Томский государственный университет

Биологический институт

Кафедра лесоведения

2 Курс Блок Валерий Александрович

Контрольная работа

по Климатологии

Тема:

Значение озонового слоя для биосферы и динамики озоносферы. Влияние окислов азота на растения

­­­­­­

Томск 2012

значение озонового слоя для биосферы и динамики озоносферы

Атмосфера – наиболее ранимая часть биосферы, так как в ней химические превращения не «забуферены» непосредственным воздействием живого вещества, как в водоемах и верхних слоях литосферы – почвах. В то же время состояние атмосферы теснейшим образом связано с энергетикой, транспортом, промышленностью и химической работой живых организмов.

Биологическая значимость атмосферы связана, прежде всего, с наличием кислорода, продуцируемого фотосинтезирующими организмами. Микрофабрикой, где производится кислород, являются хлоропласты. Если собрать все листья планеты Земля и соединить их краями в космосе, то образуется сфера в 300 раз больше земной. В различные времена года весь зеленый щит планеты Земля составляет от 0,86 до 4,2 % площади поверхности Солнца. Так общая поверхность хлоропластов одного листа бука в 200 раз превышает поверхность самого листа, а на одном столетнем буке общая поверхность хлоропластов всех листьев достигает2 га. Хлоропласт растительной клетки – это лаборатория по превращению квантов световой энергии. Атмосферу называют хрустальным куполом биосферы, который необходимо сохранять. Эта гигантская гелиоэнергетическая станция возникла в ходе эволюции биосферы (Стебаев и др., 1993).

Одной из аллотропических форм кислорода является озон – О₃, с которым молекулы О₂ в атмосфере находятся в динамическом равновесии. Содержание озона в естественных условиях колеблется, но отмеченная в последние годы тенденция к снижению его концентрации вызвала тревогу. Этот эффект снижения концентрации озона в отдельных регионах планеты получил название «озоновые дыры».

Озон – естественный продукт фотохимических реакций – появляется на высотах 50–70 км, где еще действует диссоциирующее излучение. Максимальной концентрации озон достигает в слое 15–24 км, куда он диффундирует из верхних слоев. Если бы собрать весь озон атмосферы (3,3·10⁹ т) у поверхности Земли, то образовался бы слой толщиной около 0,5 см. Однако именно этот газ выполняет роль последнего полога, отсекающего губительное ультрафиолетовое излучение.

Озоновый слой Земли – это слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7 и 8 (на полюсах), 17 и 18 (на экваторе) и 50 км над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для всего живого на Земле. Его концентрация на высоте 20–22 км от поверхности Земли ничтожно мала. Эта естественная защитная пленка очень тонка: в тропиках ее толщина составляет всего 2 мм. Своим существованием озоновый слой обязан деятельности фотосинтезирующих растений (выделение кислорода) и действию на кислород ультрафиолетовых лучей: ЗО₂ + 285 кДж = 2О₃.

Активно поглощающий ультрафиолетовое излучение озоновый слой создает оптимальные световой и термические режимы земной поверхности, благоприятные для существования живых организмов на Земле. Концентрация озона в стратосфере непостоянна, она увеличивается от низких широт к высоким и подвержена сезонным изменениям с максимумом весной (Протасов, 2000).

Он защищает все живое на Земле от губительного действия этих лучей. Молекула озона содержит три атома кислорода О_з в отличие от обычной, двухатомной, молекулы кислорода О₂. Предполагается, что глобальное загрязнение атмосферы некоторыми веществами (фреоны, оксиды азота и др.) может нарушить функционирование озонового слоя Земли.