Transcript 생태계에서의 에너지 흐름

에너지의 흐름
20437 최현수
차례
에너지의 흐름
 생태계에서의 에너지 흐름
 생태 피라미드와 생태적 효율

지구에서의 에너지 흐름
1) 지구가 태양 복사에너지를 받고 있지만 지구 자신도 같은 양의 복사에너지를
방출한다.
2) 지구 중의 수증기와 이산화탄소는 지구 복사에너지를 흡수하므로 지구 복사
에너지가 외계로 나가는 것을 막아 준다.
이러한 지구 대기의 역할을 온실효과라 한다.
3) 지구에서의 에너지는 지표면의 반사도와 온실 효과에 의해 영향을 받는다.
따라서 반사도나 온실 효과에 영향을 미치는
인자의 변화는 기후 변화를 유발한다.

기후는 지구에서의 에너지 평형의 결과 때문에 나타나는 현상이
다. 따라서 에너지 흐름의 변화는 기후 변화를 유발할 수 있다.
태양 복사에너지가 지구에 입사되지 않고 우주 공간으로 방출되
는 정도(반사도 또는 알베도-albedo)가 크면 지구의 기온이 내
려갈 것이다. 지표면의 반사도는 녹지보다는 숲이 없는 사막과
같은 곳이 높다. 따라서 삼림 파괴, 도시 팽창등과 같은 지표면의
변화는 태양에너지의 흡수를 저하시킨다. 이와 반대로 온실 효과
는 지구에서 방출되는 지구 복사에너지를 차단시킴으로써 지구
온도를 상승시키는 역할을 한다. 산업 혁명 시대 이전까지는 지
구 온도의 변화가 적었으나 산업혁명 후 공업의 발달로 대기 중
의 이산화탄소의 증가로 인해 급격히 높아지고 있다. 1990년은
지난 100년 전보다 0.3-0.6℃ 상승하였으며, 배출이 지금과 같
이 계속되면 2025년에는 지금보다 1℃상승하고, 2100년 까지는
3℃이상 상승할 것으로 추정된다. 대기중의 증가와 대기 오염
에 의한 구름의 증가는 반사도를 증가시키는 역할도 하지만 연구
결과에 의하면 온실 효과에 미치는 영향이 더 커서 결과적으로
온도를 상승시키는 역할을 한다.
생태계에서의 에너지 흐름
1) 태양으로부터 온 빛에너지는 녹색식물에 의해 화학에너지로
축적되었다가 소비자로 들어가고, 소비자로 들어간 에너지는
분해자에 의해 다른 형태의 에너지로 이동된다.
2) 생태계에서 한 영양 단계에서 다른 영양단계로 에너지가 전이
되는 양을 단계별로 표시한 것을 생태 피라미드라 하고,
한 영양 단계에서 다음 영양단계로 옮겨가는 에너지 흐름의
백분율을 생태적 효율이라 한다.
3) 생태 피라미드에서 생태적 효율은 보통 10%이다.
생태계에서 에너지는 흐르면서 형태가 변화되며, 모든 단계에
서 일부 유용한 에너지가 열로서 없어진다.
이 과정에 열역학 제1법칙과 제2법칙이 적용된다.
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열역학 제1법칙은 에너지는 한 형태에서 다른 형태로 변화될 수는 있
지만 결코 새로이 만들어지거나 없어지지 않는다는 것이다.
생태계에서 의미를 살펴보면, 태양으로부터 온 빛에너지는 녹색 식물
의 광합성에 의해 화학에너지로 축적 되었다가 소비자로 들어가고 소비
자로 들어간 에너지는 분해자에 의해 다른 형태의 에너지로 이동된다
는 것이다.
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열역학 제2법칙에 의하면, 에너지는 변화될 때마다 조직화되고 집중된
형태에서 덜 조직화되고 보다 분산된 형태로 된다. 즉, 유용한 에너지가
다른 형태의 에너지로 변화될 때 100%의 효율로 되지 않고 많은 에너
지가 열에너지로 변화되어 주위 환경으로 흩어진다는 것이다.
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생태계에서의 의미를 살펴보면, 빛에너지가 광합성에 의해서 화학에
너지로 변화되고, 식물이나 초식동물, 육식동물의 대사 과정에서 열에
너지로 소모된다. 이렇게 소모된 태양에너지는 태양빛에 의해 계속 공
급되므로 생태계에서의 에너지 흐름은 일방통행이다.
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생태 피라미드와 생태적 효율
생태계에서 한 영양 단계로부터 다른 영양
단계로 에너지가 전이되는 양을 단계별로 표
현한 것을 생태 피라미드라 한다. 그리고 한
영양 단계에서 다음 영양단계로 옮겨가는 에
너지 흐름의 비율을 백분율로 표시한 것을 상
태적 효율이라 한다. 보통 한 영양 단계의
10%만이 다음 단계에서 사용된다. 이것을
10%의 법칙이라고 한다. 그러므로 영양단계
의 수는 보통 4-5단계로 제한되어 있다.
이상으로 발표를 마치겠습니다.
사이트
http://seph.com.ne.kr/what_energy_f
rame.htm