Влияние биосферы на погоду и климат Земли

Совокупность всех живых организмов на нашей планете, которую принято называть биосферой, оказывает широкое и многогранное влияние на химический состав, и физические особенности нашей воздушной оболочки. Среди основных механизмов влияния можно выделить следующие:

1. Регуляция газового состава атмосферы (в том числе и парниковых компонент). Биосфера является главным игроком в круговороте углекислого газа (СО2), метана (СН4) и кислорода (О2), а также некоторых других летучих органических соединений. Метан вырабатывается бактериями в анаэробных (безкислородных) условиях: на рисовых полях, в желудках жвачных животных (коров, овец), на свалках и на болотах. Углекислый газ поступает в атмосферу, главным образом в результате человеческой деятельности, а также при извержениях вулканов. В некоторых количествах в земную атмосферу также попадает закись азота (N2O). Она выделяется бактериями в почвах и океанах, а также в результате использования азотных удобрений в сельском хозяйстве.

2. Влияние на альбедо (отражательную способность). Растительность изменяет то, сколько солнечного света поглощает или отражает поверхность земли или водные просторы океанов. К примеру, лесной покров имеет очень низкое альбедо (поглощает до 85 - 95% приходящего солнечного света), в то время как пустыня или просторы снега / льда имеют высокое альбедо (отражают много света обратно в космическое пространство). Соотношение между приходящей и отражённой солнечной энергией поддерживает стабильный радиационный баланс на земной поверхности.

3. Испарение и транспирация. Растения «испаряют» воду в процессе своей жизнедеятельности, напрямую влияя на влажность воздуха и формирование облаков. К примеру, один большой дуб может испарить до 150 литров воды в день! Леса и луга действуют как гигантские «насосы», возвращающие влагу в атмосферу. Влажные тропические леса Амазонии и центральной Африки сами создают до 50% собственных осадков. Влага, испаренная лесом, переносится ветрами, конденсируется в облака и выпадает в виде дождя в других регионах. Вырубка лесов существенно нарушает этот цикл, приводя к засухам и повышению температуры воздуха. Кроме того, процесс испарения воды с поверхности растений требует затрат энергии. Оная забирается из окружающей среды в виде тепла, что приводит к охлаждению приземного слоя воздуха. Вот почему в лесу или в парке значительно прохладнее, чем на асфальтированной площади в городе.

4. Формирование аэрозолей. Живые организмы выделяют в атмосферу мельчайшие частицы, которые становятся ядрами конденсации для облаков (споры, пыльца и т.д.). И речь идёт не только о наземных обитателях. К примеру, фитопланктон в океанах выделяет летучие органические соединения (диметилсульфид). В атмосфере это вещество окисляется и образует сульфатные аэрозоли. Эти частицы служат «затравкой» для формирования капель в облаках. Без них образование облаков и осадков было бы гораздо менее эффективным.

Как видим, роль биосферы в формировании климатических условий на нашей планете крайне велика. Она формирует состав атмосферы через круговороты углерода, кислорода и других химических элементов, регулирует температурный режим планеты, управляет гидрологическим циклом. Поэтому нарушая биосферу (вырубка лесов, загрязнение океанов, уничтожение экосистем), человек не просто теряет биоразнообразие, он ломает сложнейшие механизмы, которые миллиарды лет поддерживали климат Земли в пригодном для жизни состоянии. Понимание этих связей критически важно для прогнозирования последствий нашего воздействия и поиска путей их смягчения.