Влияние углекислого газа
о 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.
| |  скачать работу |
Влияние углекислого газа |
