БОЛЬШАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА  
рефераты
Добро пожаловать на сайт Большой Научной Библиотеки! рефераты
рефераты
Меню
Главная
Налоги
Начертательная геометрия
Оккультизм и уфология
Педагогика
Полиграфия
Политология
Право
Предпринимательство
Программирование и комп-ры
Радиоэлектроника
Региональная экономика
Режущий инструмент
Реклама и PR
Ресторанно-гостиничный бизнес бытовое обслуживан
Римское право
Русский язык культура речи
РЦБ ценные бумаги
САПР
Сексология
Семейное право
Социология
Страховое право
Строительство архитектура
Таможенное право
Теория государства и права
Технология
Таможенная система
Транспорт
Физика и энергетика
Философия
Финансы деньги и налоги
Физкультура и спорт
Фотография
Химия
Хозяйственное право
Цифровые устройства
Экологическое право
Экология
Экономика
Экономико-математическое моделирование
Экономическая география
Экономическая теория
Эргономика
Этика и эстетика
Сочинения по литературе и русскому языку
Рефераты по теории государства и права
Рефераты по теории организации
Рефераты по теплотехнике
Рефераты по товароведению
Рефераты по трудовому праву
Рефераты по туризму
Рефераты по уголовному праву и процессу
Рефераты по управлению
Рефераты по менеджменту
Рефераты по металлургии
Рефераты по муниципальному праву
Биографии
Рефераты по психологии
Рефераты по риторике
Рефераты по статистике
Рефераты по страхованию
Рефераты по схемотехнике
Рефераты по науке и технике
Рефераты по кулинарии
Рефераты по культурологии
Рефераты по зарубежной литературе
Рефераты по логике
Рефераты по логистике
Рефераты по маркетингу
Рефераты по международному публичному праву
Рефераты по международному частному праву
Рефераты по международным отношениям
Рефераты по культуре и искусству
Рефераты по кредитованию
Рефераты по естествознанию
Рефераты по истории техники
Рефераты по журналистике
Рефераты по зоологии
Рефераты по инвестициям
Рефераты по информатике
Исторические личности
Рефераты по кибернетике
Рефераты по коммуникации и связи
Рефераты по косметологии
Рефераты по криминалистике
Рефераты по криминологии
Новые или неперечисленные
Без категории

Влияние углекислого газа

Влияние углекислого газа

Содержание.

1 Человек и климат.

2 Введение.

Взаимосвязь между энергопотреблением, экономической

деятельностью и поступлением [pic] в атмосферу.

Потребление энергии и выбросы углекислого газа.

3 Углерод в природе.

Основные химические соединения и реакции.

Изотопы углерода.

4 Углерод в атмосфере.

Атмосферный углекислый газ.

Углерод в почве.

5 Прогнозы концентрации углекислого газа в атмосфере на будущее.

Основные выводы.

6 Список литературы.

Введение.

Деятельность человека достигла уже такого уровня развития, при

котором её влияние на природу приобретает глобальный характер. Природные

системы - атмосфера, суша, океан, - а также жизнь на планете в целом

подвергаются этим воздействиям. Известно, что на протяжении последнего

столетия увеличивалось содержание в атмосфере некоторых газовых

составляющих, таких, как двуокись углерода ([pic]), закись азота ([pic]),

метан ([pic]) и тропосферный озон ([pic]). Дополнительно в атмосферу

поступали и другие газы, не являющиеся естественными компонентами

глобальной экосистемы. Главные из них - фторхлоруглеводороды. Эти газовые

примеси поглощают и излучают радиацию и поэтому способны влиять на климат

Земли. Все эти газы в совокупности можно назвать парниковыми.

Представление о том, что климат мог меняться в результате выброса в

атмосферы двуокиси углерода, появилось не сейчас. Аррениус указал на то,

что сжигание ископаемого топлива могло привести к увеличению концентрации

атмосферного [pic] и тем самым изменить радиационный баланс Земли. В

настоящие время мы приблизительно известно, какое количество [pic]

поступило в атмосферу за счёт сжигания ископаемого топлива и изменений в

использовании земель (сведения лесов и расширения сельскохозяйственных

площадей), и можно связать наблюдаемое увеличение концентрации атмосферного

[pic] с деятельностью человека.

Механизм воздействия [pic] на климат заключается в так называемом

парниковом эффекте. В то время как для солнечной коротковолновой радиации

[pic] прозрачен, уходящую от земной поверхности длинноволновую радиацию

этот газ поглощает и излучает поглощённую энергию по всем направлениям.

Вследствие этого эффекта увеличение концентрации атмосферного [pic]

приводит к нагреву поверхности Земли и нижней атмосферы. Продолжающийся

рост концентрации [pic] в атмосфере может привести к изменению глобального

климата, поэтому прогноз будущих концентраций углекислого газа является

важной задачей.

Поступление углекислого газа в атмосферу

в результате промышленных

выбросов.

Основным антропогенным источником выбросов [pic] является сжигание

всевозможных видов углеродосодержащего топлива. В настоящее время

экономическое развитие обычно связывается с ростом индустриализации.

Исторически сложилось, что подъём экономики зависит от наличия доступных

источников энергии и количества сжигаемого ископаемого топлива. Данные о

развитии экономики и энергетики для большинства стран за период 1860-1973

гг. Свидетельствуют не только об экономическом росте, но и о росте

энергопотребления. Тем не менее одно не является следствием другого.

Начиная с 1973 года во многих странах отмечается снижение удельных

энергозатрат при росте реальных цен на энергию. Недавнее исследование

промышленного использования энергии в США показало, что начиная с 1920 года

отношение затрат первичной энергии к экономическому эквиваленту

производимых товаров постоянно уменьшалось. Более эффективное использование

энергии достигается в результате совершенствования промышленной технологии,

транспортных средств и проектирования зданий. Кроме того, в ряде

промышленно развитых стран произошли сдвиги в структуре экономики,

выразившиеся в переходе от развития сырьевой и перерабатывающей

промышленности к расширению отраслей, производящих конечный продукт.

Минимальный уровень потребления энергии на душу населения,

необходимый в настоящее время для удовлетворения нужд медицины, образования

и рекреации, значительно меняется от региона к региону и от страны к

стране. Во многих развивающихся странах значительный рост потребления

высококачественных видов топлива на душу населения является существенным

фактором для достижения более высокого уровня жизни. Сейчас представляется

вероятным, что продолжение экономического роста и достижение желаемого

уровня жизни не связаны с уровнем энергопотребления на душу населения,

однако этот процесс ещё недостаточно изучен.

Можно предположить, что до достижения середины следующего столетия

экономика большинства стран сумеет приспособиться к повышенным ценам на

энергию, уменьшая потребности в рабочей силе и в других видах ресурсов, а

также увеличивая скорость обработки и передачи информации или, возможно,

изменяя структуру экономического баланса между производством товаров и

предоставлением услуг. Таким образом, от выбора стратегии развития

энергетики с той или иной долей использования угля или ядерного топлива в

энергетической системе будет непосредственно зависеть скорость промышленных

выбросов [pic].

Потребление энергии и выбросы

углекислого газа.

Энергия не производится ради самого производства энергии. В

промышленно развитых странах основная часть вырабатываемой энергии

приходится на промышленность, транспорт, обогрев и охлаждение зданий. Во

многих недавно выполненных исследованиях показано, что современный уровень

потребления энергии в промышленно развитых станах может быть существенно

снижен за счёт применения энергосберегающих технологий. Было рассчитано,

что если бы США перешли, при производстве товаров широкого потребления и в

сфере услуг, на наименее энергоёмкие технологии при том же объёме

производства, то количество поступающего в атмосферу [pic] уменьшилось бы

на 25%. Результирующее уменьшение выбросов [pic] в целом по земному шару

при этом составило бы 7%. Подобный эффект имел бы место и в других

промышленно развитых странах. Дальнейшего снижения скорости поступления

[pic] в атмосферу можно достичь путём изменения структуры экономики в

результате внедрения более эффективных методов производства товаров и

усовершенствований в сфере предоставления услуг населению.

Углерод в природе.

Среди множества химических элементов, без которых невозможно

существование жизни на Земле, углерод является главным. Химические

превращения органических веществ связаны со способностью атома углерода

образовывать длинные ковалентные цепи и кольца. Биогеохимический цикл

углерода, естественно, очень сложный, так как он включает не только

функционирование всех форм жизни на Земле, но и перенос неорганических

веществ как между различными резервуарами углерода, так и внутри них.

Основными резервуарами углерода являются атмосфера, континентальная

биомасса, включая почвы, гидросферу с морской биотой и литосферой. 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. По этой причине следует ограничиться анализом

взаимодействий в пределах этой системы, включая почвы.

Основные химические соединения и реакции.

Известно более миллиона углеродных соединений, тысячи из которых

участвуют 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, примерами таких

соединений могут служить [pic] и [pic]. Более 99% углерода в атмосфере

содержится в виде углекислого газа. Около 97% углерода в океанах существует

в растворённой форме ([pic]), а в литосфере - в виде минералов. Примером

состояния окисления +II является малая газовая составляющая атмосферы

[pic], которая довольно быстро окисляется до [pic]. 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.

Некоторые газообразные соединения, содержащие недоокисленный углерод [pic],

в частности метан, поступают в атмосферу при восстановлении веществ,

происходящем в анаэробных процессах. Хотя при бактериальном разложении

образуется несколько различных газообразных соединений, они быстро

окисляются, и можно считать, что в систему поступает [pic]. Исключением

является метан, поскольку он также влияет на парниковый эффект. В океанах

содержится значительное количество растворённых соединений органического

углерода, процессы окисления которых до [pic] известны ещё недостаточно

хорошо.

Изотопы углерода.

В природе известно семь изотопов углерода, из которых существенную

роль играют три. Два из них - [pic] и [pic] - являются стабильными, а один

- [pic] - радиоактивным с периодом полураспада 5730 лет. Необходимость

изучения различных изотопов углерода обусловлена тем, что скорости переноса

соединений углерода и условия равновесия в химических реакциях зависят от

того, какие изотопы углерода содержат эти соединения. По этой причине в

природе наблюдается различное распределение стабильных изотопов углерода.

Распределение же изотопа [pic], с одной стороны, зависит от его образования

в ядерных реакциях с участием нейтронов и атомов азота в атмосфере, а с

другой - от радиоактивного распада.

Углерод в атмосфере.

Тщательные измерения содержания атмосферного [pic] были начаты в 1957

году Киллингом в обсерватории Мауна-Лоа. Регулярные измерения содержания

атмосферного [pic] проводятся также на ряде других станций. Из анализа

наблюдений можно заключить, что годовой ход концентрации [pic] обусловлен в

основном сезонными изменениями цикла фотосинтеза и деструкции растений на

суше; на него также влияет, хотя и меньшей степени, годовой ход температуры

поверхности океана, от которого зависит растворимость [pic] в морской воде.

Третьим, и, вероятно, наименее важным фактором является годовой ход

интенсивности фотосинтеза в океане. Среднее за каждый данный год содержание

[pic] в атмосфере несколько выше в северном полушарии, поскольку источники

антропогенного поступления [pic] расположены преимущественно в северном

полушарии. Кроме того, наблюдаются небольшие межгодовые изменения

содержания [pic], которые, вероятно, определяются особенностями общей

циркуляции атмосферы. Из имеющихся данных по изменению концентрации [pic] в

атмосфере основное значение имеют данные о наблюдаемом в течение последних

25 лет регулярном росте содержания атмосферного [pic]. Более ранние

измерения содержания атмосферного углекислого газа (начиная с середины

прошлого века) были, как правило, недостаточно полны. Образцы воздуха

отбирались без необходимой тщательности и не производилась оценка

погрешности результатов. 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 [pic] для 50-х годов

хорошо согласуются с данными обсерватории Мауна-Лоа. Концентрация [pic] в

течение 1750-1800 годов оказалась близкой к значению 280 млн.[pic], после

чего она стала медленно расти и к 1984 году составляла 343[pic]1 млн.[pic].

Углерод в почве.

По разным оценкам, суммарное содержание углерода составляет около

[pic] г С. Главная неопределённость существующих оценок обусловлена

недостаточной полнотой сведений о площадях и содержании углерода в

торфяниках планеты.

Более медленный процесс разложения углерода в почвах холодных

климатических зон приводит к большей концентрации углерода почв (на единицу

поверхности) в бореальных лесах и травянистых сообществах средних широт по

сравнению с тропическими экосистемами. Однако только небольшое количество

(несколько процентов или даже меньше) детрита, поступающего ежегодно в

резервуар почв, остаётся в них в течение длительного времени. Большая часть

мёртвого органического вещества окисляется до [pic] за несколько лет. В

чернозёмах около 98% углерода подстилки характеризуется временем оборота

около 5 месяцев, а 2% углерода подстилки остаются в почве в среднем в

течение 500-1000 лет. Эта характерная черта почвообразовательного процесса

проявляется также в том, что возраст почв в средних широтах, определяемый

радиоизотопным методом, составляет от нескольких сотен до тысячи лет и

более. Однако скорость разложения органического вещества при трансформации

земель, занятых естественной растительностью, в сельскохозяйственные угодья

совершенно другая. Например, высказывается мнение, что 50% органического

углерода в почвах, используемых в сельском хозяйстве Северной Америки,

могло быть потеряно вследствие окисления, так как эти почвы начали

эксплуатироваться до начала прошлого века или в самом его начале.

Изменения содержания углерода в

континентальных экосистемах.

За последние 200 лет произошли значительные изменения в

континентальных экосистемах в результате возрастающего антропогенного

воздействия. Когда земли, занятые лесами и травянистыми сообществами,

превращаются в сельскохозяйственные угодья, органическое вещество, т.е.

живое вещество растений и мёртвое органическое вещество почв, окисляется и

поступает в атмосферу в форме [pic]. Какое-то количество элементарного

углерода может также захораниваться в почве в виде древесного угля (как

продукт, оставшийся от сжигания леса) и, таким образом, изыматься из

быстрого оборота в углеродном цикле. Содержание углерода в различных

компонентах экосистем изменяется, поскольку восстановление и деструкция

органического вещества зависят от географической широты и типа

растительности.

Были проведены многочисленные исследования, имевшие своей целью

разрешить существующую неопределённость в оценке изменений запасов углерода

в континентальных экосистемах. Основываясь на данных этих исследований,

можно прийти к выводу о том, что поступление [pic] в атмосферу с 1860 по

1980 год составило [pic] г. С и что в 1980 году биотический выброс углерода

был равен [pic] г. С/год. Кроме того, возможно влияние возрастающих

атмосферных концентраций [pic] и выбросов загрязняющих веществ, таких, как

[pic] и [pic], на интенсивность фотосинтеза и деструкции органического

вещества континентальных экосистем. По-видимому, интенсивность фотосинтеза

растёт с увеличением концентрации [pic] в атмосфере. Наиболее вероятно, что

этот рост характерен для сельскохозяйственных культур, а в естественных

континентальных экосистемах повышение эффективности использования воды

могло бы привести к ускорению образования органического вещества.

Прогнозы концентрации углекислого

газа в атмосфере на будущее.

Основные выводы.

За последние десятилетия было создано большое количество моделей

глобального углеродного цикла, рассматривать которые в данной работе не

представляется целесообразным из-за того, что они в достаточной мере сложны

и объёмны. Рассмотрим лишь кратко основные их выводы. Различные сценарии,

использованные для прогноза содержания [pic] в атмосфере в будущем, дали

сходные результаты. Ниже приведёна попытка подвести общий итог наших

сегодняшних знаний и предположений, касающихся проблемы антропогенного

изменения концентрации [pic] в атмосфере.

. С 1860 по 1984 год в атмосферу поступило [pic] г. За счёт сжигания

ископаемого топлива, скорость выброса [pic] в настоящее время (по

данным на 1984 год) равна [pic] г. С/год.

. В течение этого же периода времени поступление [pic] в атмосферу за

вырубки лесов и изменения характера землепользования составило [pic]

г. С, интенсивность этого поступления в настоящее время равна [pic]

г. С/год.

. С середины прошлого века концентрация [pic] в атмосфере увеличилась

от [pic] до [pic] млн.[pic] в 1984 году.

. Основные характеристики глобального углеродного цикла хорошо

изучены. Стало возможным создание количественных моделей, которые

могут быть положены в основу прогнозов роста концентрации [pic] в

атмосфере при использовании определённых сценариев выброса.

. Неопределённости прогнозов вероятных изменений концентрации [pic] в

будущем, получаемых на основе сценариев выбросов, значительно меньше

значительно меньше неопределённостей самих сценариев выбросов.

. Если интенсивность выбросов [pic] в атмосферу в течение ближайших

четырёх десятилетий останется постоянной или будет возрастать очень

медленно (не более 0,5% в год) и в более отдалённом будущем также

будет расти очень медленно, то к концу XXI века концентрация

атмосферного [pic] составит около 440 млн.[pic], т.е. не более, чем

на 60% превысит доиндустриальный уровень.

. Если интенсивность выбросов [pic] в течение ближайших четырёх

десятилетий будет возрастать в среднем на 1-2 % в год, т.е. также,

как она возрастала с 1973 года до настоящего времени, а в более

отдалённом будущем темпы её роста замедлятся, то удвоение содержания

[pic] в атмосфере по сравнению с доиндустриальным уровнем произойдёт

к концу XXI века.





17.06.2012
Большое обновление Большой Научной Библиотеки  рефераты
12.06.2012
Конкурс в самом разгаре не пропустите Новости  рефераты
08.06.2012
Мы проводим опрос, а также небольшой конкурс  рефераты
05.06.2012
Сена дизайна и структуры сайта научной библиотеки  рефераты
04.06.2012
Переезд на новый хостинг  рефераты
30.05.2012
Работа над улучшением структуры сайта научной библиотеки  рефераты
27.05.2012
Работа над новым дизайном сайта библиотеки  рефераты

рефераты
©2011