КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Удельные вклады основных парниковых газов в парниковый эффектПотоки энергии у земной поверхности Парниковый эффект
Энергия атмосферных процессов определяется разностью коротковолновой радиации, достигающей земной поверхности, и длинноволнового инфракрасного излучения, отражаемого Землей. В результате температура приземного слоя воздуха и поверхности Земли выше, чем она была бы без этого эффекта. Именно он и называется парниковым. Несмотря на то, что обычно этот тепличный эффект связывается с содержанием в атмосфере СО2, на самом деле он явно многофункционален. И определяется содержаниями в атмосфере многих парниковых газов. Это - водяной пар, СО2, СН4 (метан), NOx, в особенности N2 О, О3 (озон), хлорфторуглероды и др. (табл. 6.8). Наиболее полно изучен парниковый эффект, обусловленный присутствием углекислого газа. Считается, что доля этого газа в парниковом эффекте составляет 64%. По сравнению с началом промышленной революции (1750-1800 гг.) произошло удвоение содержания этого компонента в атмосфере (рис. 6.13). Эффект радиационного воздействия при удвоенной концентрации СО2, равный 4 вт/м2, составляет 1,7% от величины коротковолновой солнечной радиации, поглощаемой атмосферой и поверхностью Земли и в среднем равной 240 вт/м2.
Таблица 6.7 (по В.Г. Горшкову, 1997)
Таблица 6.8
Значительна и доля в тепличном эффекте метана (19%) и она продолжает расти со скоростью порядка 0,8% в год. Вклад окисла азота оценивается примерно в 6%, а ХФУ около 7%. Резервы для повышения парникового эффекта огромны. В частности это касается, прежде всего, метана. Содержания его в малоустойчивых скоплениях газогидратов весьма значительны.
Рис. 6.12. Средняя месячная концентрация углекислого газа в атмосфере за 1957-1993 гг. на Гавайских островах (Мауна-Лоа) и Южном полюсе
Газогидраты - твердые кристаллические вещества внешне напоминающие снег или рыхлый лед. Способностью образовывать гидраты обладают все гидрофобные газы и легколетучие органические жидкости, молекулы которых имеют размеры 3,8-9,2 Å (Ar, N2, O2, CH4, C2H4, C2H6, C3H8, изо-C4H10, Cl2, CS2, галогенные производные углеводородов С1-С4 и т.д.), а также некоторые гидрофильные соединения (СО2, SO2, окись этилена, тетрагидрофуран - ТГФ, ацетон), взаимодействие которых с водой достаточно слабое и не может препятствовать клатратообразованию. Между гостем и хозяином (водный клатратный каркас) существуют только слабые межмолекулярные (вандерваальсовы) взаимодействия, дающие выигрыш энергии по сравнению с энергией смеси исходных компонентов. Газогидраты были открыты в 1969 г. в огромных масштабах (2×1016 м3) в недрах Земли сибирскими учеными В.Г. Васильевым, Ю.Ф. Макогоном, Ф.А. Требиловым, А.А. Трофимуком и Черским. Разложение газогидратов происходит легче, чем образование. Но в случае гидратов углеводородов при температуре <0°С в области относительно невысоких давлений, где они метастабильны, разложение происходит не сразу. И гидраты могут сохраняться длительное время за счет эффекта самоконсервации (при разложении газогидраты покрываются корочкой льда). При высвобождении метана из газогидратов произойдет резкий рост его концентрации и метан может стать тем парниковым компонентом, который в основном и обусловит неуклонный рост температур на Земле и в ее атмосфере. Это один из сценариев изменения парникового эффекта. Очевидно, существуют значительные неопределенности связанные с чрезвычайной сложностью подобных предсказаний.
Гл. 7. БИОСФЕРА
1. Основные особенности биосферы
Одним из основополагающих глобальных понятий в естественных науках является биосфера. Этот термин был введен венским ученым Эдуардом Зюссом в 1875 г. Однако, в разработку представлений о биосфере особенно весом вклад В.И. Вернадского. Биосфера - область существования живого вещества, в какой бы из геосфер оно не находилась. Вот как описывал ее В.И. Вернадский в далеком 1926 г.: "Биосфера - область жизни - без перерыва облекает нашу планету. Всюду и везде на поверхности Земли мы встречаем жизнь, всюду и везде больше биллиона лет без перерыва идет ее химическая работа. Она обуславливает во все яснее перед нами вырисовывающейся силе и размахе непрерывный, закономерный, неизменный ток химических элементов из живой в косную материю и обратно. Эта поверхностная оболочка охватывает площадь, равную 5,10065×108 км2; она поднимается на несколько километров – более десяти - в газовую нижнюю оболочку планеты, в тропосферу; она проникает во всемирный океан средней мощностью больше 3,8 км, в отдельных местах достигающей до 10 км. Жизнь охватывает всю сушу, от высочайших вершин, почти до 8 км, до глубочайших низин; по трещинам и пустотам она идет в глубь, местами более чем на 1 км". Как согласуются между собой обстановки геосфер с биосферой можно понять из сравнения физических характеристик, которые присущи им. Согласно современным данным, параметры условий жизнедеятельности на Земле достаточно явно ограничены. Есть бактерии, способные находится в течение почти суток (20 часов) в жидком кислороде (-252°С). В сухой среде споры некоторых грибков сохраняются живыми при температуре +180°С. В донных зонах спрединга в пределах океанических акваторий хемогенез идет при температурах до 350°С. Поразителен диапазон давлений, при которых возможна жизнь: от 8000 атм. (дрожжи) до 0,001 миллибар (семена и споры). Существует жизнь в рассолах с концентрациями 250 г/л и, как мы теперь знаем, при очень высокой радиоактивности. Оживали бактерии из желудков трупов мамонтов, из египетских пирамид, из линз ископаемых льдов (описан случай оживления тритона с глубины 14 м). Но принятые оптимальные условия жизни соответствуют температуре 0-50°С. С физической точки зрения, биосфера - единая термодинамическая оболочка, в которой сосредоточена жизнь и где осуществляется взаимодействие всего живого с неорганическими факторами внешнего мира. С точки зрения энергетической, биосфера - наружная область Земли, ограничивающая ее от космической среды, это область превращения космической энергии. С химической точки зрения, биосфера - арена одного из грандиознейших планетарных явлений - процесса миграции химических элементов. Биоценоз связан с абиологической средой теснейшими реакциями, энергетическими связями. Взаимодействие неорганической природы с органической носит экстенсивно-интенсивный характер и осуществляется по особым законам. Наконец, биосфера - понятие глубоко эволюционное. Она функционирует согласно своим внутренним зависимостям, определяющим ее устойчивость в условиях необратимости эволюции.
Дата добавления: 2014-12-26; Просмотров: 909; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |