Петлі негативного зворотного зв’язку: затримка і коливання. Реферат
Петлі негативного зворотного зв’язку є тим буфером, що підтримує біосферу у стійкому стані рівноваги
Петлі негативного зворотного зв’язку є чинником, що м’яко зрівнює певні лімітуючи життєві фактори. Деколи ці лімітуючі фактори набувають властивостей цілі, що рухається, та петлі негативного зв’язку згладжують й гальмують цей ефект цілі, що рухається.
Як приклад можна навести температуру повітря біля земної поверхні, яка регулюється сонячною активністю.
Коли сонце перебуває в активній фазі (як в червні у північній півкулі), нижній шар атмосфери не відразу достатньо прогрівається. Це пояснюється тим, що багато сонячної енергії витрачається на прогрівання ґрунту та океану, що є холодними після тривалого періоду зими та весни.
Найтепліші дні, таким чином, припадають на час, коли енергія сонця накопичується в достатній кількості в нижньому шарі атмосфери. А це можливо лише за умови, що океан та ґрунт є достатньо прогрітими. За звичай це буває саме в липні й серпні. І навпаки - найхолоднішими місяцями є січень та лютий, хоча найменший відсоток сонячної енергії спостерігається у грудні.
Нагрівання та охолодження частин планети, в залежності від сезонних змін клімату зумовлених сонячною активністю, є гарним прикладом явища негативних петель зворотного зв’язку.
Негативні петлі зворотного зв’язку можуть також пом’якшувати ефекти зовнішнього впливу на систему. Так, наприклад, якщо б сонце весь час світило над Північною Америкою з тією ж інтенсивністю, з якою воно світить в кінці червня, Земля була б набагато теплішою, ніж вона є у липні та серпні.
Завдяки тому, що кількість сонячного світла зменшується порівняно з його червневим піком, пік температури не тільки зміщається, а й корегується. Сезоні варіації температури є результатом затримки та акумуляції сонячної енергії.
Подібний ефект затримки та розгладжування можна спостерігати на впливі фріонів на озонову оболонку. Врешті решт стратосфера звільнюється від фріонів, що руйнують озоновий шар, але все одно через велику концентрацію фріонів, озоновий шар втрачає істотну частку свого складу.
Руйнація озонового шару фріонами продовжується від 65 до 110 років в залежності від типу фріона. Зрештою озоновий шар відновиться, але ця петля негативного зворотного зв’язку є дуже повільною.
Як висновок можна зазначити, що петлі негативного зворотного зв’язку є тим буфером, що підтримує біосферу у стійкому стані рівноваги. Саме вони стримують антропогенний натиск на біосферу. Якщо б не існувало цього механізму, життя на Землі мало б велику ймовірність зникнути внаслідок якого-небудь катаклізму.
13.08.2011
