1. Сезонными изменениями цикла фотосинтеза растений на суше; 2. На него также влияет, хотя и в меньшей степени, годовой ход температуры поверхности океана, от которого зависит растворимость углекислого газа в морс- кой воде; 3. Вероятно, наименее важным фактором является годовой ход интенсивности фотосинтеза в океане. Среднее за каждый данный год содержание углекислого газа в атмосфере несколько выше в северном полушарии, поскольку источники поступления углекислого газа в атмосферу расположены преимущественно в северном полушарии. Кроме того, наблюдаются небольшие межгодовые изменения содержания углекислого газа, которые, вероятно, определяются особенностями общей циркуляции атмосферы. Из имеющихся данных по изменению концентрации углекислого газа в атмосфере основное значение, к сожалению, имеют данные о наблюдаемом в течение последних 25 лет регулярном росте содержания атмосферного углекислого газа. Более ранние измерения содержания атмосферного углекислого газа (начиная с середины прошлого века) были, как правило, недостаточно полны, так как образцы воздуха отбиралисьбез необходимой тщательности и не производилась оценка погрешностирезультатов. С помощью анализа состава пузырьков воздуха из ледниковых кернов стало возможным получить данные для периода с 1750 по 1960 год. Было также выявлено, что определённые путём анализа воздушных включений ледников значения концентраций атмосферного углекислого газа для 50-х годов хорошо согласуются с данными обсерватории Мауна-Лоа. Итак, концентрация углекислого газа в течение 1750-1800 годов оказалась близкой к значению 280 млн, после чего она стала медленно расти и к 1984 году составляла 343 млн.

5. Глобальный углеродный цикл

Глобальный круговорот углерода в природе можно разделить на две основные категории: геологический, временной цикл которого исчисляется миллионами лет, и значительно более быстрый – биологический с временным циклом от нескольких дней до нескольких тысячелетий.

Глобальный углеродный круговорот представляет собой перемещение углерода между различными «резервуарами», и происходит благодаря множеству различных химических, физических, геологических и биологических процессов. Поверхность современного океана является наиболее активным буфером обмена углерода на Земле, однако на больших глубинах такого быстрого обмена с атмосферой происходить не может.

По рисунку можно проследить основные направления движения и места залегания углерода в экосистеме Земли. Обычно принято выделять четыре основных места концентрации углерода, это:

· Атмосфера

· Наземная биосфера, включающая неживой органический материал, такой как почва и осадочные породы

· Океаны, которые содержат углерод в растворенном виде и живую и неживую морскую органику

· Ископаемые ресурсы органического происхождения

В атмосфере Земли углерод преимущественно существует в виде диоксида (СО2). И хотя его содержание кажется ничтожным малым (около 0,04% и по утверждениям ученых продолжает расти), он играют важнейшую роль в поддержании жизни на Земле. Существует ещё несколько газов, такие как, например, метан, содержащий углерод, которые также играют свою роль в углеродном обмене. В концепции теории глобального потепления эти газы называют парниковыми, и считается, что именно повышение концентрации этих газов приводит к парниковому эффекту и как следствие к глобальному повышению температуры.

Список литературы:

1. Парниковый эффект, изменение климата и экосистемы. / Под редакцией Б. Болина, Б. Р. Десса, Дж. Ягера, Р. Уоррика. / Ленинград, Гидрометеоиздат - 1989.2. “Земля и Вселенная”, 2-93: “Углекислый газ и климатические изменения” – С.А.Щепинов3. “Земля и Вселенная”, 1-95: “Экологические следствия начавшегося глобального потепления Земли” – А.Л.Яншин

Дата добавления: 2015-07-12