Маълумот

1.1: Атмосфера ва танзими иқлим - Биология

1.1: Атмосфера ва танзими иқлим - Биология


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ҳаёт дар рӯи замин дар танзими хосиятҳои физикӣ, химиявӣ ва геологии замин, аз таъсир ба таркиби химиявии атмосфера то тағир додани иқлим нақши муҳим мебозад.

Тақрибан 3,5 миллиард сол пеш, шаклҳои аввали ҳаёт (асосан цианобактерияҳо) тавассути фотосинтез атмосфераи оксигендорро ба вуҷуд оварда, гази карбонро аз атмосфера гирифта, оксигенро озод карданд (Schopf 1983; Van Valen 1971). Бо мурури замон, ин организмҳо таркиби атмосфераро тағир дода, сатҳи оксигенро зиёд карданд ва барои организмҳое, ки оксигенро ҳамчун манбаи энергия (нафасгирии аэробӣ) истифода мебаранд, роҳ кушоданд, ки атмосфераи шабеҳеро, ки имрӯз мавҷуд аст, ташкил медиҳанд.

Давраи карбон дар сайёра байни замин, атмосфера ва уқёнусҳо тавассути омезиши равандҳои физикӣ, химиявӣ, геологӣ ва биологӣ (IPCC 2001). Яке аз роҳҳои асосии таъсиррасонии гуногунии биологӣ ба таркиби атмосфераи замин тавассути нақши он дар гардиши карбон дар уқёнусҳо, бузургтарин обанбори карбон дар сайёра мебошад (Грубер ва Сармиенто, дар матбуот). Дар навбати худ, таркиби атмосфераи карбон ба иқлим таъсир мерасонад. Фитопланктон (ё растаниҳои микроскопии баҳрӣ) дар танзими химияи атмосфера тавассути табдил додани гази карбон ба моддаҳои органикӣ ҳангоми фотосинтез нақши марказӣ мебозад. Ин моддаҳои органикии пур аз карбон мустақиман ё бавосита (пас аз истеъмоли он) дар уқёнуси чуқур ҷойгир мешаванд, ки дар он ҷо садҳо ва ҳатто ҳазорҳо сол боқӣ монда, ҳамчун обанбори асосии карбон дар сайёра амал мекунанд. Илова бар ин, карбон инчунин тавассути раванди дигари биологӣ ба уқёнуси амиқ мерасад -- ташаккули карбонати калсий, ҷузъи асосии садафҳо дар ду гурӯҳи организмҳои баҳрӣ кокколитофоридҳо (фитопланктон) ва фораминифера (организми якҳуҷайраи пӯстдор, ки фаровон аст). дар бисёр муҳитҳои баҳрӣ). Вақте ки ин организмҳо мемиранд, садафҳои онҳо ба поён меафтанд ё дар сутуни об об мешаванд. Ин ҳаракати карбон тавассути уқёнусҳо карбонҳои зиёдатиро аз атмосфера хориҷ мекунад ва иқлими заминро танзим мекунад.

Дар асри гузашта одамон тарки-би атмосфераро тагьир дода, микдори зиёди гази карбонро ба вучУД бароварданд. Гумон меравад, ки ин дуоксиди карбон дар баробари дигар газҳои "гармхонаӣ" атмосфераи моро гарм карда, иқлими ҷаҳонро тағйир дода, ба "гармшавии глобалӣ" оварда мерасонад. Дар бораи он, ки равандҳои табиӣ, ба монанди гардиши карбон тавассути фитопланктон дар уқёнусҳо, ба ин тағирот чӣ гуна посух хоҳанд дод, баҳсҳои зиёд вуҷуд доранд. Оё ҳосилнокии фитопланктон зиёд мешавад ва ба ин васила карбонҳои изофиро аз атмосфера ҷабб мекунад? Тадқиқотҳои ахир нишон медиҳанд, ки равандҳои табиӣ метавонад суръати афзоиши гази карбонатро дар атмосфера суст кунад, аммо шубҳаовар аст, ки ё уқёнусҳои замин ё ҷангалҳои он метавонанд тамоми карбонҳои изофиро, ки аз фаъолияти инсон хориҷ мешаванд, бирӯянд (Фалковски ва дигарон, 2000). .


1.1: Атмосфера ва танзими иқлим - Биология

Дар тӯли таърихи тӯлонии худ, Замин борҳо гарм ва хунук мешуд. Иқлим вақте тағйир ёфт, ки сайёра аз сабаби тағирёбии нозук дар мадори худ, бо тағирёбии атмосфера ё сатҳи он ё тағирёбии энергияи Офтоб камтар ё камтар нури офтоб гирифт. Аммо дар асри гузашта як қувваи дигар ба иқлими Замин таъсир расонд: инсоният.

(Аксҳои астронавти NASA ISS022-E-6674.)

Гармшавии глобалӣ чист?

Гармшавии глобалӣ афзоиши ғайриоддӣ дар ҳарорати миёнаи сатҳи Замин дар тӯли садаи гузашта аст, пеш аз ҳама аз ҳисоби газҳои гулхонаӣ, ки аз ҷониби одамон сӯзишвории истихроҷшаванда хориҷ мешаванд.

Гармшавии имрӯза бо тағирёбии иқлими гузашта чӣ гуна муқоиса мекунад?

Замин дар гузашта бидуни кумаки инсоният тағйироти иқлимро аз сар гузаронида буд. Аммо гармшавии ҳозираи иқлим назар ба ҳодисаҳои гармшавии қаблӣ хеле зудтар ба амал меояд.

Чаро олимон фикр мекунанд, ки гармшавии ҳозира табиӣ нест?

Дар таърихи Замин пеш аз Инқилоби саноатӣ, иқлими Замин аз сабаби сабабҳои табиие, ки ба фаъолияти инсон алоқаманд нестанд, тағйир ёфт. Ин сабабҳои табиӣ имрӯз ҳам дар бозӣ ҳастанд, аммо таъсири онҳо хеле хурд аст ё барои шарҳ додани гармшавии босуръати даҳсолаҳои охир хеле суст ба амал меоянд.

Замин боз чӣ қадар гарм мешавад?

Моделҳо пешгӯӣ мекунанд, ки бо истеъмоли бештари сӯзишвории истихроҷи ҷаҳон консентратсияи газҳои гулхонаӣ афзоиш хоҳад ёфт ва ҳарорати миёнаи сатҳи Замин бо онҳо боло меравад. Бар асоси сенарияҳои эҳтимолии партовҳо, ҳарорати миёнаи рӯи замин то охири асри 21 метавонад аз 2°C то 6°C боло равад. Баъзе аз ин гармшавӣ ҳатто агар коҳиши партовҳои газҳои гулхонаӣ дар оянда ба амал ояд, зеро системаи Замин ба тағйироти муҳити зист, ки мо аллакай анҷом додаем, ҳанӯз пурра мутобиқ нашудааст.

Замин ба гармшавии ҳарорат чӣ гуна ҷавоб медиҳад?

Таъсири гармшавии глобалӣ аз афзоиши ҳарорат хеле бузургтар аст. Гармшавӣ шакли боришотро тағир медиҳад, эрозияи соҳилиро зиёд мекунад, мавсими нашъунамо дар баъзе минтақаҳоро дароз мекунад, яхҳо ва пиряхҳоро об мекунад ва доираи баъзе бемориҳои сироятиро тағйир медиҳад. Баъзе аз ин тағиротҳо аллакай ба амал меоянд.

Иқтибосҳо ва манбаъҳои алоқаманд


1.1: Атмосфера ва танзими иқлим - Биология

Гуногунии биологӣ ба иқлим дар сатҳҳои маҳаллӣ, минтақавӣ ва глобалӣ таъсир мерасонад, аммо аксари моделҳои иқлимӣ гуногунии биологиро ба назар намегиранд, зеро тағирёбандаҳо ва таъсири он барои ҳисоб кардан хеле гуногун ва мураккаб мебошанд. Бо вуҷуди ин, ду таҳқиқоти охирин аҳамияти баррасии вокуниши растаниҳо ба сатҳи баланди гази карбон дар моделҳои иқлимро нишон медиҳанд, зеро мо кӯшиш мекунем, ки ояндаи иқлими худро пешгӯӣ кунем.

Аксҳо: Дэвид Даррикау

Олимони Муассисаи Илми Карнеги муайян карданд, ки таъсири мустақими гази карбон ба растаниҳо ба гармшавии глобалӣ мусоидат мекунад. Тавассути сӯрохҳое, ки дар баргҳои худ стома номида мешаванд, растаниҳо гази оксиди карбонро аз атмосфера мегиранд, ки онҳо барои фотосинтез истифода мебаранд. Сипас онҳо тавассути стомата об медиҳанд, ки дар ҷараёни бухоршавӣ номида мешавад, ки растаниро хунук мекунад, ҳамон тавре ки арақ одамонро хунук мекунад. Бухоршавӣ инчунин ҳавои атрофро хунук мекунад - як дарахт дар рӯзи гарм метавонад то даҳ галлон обро гузаронад. Аммо вақте ки сатҳи гази карбон зиёд мешавад, стоматаҳои растаниҳо хурд мешаванд ва ба ҳаво камтар об мебароранд ва таъсири хунуккуниро коҳиш медиҳанд.

Олимони Карнеги Лонг Као ва Кен Калдейра дар модели худ сатҳи гази карбонро ду баробар зиёд карданд ва муайян карданд, ки дар саросари ҷаҳон коҳиши бухоршавӣ барои 16 фоизи гармшавии замин масъул аст, қисми боқимонда аз таъсири гармии СО2 иборат аст. Дар Амрикои Шимолӣ ва Осиё беш аз 25 дарсади гармшавӣ аз таъсири афзояндаи CO2 ба наботот вобаста буд. "Ҳеҷ шубҳае нест, ки гази карбон сардшавии бухоршавиро аз ҷониби растаниҳо коҳиш медиҳад ва ин камшавии хунуккунӣ ба гармшавии глобалӣ илова мекунад, & # 8221 гуфт Cao. “Ин таъсир ҳатто агар гази карбон гази гулхонаӣ набошад ҳам, боиси гармшавии назаррас мегардад.”

Таъсири дигари дучандшавии CO2 ин зиёдшавии ҷараёни об аз замин мебошад, зеро боришот бештар системаи бухоршавии нерӯгоҳро давр зада, мустақиман ба дарёҳо ва дарёҳо медарояд.

Тадқиқоти Карнеги дигар таъсироти зиёдшавии гази карбонро ба назар нагирифтааст, ба монанди афзоиши майдони баргҳо, тағирёбии тақсимоти растанӣ ва тағирот дар албедо (инъикоси сатҳи Замин, ки ба чӣ қадар радиатсияи офтоб таъсир мерасонад). Ин ҷанбаҳо дар модели онҳо муқаррар карда шуданд. Аммо онҳо аз таҳқиқоти қаблӣ дар бораи зиёд шудани CO2 истинод карданд, ки нишон дод, ки хунуккунӣ аз ҳисоби зиёд шудани майдони баргҳо дар замин таъсири умумии хунуккунӣ ба вуҷуд меорад ва коҳиши албедо аз ҳисоби васеъшавии ҷангалҳои сӯзанбарг боиси гармшавии замин шудааст.

"Ин натиҷаҳо воқеан нишон медиҳанд, ки чӣ гуна растаниҳо ба гази карбон вокуниш нишон медиҳанд, барои пешгӯии хуби иқлим хеле муҳим аст" гуфт Калдейра. "Аз ин рӯ, агар мо хоҳем, ки пешгӯиҳои иқлимро беҳтар кунем, мо бояд муаррифии растаниҳои заминиро дар моделҳои иқлим беҳтар кунем.

Тадқиқоти нави NASA, ки афзоиши растаниҳоро ба назар гирифт, нишон дод, ки дучанд шудани сатҳи CO2 ба таъсири хунуккунӣ оварда мерасонад. Моделе, ки Лаҳуари Бунуа аз Маркази парвозҳои кайҳонии Годдард дар Гринбелт, MD истифода кардааст, дар баррасии реаксияе, ки растаниҳо бояд CO2-ро зиёд кунанд, бо номи "танзими поён" навоварона буд. Танзими пасткунӣ равандест, ки ба растаниҳо имкон медиҳад, ки об ва маводи ғизоиро ҳангоми зиёд шудани CO2 самараноктар истифода баранд, то онҳо тавонанд сатҳи пешинаи фотосинтезро нигоҳ доранд, ки дар ниҳоят афзоиши баргҳоро афзоиш диҳад.

Афзоиши майдони баргҳо боиси бухоршавии бештар дар саросари ҷаҳон гардид ва аз ин рӯ, таъсири хунуккунӣ ба вуҷуд овард. Миқдори хунуккунӣ дар таҳқиқот дар муқоиса бо моделҳое, ки танзими пастро дар бар намегиранд, дар болои замин -0,6 дараҷа C (-1,1 F) чен шудааст.

Бонууа таъкид кард, ки хунуккунӣ барои ҷуброн кардани тамоюлҳои гармшавии пешбинишуда кофӣ набуд.

Моделҳои иқлим одатан дучандшавии СО2-ро барои тақлид кардани гармшавии глобалӣ омил мекунанд ва олимон ба таври умум розӣ ҳастанд, ки дар ин сенария ҳарорат аз 2 то 4,5 дараҷа (3,5 то 8,0 F) боло меравад. Модели Бунуа гармшавии 1,94 дараҷаро дар саросари ҷаҳон бидуни танзими паст нишон дод. Диапазони ҳарорат аз ношиносон дар бораи “фикрҳои гуногун ба вуҷуд меояд”, яъне чӣ гуна системаҳои мухталифи рӯи замин ба монанди абрҳо, афзоиши растаниҳо, партоби метан, гардиши об, альбедо ва ғайра метавонанд ба гармшавӣ вокуниш нишон диҳанд ва бо ҳамдигар ҳамкорӣ кунанд.

Бунуа ва ҳамкасбони ӯ инчунин ба он назар карданд, ки чӣ гуна афзоиши растаниҳо тавассути ҳарорати гармтар, афзоиши боришот дар баъзе минтақаҳо ва истифодаи самараноки об ва маводи ғизоӣ ҳангоми дучанд шудани СО2 дар растаниҳо ҳавасманд карда мешавад. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки дар муддати тӯлонӣ афзоиши растаниҳо аз ҳисоби баланд шудани CO2 метавонад ҳарорати ҳаворо пас аз мӯътадил шудани сатҳи CO2 коҳиш диҳад.

"Вақте ки мо дар бораи он ки ин системаҳо чӣ гуна вокуниш нишон медиҳанд, мо метавонем бештар дар бораи тағирёбии иқлим маълумот гирем," гуфт ҳаммуаллифи таҳқиқот Форрест Холл. “Ҳар сол мо беҳтар ва беҳтар мешавем.”

Моделҳои нави иқлим барои баррасии растаниҳои динамикии глобалӣ тарҳрезӣ шудаанд, ки ба намудҳои растаниҳо имкон медиҳад ба таври интерактивӣ бо иқлим иваз шаванд ва демографияи экосистема, ки чӣ гуна ҷомеаҳои растаниҳои гуногун бо мурури замон ба тағирёбии иқлим вокуниш нишон медиҳанд.


Вақти тағирот

Дар ИМА, марҳила ба марҳила аз ҷониби ҳарду ҳизби бузурги сиёсӣ дастгирӣ меёбад ва аллакай ивазкунандаи яхдонҳо ва кондитсионерҳои нав мавҷуданд. Як ивазкунандае, ки аллакай дар бисёр моделҳои яхдон мавҷуд аст, изобутан мебошад. Дар саноат бо номи R-600a маъруф аст, он арзон аст, он қариб потенсиали камшавии озон надорад ва потенсиали хурди гармшавии глобалӣ дорад (ба ҷои R-134a 1,430 се). Аллакай, истеҳсолкунандагон ба гузариш ба яхдонҳои нав шурӯъ кардаанд.

Аммо гузариш даҳсолаҳо бештар аз он ки лозим буд, гирифт. Ширкатҳои бузурги кимиёвӣ ба монанди DuPont, ки CFC истеҳсол мекунанд, то он даме, ки ширкатҳо HFC-ҳои ивазшударо омода ва патент нагиранд, бо қоидаҳои CFC мубориза бурданд ва гузориши Inside Climate News нишон медиҳад, ки онҳо барои суст кардани марҳилаи HFC низ кор кардаанд. Изобутан арзон, патентнок нест ва ба таври васеъ дастрас аст - он маъмулан ҳамчун сӯзишворӣ барои оташдонҳои лагерӣ маълум аст.

Қариб даҳ сол пеш, изобутан ва дигар яхдонҳои карбогидридӣ барои истифода дар бозор омода буданд. Дар соли 2011, Underwriters Laboratories (UL) ба яхдонҳо иҷозат дод ва EPA дере нагузашта онро пайгирӣ кард. Аммо баъдан UL маҳдудиятҳои худро коҳиш дод ва бо ишора ба хатари сӯхтор, агар яхдонҳои карбогидрид дар як ҳуҷраи хурде, ки дар он шӯълаи кушода низ мавҷуд буд, ба монанди обгармкунаки газӣ, маҳдудиятҳои худро коҳиш дод. Дигар коршиносон гуфтанд, ки тағирот беасос буд ва сенарияи хатари сӯхтор дар UL аз эҳтимол дур нест. Аммо дар соли 2017, UL боз маҳдудиятро боло бурд ва EPA пайравӣ кард. Таҷҳизотҳое, ки изобутан доранд, ба бозор ворид шуданд.

Дар ниҳоят, масъалаи сӯхтор метавонад ҳал шавад, зеро баъзе мағозаҳои хӯрокворӣ ба истифодаи гази карбон ҳамчун яхдон шурӯъ кардаанд. Гарчанде ки он дар тамоми системаи хунуккунӣ фишори баландтарро талаб мекунад, гази карбон ба қабати озон зараровар нест. Ва потенсиали гармшавии глобалии он? Як.


Далелҳо барои тағирёбии глобалии иқлим

Азбаски олимон наметавонанд ба замон баргарданд, то тағирёбандаҳои иқлимиро мустақиман чен кунанд, аз қабили ҳарорати миёна ва боришот, онҳо бояд ба ҷои ғайримустақим ҳароратро чен кунанд. Барои ин кор олимон ба далелҳои таърихии иқлими гузаштаи Замин такя мекунанд.

Яхҳои Антарктида мисоли асосии чунин далелҳо мебошанд. Ин ядроҳои яхҳо намунаҳои яхҳои қутбӣ мебошанд, ки тавассути машқҳо ба даст омадаанд, ки ба қабатҳои яхбандӣ ё пиряхҳои баланди кӯҳҳо то ҳазорҳо метр мерасанд. Намоиши ядроҳои ях монанди сайри қафо дар тӯли вақт аст, ки намуна амиқтар бошад, давраи вақт ҳамон қадар пештар аст. Дар дохили ях футурҳои ҳаво ва дигар далелҳои биологӣ ҳастанд, ки метавонанд маълумоти ҳарорат ва гази карбонро ошкор кунанд. Барои бавосита ҳисоб кардани ҳарорати Замин дар тӯли 400 000 соли охир ядроҳои яхҳои Антарктида ҷамъоварӣ ва таҳлил карда шуданд ([пайванд]а). 0 °C дар ин график ба миёнаи дарозмуддат ишора мекунад. Ҳарорате, ки аз 0 °C зиёдтар аст, аз ҳарорати миёнаи дарозмуддати Замин зиёдтар аст. Баръакс, ҳарорате, ки камтар аз 0 ° C аст, аз ҳарорати миёнаи Замин камтар аст. Ин рақам нишон медиҳад, ки давраҳои даврагии афзоиш ва пастшавии ҳарорат вуҷуд доранд.

То охири солҳои 1800-ум, Замин то 9 °C сардтар ва тақрибан 3 °C гармтар буд. Дар хотир доред, ки график дар [пайванд]б нишон медиҳад, ки консентратсияи гази карбон дар атмосфера низ дар давраҳои даврӣ зиёд ва паст шудааст, муносибати байни консентратсияи гази карбон ва ҳароратро қайд кунед. [пайванд]б нишон медиҳад, ки сатҳи оксиди карбон дар атмосфера таърихан аз 180 то 300 қисм дар як миллион (ppm) аз рӯи ҳаҷм давр мезананд.


[пайванд]а 2000 соли охирро бо тафсилоти кофӣ нишон намедиҳад, то тағироти ҳарорати Замин дар тӯли 400 000 соли охир бо тағирёбии ҳарорате, ки дар гузаштаи наздик ба амал омада буд, муқоиса карда шавад. Дар 2000 соли охир ду аномалияи муҳими ҳарорат ё номунтазам рух додааст. Инҳо аномалияи иқлими асримиёнагӣ (ё давраи гарми асрҳои миёна) ва давраи яхбандии хурд мебошанд. Аномалияи сеюми ҳарорат ба давраи саноатӣ мувофиқат мекунад. Аномалияи иқлими асримиёнагӣ дар байни солҳои 900 ва 1300 милодӣ рух дод. Дар ин давра, бисёре аз олимони иқлим бар ин назаранд, ки дар бисёре аз қисматҳои ҷаҳон шароити каме гармтар будани ҳаво ҳукмфармост, тағйироти баландтар аз ҳарорат дар байни 0,10 °C ва 0,20 °C аз меъёр зиёд буд. Гарчанде ки 0,10 °C барои ба вуҷуд овардани тағироти назаррас кофӣ калон ба назар намерасад, он баҳрҳои яхро озод кард. Аз сабаби ин гармшавӣ, Викингҳо тавонистанд Гренландияро мустамлика кунанд.

Давраи яхбандии хурд давраи сард буд, ки дар байни солҳои 1550 то 1850 милодӣ рух дод. Дар ин муддат дар Америкаи Шимолй, Европа ва эхтимол дар дигар районхои Замин хунукии андаке камтар аз 1°С мушохида карда шуд. Ин тағирёбии 1 °C дар ҳарорати ҷаҳонӣ як инҳирофоти ба назар хурд дар ҳарорат аст (чунон ки дар давраи аномалияи иқлими асримиёнагӣ мушоҳида шудааст), аммо он инчунин ба тағйироти назаррас оварда расонд. Ҳисоботи таърихӣ замони зимистонҳои бениҳоят сахт бо барф ва сардиҳои зиёдро нишон медиҳанд.

Инқилоби саноатӣ, ки тақрибан соли 1750 оғоз ёфт, бо тағирот дар қисми зиёди ҷомеаи инсонӣ тавсиф карда шуд. Муваффақиятҳо дар соҳаи кишоварзӣ таъминоти озуқаро зиёд карданд, ки ин сатҳи зиндагии мардуми Аврупо ва Иёлоти Муттаҳидаро беҳтар кард. Технологияи нав ихтироъ карда шуда, бо ҷойи кор ва молҳои арзонтар таъмин гардид. Ин технологияҳои нав бо истифода аз сӯзишвории истихроҷшаванда, махсусан ангишт истифода мешуданд. Инқилоби саноатӣ, ки дар ибтидои асри нуздаҳум оғоз ёфт, ба оғози давраи саноатӣ оғоз кард. Вақте ки сӯзишвории истихроҷшаванда сӯзонда мешавад, гази оксиди карбон хориҷ мешавад. Бо оғози давраи саноатӣ, гази оксиди карбон дар атмосфера боло рафтан гирифт ([пайванд]).



МИННАТДОРИИ

В.С. аз ҷониби USDA NIFA тавассути Истгоҳи таҷрибавии кишоварзии Миннесота (Лоиҳаи № MIN-13-124), Департаменти кишоварзии Миннесота (Шартнома № 138815), Шӯрои Тадқиқот ва Пешбурди Гандуми Миннесота (Лоиҳаҳои № 00070003 ва 0007690) дастгирӣ карда шуд. Шӯрои тадқиқот ва пешбурди лӯбиёи Миннесота (Лоиҳаҳо № 00070622 ва 00078080). Д.А.В. маблағгузории барномаи NSERC Discovery ва дастгирии Мактаби Тадқиқоти Биология дар Донишгоҳи Миллии Австралияро эътироф мекунад. Д.А.В. инчунин қисман аз ҷониби Департаменти ИМА оид ба энергетикаи Шартномаи № DE-SC0012704 ба Лабораторияи Миллии Брукхавен дастгирӣ карда шуд. Муаллифон ҳеҷ гуна бархӯрди манфиатҳоро эълон намекунанд.


Видеоро тамошо кунед: Биология. Типы питания. Форма жизни. (Ноябр 2022).