Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"КОГОТЬ" перенаправляется сюда. Информацию о профсоюзе Новой Зеландии см. В Профсоюзе швейных, прачечных и смежных рабочих Аотеароа .

Гипотеза CLAW предполагает наличие петли отрицательной обратной связи, которая действует между экосистемами океана и климатом Земли . [1] гипотеза , в частности , предполагает , что особое фитопланктон , которые производят диметилсульфид реагирует на изменения климата вынуждающих , и что эти реакции действуют для стабилизации температуры в атмосфере Земли . Гипотеза CLAW была первоначально предложена Робертом Джеем Чарлсоном , Джеймсом Лавлоком , Мейнратом Андреэ и Стивеном Уорреном.аббревиатура от первой буквы их фамилий. [2]

Гипотеза когтей [ править ]

Схематическая диаграмма гипотезы CLAW (Charlson et al. , 1987) [1]

Гипотеза описывает петлю обратной связи, которая начинается с увеличения доступной энергии от солнца, действующего для увеличения темпов роста фитопланктона либо за счет физиологического эффекта (из-за повышенной температуры), либо за счет усиления фотосинтеза (из-за повышенной освещенности ). Определенный фитопланктон, например, кокколитофориды , синтезирует диметилсульфониопропионат (ДМСП), и их усиленный рост увеличивает производство этого осмолита . В свою очередь, это приводит к увеличению концентрации продукта его распада, диметилсульфида (ДМС), сначала в морской воде, а затем в атмосфере. ДМС окисляетсяв атмосфере с образованием диоксида серы , что приводит к образованию сульфатных аэрозолей . Эти аэрозоли действуют как ядра конденсации облаков и увеличивают количество облачных капель, что, в свою очередь, увеличивает содержание жидкой воды в облаках и облачной области. Это способствует увеличению альбедо облаков , что приводит к большему отражению падающего солнечного света и уменьшению воздействия, которое инициировало эту цепочку событий. На рисунке справа показана общая схематическая диаграмма.. Обратите внимание, что контур обратной связи может работать в обратном направлении, так что снижение солнечной энергии приводит к уменьшению облачности и, таким образом, к увеличению количества солнечной энергии, достигающей поверхности Земли.

Важной особенностью описанной выше цепочки взаимодействий является то, что она создает цикл отрицательной обратной связи, в результате чего изменение климатической системы (увеличение / уменьшение поступления солнечной энергии) в конечном итоге нейтрализуется и затухает с помощью цикла. Таким образом, гипотеза CLAW представляет собой пример гомеостаза планетарного масштаба или сложной адаптивной системы в соответствии с гипотезой Гайи, сформулированной одним из первых авторов гипотезы CLAW, Джеймсом Лавлоком. [3]

Некоторые последующие исследования гипотезы CLAW обнаружили доказательства, подтверждающие ее механизм, [2] [4], хотя это не однозначно. [5] Другие исследователи предположили, что механизм, подобный CLAW, может работать в круговороте серы Земли без необходимости в активном биологическом компоненте. [6] В обзорной статье 2014 года модель подверглась критике за чрезмерное упрощение и за то, что эффект может быть намного слабее, чем предполагалось. [7]

Гипотеза Anti-CLAW [ править ]

Схематическая диаграмма гипотезы против когтей (Лавлок, 2006) [8]

В своей книге 2006 года «Месть Гайи» Лавлок предположил, что вместо того, чтобы обеспечивать отрицательную обратную связь в климатической системе, компоненты гипотезы CLAW могут действовать, создавая петлю положительной обратной связи . [8]

При будущем глобальное потепление , повышение температуры может расслаиваться в мировой океан , уменьшая запас питательных веществ из глубокого океана к его продуктивной эвфотической зоне . Следовательно, активность фитопланктона будет снижаться с одновременным падением продукции DMS. В противоположность гипотезе CLAW, это снижение производства DMS приведет к уменьшению ядер конденсации облаков и падению альбедо облаков . Следствием этого будет дальнейшее потепление климата, которое может привести к еще меньшему производству ДМС (и дальнейшему потеплению климата). На рисунке справа показана общая схематическая диаграмма.

Доказательства гипотезы против CLAW ограничены неопределенностями, аналогичными неопределенности петли обратной связи цикла серы гипотезы CLAW. Тем не менее, исследователи, моделирующие будущую первичную продукцию в океане , обнаружили свидетельства снижения производства с увеличением стратификации океана [9] [10], оставляя открытой возможность существования такого механизма.

См. Также [ править ]

  • Науки о Земле
  • Геофизиология
  • Удобрение железом

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Чарлсон, Р. Дж., Лавлок, Дж. Э. , Андреэ, Миссури, и Уоррен, С. Г. (1987). «Океанический фитопланктон, сера в атмосфере, альбедо облаков и климат». Природа . 326 (6114): 655–661. Bibcode : 1987Natur.326..655C . DOI : 10.1038 / 326655a0 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ a b Андреэ, Миссури, Эльберт, В. и Демора, SJ (1995). «Биогенные выбросы серы и аэрозоли над тропической Южной Атлантикой, 3. Диметилсульфид в атмосфере, аэрозоли и ядра конденсации облаков» . J. Geophys. Res . 100 (D6): 11335–56. Bibcode : 1995JGR ... 10011335A . DOI : 10.1029 / 94JD02828 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ Лавлок, JE (2000) [1979]. Гайя: Новый взгляд на жизнь на Земле (3-е изд.). Издательство Оксфордского университета . ISBN 0-19-286218-9.
  4. ^ Cropp, РА, Gabrić, AJ, McTainsh, GH, Брэддок, РД и Tindale, Н. (2005). «Связь между биотой океана и атмосферными аэрозолями: пыль, диметилсульфид или артефакт?» . Глобальные биогеохимические циклы . 19 (4): GB4002. Bibcode : 2005GBioC..19.4002C . DOI : 10.1029 / 2004GB002436 . ЛВП : 10072/4405 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Vallina, СМ, Симо, Р., Gasso С., Де Бойер-Montegut С., дель Рио, E., Хурадо, Е. и Dachs, J. (2007). "Анализ потенциальной" связи доза солнечного излучения с ядрами конденсации диметилсульфидного облака "на основе картированных на глобальном уровне сезонных корреляций" . Глобальные биогеохимические циклы . 21 (2): GB2004. Bibcode : 2007GBioC..21.2004V . DOI : 10.1029 / 2006GB002787 . hdl : 10261/11184 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. Перейти ↑ Shaw, GE, Benner, RL, Cantrell, W. и Clarke, AD (1998). «Регулирование климата: петля обратной связи с частицами сульфата, включающая глубокую конвекцию - редакционное эссе». Изменение климата . 39 : 23–33. DOI : 10,1023 / A: 1005341506115 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ↑ Грин, Тамара; Хаттон, Анджела (1 сентября 2014 г.). «Гипотеза CLAW: новый взгляд на роль биогенной серы в регулировании глобального климата» . Океанография и морская биология . 52 : 315–336.
  8. ^ a b Лавлок, Джеймс (2007). Месть Гайи . Пингвин. ISBN 978-0-14-102597-1.
  9. ^ Кокс, PM, Беттс, RA, Джонс, CD, Сполл, SA и Totterdell, IJ (2000). «Ускорение глобального потепления из-за обратной связи углеродного цикла в связанной модели климата». Природа . 408 (6809): 184–7. Bibcode : 2000Natur.408..184C . DOI : 10.1038 / 35041539 . PMID 11089968 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Steinacher, M .; Joos, F .; Fr olicher, TL; Bopp, L .; Cadule, P .; Cocco, V .; Дони, Южная Каролина; Гелен, М .; Линдси, К .; Мур, Дж. К.; Шнайдер Б. и Сегшнайдер Дж. (2010). «Прогнозируемое снижение продуктивности морской среды в 21 веке: многомодельный анализ» . Биогеонауки . 7 (3): 979–1005. DOI : 10.5194 / BG-7-979-2010 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Гайя и КОГО , Институт химии Макса Планка, Майнц
  • DMS и климат , Тихоокеанская лаборатория морской среды, Сиэтл