Вплив вуглекислого газу

1 Людина й клімат. 2 Введение.

Взаємозв'язок між енергоспоживанням, економічної банківською діяльністю та надходженням [pic] в атмосферу.

Споживання енергії і викиди вуглекислого газу. 3 Вуглець в природе.

Основні хімічні з'єднання та реакции.

Ізотопи вуглецю. 4 Вуглець в атмосфере.

Атмосферне вуглекислий газ.

Вуглець у грунті. 5 Прогнози концентрації вуглекислого газу атмосфері на будущее.

Основні висновки. 6 Список литературы.

Діяльність людини сягнула вже цього рівня розвитку, при якому її впливом геть природу набуває глобального характеру. Природні системи — атмосфера, суша, океан, — і навіть життя в планеті загалом піддаються цим впливам. Відомо, що протягом останнього століття збільшувався вміст у атмосфері деяких газових складових, таких, як двоокис вуглецю ([pic]), закис азоту ([pic]), метан ([pic]) і тропосферный озон ([pic]). Додатково у повітря робили і інші гази, які є природними компонентами глобальної екосистеми. Головні їх — фторхлоруглеводороды. Ці газові домішки поглинають і випромінюють радіацію і здатні проводити клімат Землі. Всі ці гази разом може бути парниковыми.

Вважати, що клімат міг змінюватися в тому результаті викиду в атмосфери двоокису вуглецю, з’явилося не зараз. Арреніус зазначив, що спалювання викопного палива могла призвести до підвищення концентрації атмосферного [pic] і тим самим змінити радіаційний баланс Землі. У справжні час ми приблизно відомо, скільки [pic] надійшов на атмосферу рахунок спалювання викопного палива й змін — у використанні земель (відомості лісів і сільськогосподарських площ), і можна зв’язати бачимо збільшення концентрації атмосферного [pic] з діяльністю человека.

Механізм впливу [pic] на клімат залежить від так званому парниковий ефект. Тоді як сонячної короткохвильовою радіації [pic] прозорий, відмираючу від земної поверхні длинноволновую радіацію його поглинає і випромінює поглощённую енергію на усіх напрямах. У результаті ефекту збільшення концентрації атмосферного [pic] призводить до нагріванню Землі та нижньої атмосфери. Незатухаючий зростання концентрації [pic] у атмосфері можуть призвести зміну глобального клімату, тому прогноз майбутніх концентрацій вуглекислого газу є важливою задачей.

Надходження вуглекислого газу атмосферу внаслідок промислових выбросов.

Основним антропогенним джерелом викидів [pic] є спалювання різноманітних видів углеродосодержащего палива. Нині економічного розвитку зазвичай пов’язують із зростанням індустріалізації. Історично склалося так, що піднімати економіку залежить від наявності доступних джерел енергії і кількість спалюваного викопного палива. Дані про розвитку економіки та енергетики більшість країн у період 1860−1973 рр. Свідчать як про зростання, а й зростанні енергоспоживання. Проте одне перестав бути наслідком іншого. Починаючи з 1973 року у багатьох країнах відзначається зниження питомих енерговитрат у разі зростання реальних ціни енергію. Недавнє дослідження промислового використання США показало, що з 1920 року відношення витрат первинної енергії до економічного еквівалентом вироблених товарів дедалі зменшувався. Більше ефективне використання енергії буває у результаті вдосконалення промислової технології, транспортних засобів і проектування будинків. З іншого боку, у низці промислово розвинутих країн сталися зрушення у структурі економіки, що втілилися у переході з розвитку сировинної й переробляє промисловості до розширення галузей, які виробляють кінцевий продукт.

Мінімальний рівень споживання енергії душу населення, необхідний нині задоволення потреб медицини, освіти і рекреації, значно змінюється від регіону до регіону і зажадав від країни, до країні. Багато країнах значне зростання споживання високоякісних видів палива душу населення є важливим чинником задля досягнення вищого рівень життя. Зараз представляється імовірним, що далі економічного розвитку і досягнення бажаного рівень життя пов’язані з рівнем енергоспоживання душу населення, проте це процес ще недостатньо изучен.

Не виключено, щодо досягнення середини наступного століття економіка більшості країн зуміє пристосуватися до підвищеним цінами на енергію, зменшуючи потреби у робочої сили та інших видах ресурсів, а також збільшуючи швидкість обробітку грунту і передачі чи, можливо, змінюючи структуру економічного балансу між виробництвом товарів хороших і наданням послуг. Отже, від вибору стратегію розвитку енергетики з тим чи іншого часткою використання вугілля чи палива в енергетичної системі безпосередньо залежатиме швидкість промислових викидів [pic].

Споживання енергії і викиди вуглекислого газа.

Енергія немає заради самого виробництва енергії. У промислово розвинених країн переважна більшість вироблюваної енергії посідає промисловість, транспорт, обігрів і охолодження будинків. У багатьох недавно виконаних дослідженнях показано, сучасний рівень споживання енергії в промислово розвинених станах може істотно знижений рахунок застосування енергозберігаючих технологій. Було розраховане, якби США перейшли, під час виробництва товарів широкого споживання й у сфері послуг, на найменш енергоємні технології тим більше ж обсязі виробництва, кількість що надходить атмосферу [pic] зменшилося б на 25%. Результуюче зменшення викидів [pic] загалом земній кулі у своїй становило б 7%. Такий ефект мав би місце та інших промислово розвинених країн. Подальшого зниження швидкості надходження [pic] у повітря можна досягнути шляхом зміни структури економіки результаті запровадження ефективніших методів виробництва товарів хороших і удосконалень у сфері надання з населению.

Вуглець в природе.

Серед сили-силенної хімічних елементів, без яких не можна існування життя Землі, вуглець головне. Хімічні перетворення органічних речовин пов’язані з здатністю атома вуглецю утворювати довгі ковалентные кайдани й посадили кільця. Биогеохимический цикл вуглецю, природно, дуже складний, оскільки вона вмикає як функціонування всіх форм життя Землі, а й перенесення неорганічних речовин як між різними резервуарами вуглецю, і всередині них. Основними резервуарами вуглецю є атмосфера, континентальна біомаса, включаючи грунту, гідросферу з підігрітою морською биотой і літосферою. У протягом двох століть у системі атмосфера — біосфера — гідросфера відбуваються зміни потоків вуглецю, інтенсивність яких приблизно порядок величини перевищує інтенсивність геологічних процесів перенесення цього елемента. Через це слід обмежитися аналізом взаємодій не більше цією системою, включаючи почвы.

Основні хімічні з'єднання заліза і реакции.

Відомо понад мільйон вуглецевих сполук, тисячі з котрих беруть участь у біологічні процеси. Атоми вуглецю можуть міститися у одному з країн можливих станів окислення: від +IV доIV. Найбільш поширене явище — це повне окислювання, тобто. +IV, прикладами таких сполук можуть бути [pic] і [pic]. Більше 99% вуглецю у атмосфері міститься у вигляді вуглекислого газу. Близько 97% вуглецю в океанах існує в растворённой формі ([pic]), а літосфері - як мінералів. Прикладом стану окислення +II є мала газова складова атмосфери [pic], яка досить швидко окислюється до [pic]. Елементарний вуглець є у атмосфері у «малих кількостях як графіту і алмазу, а грунті - у вигляді деревного вугілля. Асиміляція вуглецю у процесі фотосинтезу призводить до утворення відновленого вуглецю, який є у біоті, мёртвом органічному речовині грунту, у верхніх шарах осадових порід у вигляді вугілля, нафти і є, захоронённых великих глибинах, й у літосфері - як розсіяного недоокисленного вуглецю. Деякі газоподібні сполуки, містять недоокисленный вуглець [pic], зокрема метан, вступають у атмосферу за відновлення речовин, що відбувається в анаеробних процесах. Хоча за бактериальном розкладанні утворюється кілька різних газоподібних сполук, вони швидко окисляються, і вважатимуться, що у систему надходить [pic]. Винятком є метан, оскільки вона також впливає парниковий ефект. У океанах міститься значну кількість растворённых сполук органічного вуглецю, процеси окислення до [pic] відомі ще недостатньо хорошо.

Ізотопи углерода.

У природі відомо сім ізотопів вуглецю, у тому числі істотну роль грають три. Два їх — [pic] і [pic] - є стабільними, а один — [pic] - радіоактивним з періодом піврозпаду 5730 років. Необхідність вивчення різних ізотопів вуглецю зумовлена тим, що швидкості перенесення сполук вуглецю й умови рівноваги в хімічних реакціях залежить від того, які ізотопи вуглецю містять ці сполуки. Через це в природі спостерігається різне розподіл стабільних ізотопів вуглецю. Розподіл ж ізотопу [pic], з одного боку, залежить з його освіти в ядерних реакціях з участю нейтронів і атомів азоту у атмосфері, і з інший — від радіоактивного распада.

Вуглець в атмосфере.

Ретельні вимірювання вмісту атмосферного [pic] були розпочаті 1957 року Киллингом в обсерваторії Мауна-Лоа. Регулярні вимірювання вмісту атмосферного [pic] проводяться на ряд інших станцій. З аналізу спостережень можна зрозуміти, що річний хід концентрації [pic] обумовлений в основному сезонними змінами циклу фотосинтезу і деструкції рослин на суші; нею також впливає, хоч і меншою мірою, річний хід температури поверхні океану, від якого розчинність [pic] у морській воді. Третім, і, мабуть, найменш важливим є річний хід інтенсивності фотосинтезу в океані. Середнє кожний даний рік зміст [pic] у атмосфері трохи вища на північ півкулі, оскільки джерела антропогенного надходження [pic] розташовані переважно у північному півкулі. З іншого боку, спостерігаються невеликі міжрокові зміни змісту [pic], які, мабуть, визначаються особливостями загальної циркуляції атмосфери. З наявних даних із зміни концентрації [pic] в атмосфері основне значення мають даних про що спостерігається впродовж останніх 25 років регулярному зростанні змісту атмосферного [pic]. Більше ранні вимірювання вмісту атмосферного вуглекислого газу (починаючи з середини уже минулого століття) були, зазвичай, недостатньо сповнені. Зразки повітря відбиралися без необхідної ретельності і здійснювалася оцінка похибки результатів. З допомогою аналізу складу повітряних бульбашок з льодовикових кернів можна було отримати дані для періоду з 1750 по 1960 рік. Було так само виявлено, що певні шляхом аналізу повітряних включень льодовиків значення концентрацій атмосферного [pic] для 1950;х років добре узгоджуються з цими обсерваторії Мауна-Лоа. Концентрація [pic] в протягом 1750−1800 років виявилася близька до значенням 280 млн. pic], після що хоче стала повільно вона зростатиме і до 1984 року становила 343[pic]1 млн. pic].

Вуглець в почве.

За оцінками, сумарне зміст вуглецю становить близько [pic] р З. Головна невизначеність існуючих оцінок обумовлена недостатньою повнотою даних про майданах міст і змісті вуглецю в торфовищах планеты.

Більше повільний процес розкладання вуглецю у ґрунтах холодних кліматичних зон призводить до більшої концентрації вуглецю грунтів (на одиницю поверхні) в бореальных лісах і трав’янистих співтовариствах середніх широт по порівнянню з тропічними екосистемами. Але тільки небагато (кілька відсотків і навіть менше) детриту, що надходить щорічно у резервуар грунтів, залишається у яких протягом багато часу. Більшість мертвого органічного речовини окислюється до [pic] кілька років. У чернозёмах близько 98% вуглецю підстилки характеризується часом обороту майже п’ять місяців, а 2% вуглецю підстилки залишаються у грунті у середньому протягом 500−1000 років. Ця характерна риса почвообразовательного процесу виявляється у тому, що вік грунтів у широтах, визначається радиоизотопным методом, становить від кількох основних сотень близько тисячі років і більш. Проте швидкість розкладання органічного речовини при трансформації земель, зайнятих природною рослинністю, в сільськогосподарські угіддя зовсім інша. Наприклад, можна почути думку, що 50% органічного вуглецю у ґрунтах, які у сільське господарство Північної Америки, може бути втрачено внаслідок окислення, тому що ці грунту почали експлуатуватися на початок уже минулого століття чи на самому його начале.

Зміни змісту вуглецю в континентальних экосистемах.

Останні 200 років сталися значні зміни в континентальних екосистемах внаслідок зростаючого антропогенного впливу. Коли землі, зайняті лісами і трав’янистими співтовариствами, перетворюються на сільськогосподарські угіддя, органічна речовина, тобто. живе речовина рослин i мертве органічна речовина грунтів, окислюється і вступає у атмосферу у вигляді [pic]. Певний кількість елементарного вуглецю може також захораниваться у грунті як деревного вугілля (як продукт, що залишилося від спалювання лісу) отже, вилучатися з швидкого обороту в углеродном циклі. Зміст вуглецю у різних компонентах екосистем змінюється, оскільки відновлення та деструкція органічного речовини залежить від географічної широти і між типу растительности.

Провели численні дослідження, мали за мету дозволити існуючу невизначеність щодо оцінки змін запасів вуглецю в континентальних екосистемах. Базуючись на даних цих досліджень, можна зробити висновок у тому, що надходження [pic] у повітря з 1860 по 1980 1999 рік становила [pic] р. З повагою та що у 1980 року биотический викид вуглецю дорівнював [pic] р. С/год. З іншого боку, можливо вплив зростаючих атмосферних концентрацій [pic] і викидів забруднюючих речовин, як-от [pic] і [pic], на інтенсивність фотосинтезу і деструкції органічного речовини континентальних екосистем. Очевидно, інтенсивність фотосинтезу із збільшенням концентрації [pic] у атмосфері. Найімовірніше, що цього зростання уражає сільськогосподарських культур, а природних континентальних екосистемах підвищення ефективність використання води міг би призвести до прискоренню освіти органічного вещества.

Прогнози концентрації вуглекислого газу атмосфері на будущее.

Основні выводы.

Останні десятиліття було створено дуже багато моделей глобального вуглецевого циклу, розглядати які живуть у роботі не за доцільне тому, що вони у достатній мірі складні і объёмны. Розглянемо лише коротко основні їх висновки. Різні сценарії, використані для прогнозу змісту [pic] у атмосфері у майбутньому, дали подібні результати. Нижче приведёна спроба підвести загальний підсумок наших сьогоднішніх знань і припущень, що стосуються проблеми антропогенного зміни концентрації [pic] в атмосфере.

. З 1860 по 1984 рік у атмосферу надійшло [pic] р. За рахунок спалювання викопного палива, швидкість викиду [pic] нині (за даними на 1984 рік) дорівнює [pic] р. С/год.

. Протягом цієї ж періоду часу надходження [pic] у повітря за вирубки лісів та характеру землекористування становило [pic] р. З, інтенсивність цього надходження у час дорівнює [pic] р. С/год.

. Із середини уже минулого століття концентрація [pic] у атмосфері збільшилася від [pic] до [pic] млн. pic] в 1984 году.

. До основних рис глобального вуглецевого циклу добре вивчені. Стала можливою створення кількісних моделей, які можна покладено основою прогнозів зростання концентрації [pic] у атмосфері під час використання певних сценаріїв выброса.

. Невизначеності прогнозів ймовірних змін концентрації [pic] у майбутньому, одержуваних з урахуванням сценаріїв викидів, значно менше значно менше неопределённостей самих сценаріїв выбросов.

. Якщо інтенсивність викидів [pic] у повітря протягом найближчих чотирьох десятиліть залишиться постійної або вона буде зростати надто повільно (трохи більше 0,5% на рік) й більш віддаленому майбутньому також зростати надто повільно, чи до кінцю ХХІ сторіччя концентрація атмосферного [pic] становить близько 440 млн. pic], тобто. трохи більше, ніж 60% перевищить доіндустріальний уровень.

. Якщо інтенсивність викидів [pic] протягом найближчих чотирьох десятиліть зростатиме загалом на 1−2% на рік, тобто. як і вона зростала з 1973 року по нашого часу, а більш віддаленому майбутньому темпи її зростання сповільняться, то подвоєння содержания.

[pic] у атмосфері проти доиндустриальным рівнем відбудеться до кінця XXI века.