Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Углеродный цикл и изменения климата

тственно
уменьшается скорость окисления и значительные количества органического
углерода захороняются в осадках. Области с бескислородными условиями
увеличиваются вследствие загрязнения прибрежных вод, и в последние годы,
вероятно, количество легко окисляемого органического вещества также
увеличилось. Выше лизокнина океанические воды пересыщены по отношению к
[pic], уровень лизокнина в Атлантическом океане расположен на глубине 4000
м, а в Тихом - всего лишь на глубине 1000 м. Над лизокнином не происходит
сколько-нибудь заметного растворения [pic], в то время как на больших
глубинах его растворение приводит к уменьшению выпадения в осадок, а ниже
глубины карбонатной компенсации осаждения [pic] не происходит совсем. Так
как толщина верхнего осадочного слоя, в котором происходит перемешивание
осадков организмами, живущими на дне океана (биотурбация), составляет
примерно 10 см, значительное количество углерода ([pic] г) в форме [pic]
медленно обменивается с неорганическим углеродом морской воды, главным
образом на глубине лизокнина.
      Содержание изотопа [pic] в океанических осадках довольно быстро
убывает с глубиной, что даёт возможность определить скорость
осадконакопления (она значительно изменялась со времени последнего
оледенения). Тем не менее полное содержание [pic] в осадках мало по
сравнению с его содержанием в атмосфере, биосфере и океанах.



                        Процессы переноса в океанах.

      Вследствие буферных свойств карбонатной системы, изменение
концентрации [pic] растворённого суммарного неорганического углерода в
морской воде, необходимое для достижения состояния равновесия с
возрастающей концентрацией атмосферного углекислого газа, мало, и
равновесное состояние между атмосферным и растворённым в поверхностных
водах [pic] устанавливается быстро. Роль океана в глобальном углеродном
цикле определяется главным образом скоростью обмена вод в океане.
      Поверхностные слои океана довольно хорошо перемешаны вплоть до
верхней границы термоклина, т.е. до глубины около 75 м в области широт
примерно 45[pic]с. - 45[pic]ю. В более высоких широтах зимнее охлаждение
вод приводит к перемешиванию до значительно больших глубин, а в
ограниченных областях и в течение коротких интервалов времени перемешивание
вод распространяется до дна океанов (как, например, в Гренландском море и
море Уэдделла). Кроме того, из областей основных течений в широтном поясе
45-55[pic] (Гольфстрим в Северной Атлантике, Куросио в северной части
Тихого океана и Антарктическое циркумполярное течение) происходит
крупномасштабный перенос холодных поверхностных вод в область главного
термоклина (глубина 100-1000 м). В слое термоклина происходит также
вертикальное перемешивание. Оба процесса играют важную роль при переносе
углерода в океане.
      Между углекислым газом в атмосфере и растворённым неорганическим
углеродом в поверхностных слоях морской воды равновесие устанавливается
примерно в течение года (если пренебречь сезонными изменениями).
Растворённый неорганический углерод переносится вместе с водными массами из
поверхностных вод в глубинные слои океана. При движении водной массы его
содержание обычно возрастает за счёт поступления углекислого газа при
разложении и растворении детрита, опускающегося из поверхностного слоя
океана. Возникающее в результате увеличение содержания суммарного
растворённого неорганического углерода можно вычислить, принимая во
внимание сопутствующий рост содержания питательных веществ и щёлочности.
Однако, таким способом нельзя достаточно точно определить значения
концентрации [pic] для времени, когда происходило образование глубинных
вод. Как было отмечено ранее, стационарное распределение [pic] в океанах
обеспечивает примерный баланс между переносом, направленным в глубину
(поток детрита), и переносом, направленным к поверхности (перемешивание и
апвеллинг из глубоких слоёв с большими концентрациями [pic]). При
поглощении антропогенного [pic] океаном поток растворённого неорганического
углерода из глубинных слоёв к поверхностным уменьшается из-за повышения
концентрации [pic] в поверхностных слоях океана, но при этом направленный
вниз поток детрита остаётся неизменным. Справедливость этого предположения
подтверждает тот факт, что первичная продуктивность в поверхностном слое
океана обычно лимитируется наличием питательных веществ. Однако питательные
вещества не являются лимитирующим фактором для продуктивности в основных
зонах апвеллинга, расположенных в южной части Антарктического
циркумполярного течения в широтном поясе 55-60[pic] ю.ш. Это обстоятельство
указыавет на то, что имеются другие факторы, лимитирующие рост
фитопланктона в таких широтах: например, приходящая радиация, определяющая
распространение границ морского льда в северные широты весной и ранним
летом южном полушарии. При других климатических режимах факторы,
лимитирующие продуктивность, могут быть совершенно иными. Соответственно
может изменяться и глобальный углеродный цикл.
      Авторы статьи, использованной в качестве основы для написания данной
работы, проанализировали некоторые из этих возможных факторов и показали,
что при определённых условиях в поверхностных слоях океана могут
наблюдаться более низкие значения концентраций растворённого
неорганического углерода по сравнению с современными, соответственно
концентрации атмосферного [pic] будут также другими. Эту углеродного цикла
в океане можно отметить как возможный механизм увеличения направленного
вниз потока углерода в случае, если бы потепление в высоких широтах вызвало
уменьшение площади морского ледяного покрова. Это механизм отрицательной
обратной связи между углеродным циклом и климатической системой, т.е.
повышение температуры в атмосфере должно привести к увеличению поглощения
[pic] океаном и уменьшению скорости роста [pic] в атмосфере.
      При оценках возможных значений концентраций атмосферного [pic] в
будущем обычно считают, что общая циркуляция океанов не будет изменятся.
Однако несомненно, что в прошлом она менялась. Если потепление, вызванное
ростом концентрации [pic] в атмосфере, будет значительным, то, вероятно,
произойдёт какое-то изменение циркуляции океана. В частности, может
уменьшиться интенсивность образования холодных глубинных вод, что в свою
очередь может привести к уменьшению поглощения антропогенного [pic]
океаном.
      Изменение круговорота углерода могло бы произойти также при
увеличении суммарного количества питательных веществ в океане. Если наличие
питательных веществ в поверхностных слоях по-прежнему будет основным
фактором, лимитирующим фотосинтез, их концентрации в этих слоях должны быть
очень низкими. Следовательно, должен увеличится вертикальный градиент
концентрации питательных веществ между обеднёнными этими веществами
поверхностными водами и глубинными слоями. В этом случае за счёт
вертикального перемешивания в океане в поверхностные слои будет
переноситься больше питательных веществ, что приведёт к росту интенсивности
фотосинтеза, и, следовательно, увеличению потока детрита в глубинные слои
океана. Вертикальный градиент концентрации [pic] также возрастёт, а
поверхностные значения [pic] и парциальное давление [pic] при этом
уменьшатся.
      Брокер проанализировал возможные механизмы, которые могли бы играть
существенную роль при переходе от ледниковья к межледниковью, особенно
подчеркнув роль фосфатов. Действие этих механизмов могло бы объяснить
довольно низкие концентрации углекислого газа в атмосфере, которые имели
место в конце ледниковой эпохи, и высокие концентрации [pic] в атмосфере в
более тёплый период времени. Показано, что сложные вторичные механизмы
могут вносить свой вклад в возможные изменения концентрации атмосферного
[pic] в течение ближайших  100 лет, помимо непосредственного воздействия
антропогенных выбросов [pic].
      Как углерод, так и фосфор поступают в океан с речным стоком. Поток
углерода составляет около [pic]г С/год но может увеличится из-за
интенсификации сельскохозяйственной деятельности и лесопользования.
Поскольку циклы углерода и фосфора взаимосвязаны, полезно оценить рост
потребления фосфора в качестве удобрений в сельском хозяйстве и
промышленности. Годовая добыча фосфора в 1972 году составляла [pic] г. И в
дальнейшем значительно возросла. В водные системы (озёра, реки, моря)
поступает не более 50% фосфора, а возможно, и значительно меньше, так как
часть фосфора, использованного в качестве удобрений на полях и в лесах,
остаётся в почвах.
      Для грубой оценки возможного роста первичной продуктивности в водных
системах можно считать, что в процессе фотосинтеза используется 20-50 %
имеющегося количества фосфатов и что образованное таким образом
органическое вещество становится частью углеродного цикла в океане или
захороняется в отложениях. Такое изменение продуктивности приведёт к
удалению из атмосферы и поверхностных слоёв водных систем [pic] г. С/год.
Это количество соответствует 2-6 % годового выброса углерода в атмосферу за
счёт сжигания ископаемого топлива в 1972 году, поэтому данный процесс
нельзя не учитывать при построении моделей изменения глобального климата.



                       Углерод в континентальной биоте
                                 и в почвах.

                         Углерод в биоте и первичная
                               продуктивность.

      В течение последних 20 лет были предприняты многочисленные попытки
определения запасов углерода в континентальной растительности и
характеристик его годового круговорота: общей первичной продуктивности,
дыхания и образования детрита. Оценка, характеризующая состояние
континентальной биомассы на 1950 год без учёта сухостоя, равна [pic] г С. В
более поздних работах, основанных на большем количестве данных,
указывается, что эта оценка содержания углерода в живом веществе биомассы
скорее всего завышена. В двух исследованиях, выполненных Дювинье и др., а
также Олсоном и 
12345
скачать работу

Углеродный цикл и изменения климата

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ