Шифр 04

Оглавление

Вопросы 3

4. В чем заключается парниковый эффект? Какова степень потепления? Каковы возможные последствия потепления? 3

14. В чем суть биосоциальной адаптации человека к природной среде обитания? 6

24. Перечислите основные абиотические факторы. Сформулируйте закон оптимума. 8

Расчетные задания 12

Задача 1 12

Задача 2 13

Задача 3 18

Список литературы 23

Вопросы

4. В чем заключается парниковый эффект? Какова степень потепления? Каковы возможные последствия потепления?

Деформация окружающей среды чаще и прежде всего обосновывается увеличением концентраций микрокомпонентов (следовых или малых) газов. Темпы ежегодного прироста малых газов составляют:

• диоксида углерода - 0,5 %;

• метана - 0,9 %;

• оксидов азота - 0,25 %;

• хлор- и хлорфторуглеродов – 4 %.

Источники малых газов бывают как природные, так и антропогенные. Источники диоксида углерода – биота и сжигание ископаемого топлива. Выделение метана происходит в результате сельскохозяйственной деятельности (животноводство, выращивание риса), а также при нарушении естественного метанового фильтра (из бактерий). Галогенуглеводороды имеют исключительно антропогенное происхождение.

Разработано большое количество различных сценариев последствий этих явлений. Наибольшее распространение получила концепция глобального потепления Земли вследствие так называемого парникового эффекта.

Парниковый эффект - это увеличение количества тепловой энергии Солнца, удерживаемой у земной поверхности. Понятие парникового эффекта сформулировано в 1863 г. Тиндаллом. В 1886 г. Аррениус показал, что углекислый газ (диоксид углерода), составляющий ничтожную часть атмосферы (около 0,03%), повышает температуру у поверхности Земли на 5-6° в сравнении с тем, если бы этот газ отсутствовал. В 1938 г. Каллендер впервые высказал предположение о возможности влияния антропогенных выбросов углекислого газа на климат.

Впоследствии на моделях показали, что при удвоении концентрации диоксида углерода возможно глобальное потепление климата на 2-4°, а в полярной области Северного полушария - на 6-8°. Среднеглобальный тренд потепления в период с 1860 по 1992 г. составил 0,3-0,6°. В 70-е годы XX в. было доказано, что некоторые другие газы, содержащиеся в атмосфере в еще меньших количествах, чем диоксид углерода, дают ощутимый парниковый эффект. Поэтому проблема глобального потепления служит в настоящее время предметом обсуждений на специальных научных конференциях и входит в сферу мировой политики.

Диоксид углерода - естественный компонент атмосферы, содержащийся в небольшой концентрации. В пробе обычного воздуха при нормальных условиях присутствует примерно 0,03 масс.% СО₂. СО₂ не ядовит и не относится к токсикантам. Растения используют СО₂ в процессе фотосинтеза, выделяя кислород. Большинство животных потребляют кислород при дыхании. При дыхании же они выделяют СО₂ как конечный продукт обмена. СО₂ не только потребляется при фотосинтезе, но и растворяется в Мировом океане. Угольная кислота реагирует с соединениями кальция и магния, попадающими в воду вследствие выветривания пород, с образованием карбонатов. Карбонаты, выпадая в осадок, удаляются из воды, что делает возможным дальнейшее растворение СО₂ в воде. Итак, существуют два механизма для удаления диоксида углерода из атмосферы:

1. поглощение и усвоение зелеными растениями в процессе фотосинтеза;

2. растворение в океане с последующим осаждением из воды.

Иллюстративно процесс парникового эффекта можно описать так: например, автомобиль, когда он стоит на солнце с закрытыми окнами, нагревается. Причина этого в том, что солнечный свет (световая энергия) проникает сквозь окна и поглощается сидениями и другими предметами в салоне. При этом световая энергия переходит в тепловую, предметы нагреваются и выделяют тепло в виде инфракрасного или теплового излучения. В отличие от света оно не проникает сквозь стекла наружу, т.е. улавливается внутри автомобиля. За счет этого повышается температура. То же происходит в парниках, откуда и произошел термин "парниковый эффект". В глобальном масштабе содержащийся в воздухе углекислый газ играет ту же роль, что и стекло. Световая энергия проникает сквозь атмосферу, поглощается поверхностью Земли, преобразуется в ее тепловую энергию и выделяется в виде инфракрасного излучения. Однако углекислый газ в отличие от других природных компонентов атмосферы его поглощает. При этом он нагревается и в свою очередь нагревает атмосферу в целом. Значит, чем больше в ней углекислого газа, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено, тем теплее она станет.

Некоторые ученые отмечают, что к настоящему времени сложился стереотип понимания парникового эффекта и его влияния на глобальный климат, который сводится к следующему: происходит постоянное и нарастающее увеличение выбросов в атмосферу парниковых газов, прежде всего диоксида углерода. Источники последнего – сжигание ископаемого топлива и производных продуктов, в первую очередь бензина в тепловых электростанциях, двигателях автомобилей и т.д.

Действительно, выбросы диоксида углерода особенно резко увеличились за последние 30—40 лет в промышленно развитых странах.

Еще более быстрыми темпами увеличились выбросы других газов, усиливающих парниковый эффект, - метана, оксидов азота, галогеноуглеводородов. По некоторым оценкам, в последние годы парниковый эффект увеличился на 15-20%. Только в 1998 г. вследствие продолжающегося уничтожения тропических лесов в атмосферу попало 5,5 млрд. т углерода. Если такая нагрузка будет сохраняться, то с 2010 г. в атмосферу будет ежегодно поступать не менее 10 млрд. т углерода.