Использование климатических ресурсов

Атмосферные ресурсы могут быть как климатическими, когда анализируют многолетние характеристики атмосферы, так и погодными, если оценивают характеристики атмосферы в заданный момент времени.

По характеру использования можно выделить: 1) сами ресурсы не изменяются (возобновляемые ресурсы) и 2) ресурсы изменяются при искусственном воздействии (не возобновляемые ресурсы), например при воздействии на осадкообразование, образование облаков и при рассеянии тумана.

Использование ресурсов первой группы может быть активным и пассивным. Последнее разделение видов использования ресурсов, относящееся и к климатическим ресурсам, является очень важным. Оно позволяет значительно расширить понятие „климатические ресурсы" и применить ресурсный подход к реше­нию более широкого круга задач по учету влияния климата на различные стороны социально-экономической деятельности.

При активном, или прямом, использовании атмосферных и климатических ресурсов тот или иной их вид используется посредством некоторого технического вмешательства. Например, ветровая (или солнечная) энергия преобразуется с помощью ветро — (или гелио-)установок в другой вид энергии (например, в элек­трическую); атмосферные осадки используются для орошения с помощью про­стых технических приспособлений и т. п.


Под пассивным, или косвенным, использованием атмосферных ресурсов под­разумевается выбор хозяйственных и социальных мероприятий и решений, кото­рые прямо не используют процессы, происходящие в атмосфере, но позволяют утилизировать выгоду от использования климатических характеристик. Таким образом, например, используются агроклиматические ресурсы в сельском хозяйстве, когда выбираются определенная культура и агротехнические мероприятия в зависимости от особенностей климата данного района; ориентируется строящееся здание с учетом направлений ветра и поступления солнечной радиации и тем самым увеличивается климатический ресурсный потенциал; планируются работы на открытом воздухе с учетом значений температуры воздуха и скорости ветра, и т. п.

Развивая данную точку зрения, можно ввести понятие „отрицательные ре­сурсы". Такой вид ресурсов возникает, когда от тех или иных особенностей климата приходится защищаться: возводить ограждающие конструкции, отап­ливать помещение, устанавливать ветро-, снего- и солнцезащиту, учитывать в расчетах конструкции климатические нагрузки и т.п. Вместе с тем учет климата позволяет сделать эту защиту более рациональной и экономичной, избежать лишних затрат, в связи с чем отрицательные ресурсы климата убывают. Умень­шение вредного влияния климата в связи с его изменением, например потепле­нием, может создать даже дополнительные положительные ресурсы.


Классификации климатических ресурсов

Климатические ресурсы классифицируются:

— по метеорологическим величинам (температура, ветер, осадки и т. д.);

— по территории или масштабу климатических процессов (макро-, мезо- и микроклиматические);

— по направлению использования, т. е. по функциональному признаку

(агроклиматические, биоклиматические и т. д.).

Все три категории климатических ресурсов представлены в табл. 9.

Таблица 9

Классификации климатических ресурсов по метеорологическим величинам, направлению использования (в секторах экономики и социальной сфере) и территории


iv>

>




Классификационная единица

Пояснение

По метеорологическим величинам

1. Общие климатические ресурсы

Запасы энергии, вещества и информации в климатической системе, которые могут использоваться для разных целей

1.1.Энергетические ресурсы атмосферы

1.1.1.Солнечная радиация

Месячные и годовые суммы суммарной радиации

1.1.2.Теплосодержание

Средняя месячная энтальпия

1.1.3.Ветер

1.1.4.Атмосферное электричество

В настоящее время не используется

1.2.Тепловые ресурсы

1.2.1.Температура воздуха

Средняя по площади температура воздуха

1.2.2.Температура почвы

1.3.Ресурсы влаги в атмосфере и почве (влажностные ресурсы)

1.3.1.Облачность

Водность облаков

1.3.2.Осадки

Среднее по площади количество осадков

1.3.3.Снежный покров

Средняя по площади наибольшая декадная высота снежного покрова

1.3.4.Почвенная влага

Средняя влажность почвы

1.4.Световые ресурсы

1.4.1.Освещенность

Средняя по площади сумма суммарной освещенности

1.5.Газовые ресурсы атмосферы

1.5.1.Озон

В настоящее время не используется

1.5.2.Отдельные газы атмосферы

Особое значение имеют О2, СО2

По направлению использования

2. Специализированные макроэкономиче­ские ресурсы для различных секторов экономики и социальной сферы 2.1.

Запасы энергии, вещества и информации в климатической системе, используемые для конкретных целей

2.1.Агроклиматические ресурсы

2.1.1.Общие

2.1.2.Яровая пшеница

2.1.3.Озимая пшеница

2.1.4.Ячмень

2.1.5.Овес

2.1.6.Рожь

2.1.7.Картофель

2.2.Зооклиматические ресурсы

Мало изучены; сводятся в основном к ресурсам для пастбищного животноводства

2.3.Лесохозяйственные климатические ресурсы

2.3.1.Повреждения лесов: пожароопасность,

ветроломы и буреломы, энтомовредители, фитопатология

Температурно-влажностный комплекс и частота сильных ветров

2.3.2.Производительность лесов

Температура и влажность почвы

2.4.Климатические ресурсы водного хозяйства

Спрос на воду зависит от параметров климата

2.4.1.Водоресурсы и водоснабжение

2.4.2.Управление водными ресурсами

2.4.3.Канализации (канализационные ресурсы)

Интенсивность осадков

2.5.Климатические ресурсы коммунального хозяйства

2.5.1.Топливно-климатические ресурсы

Характеристики отопительного периода

2.5.2.Автотранспорта (автотранспортные ресурсы)

2.5.3.Канализации (канализационные ресурсы)

2.5.4.Торговли (торговые ресурсы)

Неблагоприятные условия погоды (дождь, ветер и др.)

2.6.Биоклиматические ресурсы

2.6.1.Физиолого-климатические ресурсы теплового состояния человека

Разделяются для летнего и зимнего сезо­нов и характеризуют тепловое состояние здорового человека

2.6.3.Лечебно-профилактические ресурсы для: органов дыхания,

сердечно-сосудистых заболеваний,

простудных заболеваний и ревматизма

2.6.4.Санитарно-гигиенические ресурсы для градостроительства

Санитарно-гигиенические нормативы

2.7.Нефтегазовые климатические ресурсы

2.7.1.Прочностные ресурсы трубопроводов и компрессорных станций

Определяют глубину заложения магист­ральных трубопроводов и их целостность (особенно в районах чередования разных способов укладки)

2.8.Строительно-климатические ресурсы

2.8.1.Тепловые ресурсы зданий(жилых, общественных и производствен­ных):

теплозащитные ресурсы зданий (ог­раждающих конструкций);

энергоклиматические ресурсы зданий (систем вентиляции и кондициониро­вания)

2.8.2.Нагрузочно-климатические ресурсы:

ветровые, гололедные, снеговые

Атмосферные нагрузки на здания и сооружения (ЛЭП, ВЛ, высотные здания и др.)

2.8.3.Ресурсы долговечности зданий

(прочностные ресурсы)

«Косые дожди», температурные колебания

2.8.4.Почвенно-климатические ресурсы для проектирования оснований и фундаментов зданий

2.8.5.Канализации (канализационные ресурсы)

Интенсивность осадков

2.8.6.Производственно-строительные ресурсы

Не препятствуют или способствуют произ­водству строительно-монтажных и ре­монтных работ

2.9.Энергоклиматические ресурсы

2.9.1.Ветроэнергетические ресурсы

2.9.2.Гелиоэнергетические ресурсы

2.9.3.Атомно-энергоклиматические ресурсы

Благоприятствуют работе АЭС

2.9.4.Теплоэнергоклиматические ресурсы

Благоприятствуют (не препятствуют) работе ТЭС, ГРЭС, ТЭЦ

2.9.5.Гидроэнергоклиматические ресурсы

Благоприятствуют работе ГЭС

2.10.Транспортно-климатические ресурсы

2.10.1.Автотранспорта (автотранспортные ресурсы)

2.10.2.Железнодорожного транспорта (железнодорожные ресурсы)

2.10.3.Авиации

2.10.4.Водного транспорта

Представлены в специальных изданиях по морским трассам и рекам

По территории

3.Территориальные климатические ресурсы

Климатические ресурсы различных территорий

3.1.Макроклиматические ресурсы

Рассматриваются по крупным территори­ям, государствам, значительным частям большого государства (см. п. 1 и 2 данной классификации)

3.2.Мезоклиматические ресурсы

Рассматриваются по краю, району, облас­ти, населенному пункту

3.3.Микроклиматические ресурсы

Рассматриваются по району городской застройки, сельскохозяйственному уго­дью, отдельному полю, дому

Классификации по направлению использования и по территории

Предметом данных классификаций стали специализированные климатические ресурсы (см.табл.9), являющиеся потенциалом для решения конкретных прикладных задач. Выделяются различные виды климатических ресурсов:

— по основным секторам экономики и социальной сферы, реагирующим на климат;

— по территории (макро-, мезо-, микроклиматические ресурсы). Основными видами являются агроклиматические, биоклиматические, энерго-климатические, строительно-климатические, транспортно-климатические ресурсы климатические ресурсы коммунального хозяйства и др. Каждый из этих видов ресурсов имеет ряд разновидностей. Так, в агроклиматические ресурсы входят климатические ресурсы отдельных сельскохозяйственных культур; в биоклиматические — физиолого-климатические ресурсы, рекреационно-климатические ресурсы, лечебно-профилактические ресурсы (для больных с различными заболеваниями), санитарно-гигиенические ресурсы. В энергоклиматические ресурсы включаются ресурсы для развития гелиоэнергетики, гидроэнергетики, атомной, тепло- и ветровой энергетики. Строительно-климатические ресурсы состоят из ресурсов для обеспечения теплового режима зданий, устойчивости к климатическим нагрузкам зданий и и сооружений, долговечности зданий, проектирования канализации и трубопроводов, безопасного и экономного проведения строительных работ и др. Транспортно-климатические ресурсы складываются из ресурсов для автомобильного и железнодорожного транспорта, ресурсы коммунального хозяйства — из ресурсов для обеспечения работы городского транспорта, убороч­ных работ, отопления жилья и других, ресурсы водного хозяйства — из ресурсов для канализации, различных элементов водоснабжения и управления водными ресурсами. Последний вид климатических ресурсов очень важен, так как обеспе­чивает доступ к другому виду природных ресурсов — водным запасам.

Данные виды и разновидности ресурсов могут определяться для любых терри­торий, как больших, так и малых. Можно оценивать микроклиматические ресур­сы отдельного строения, поля или даже части поля. В то же время при анализе климатических ресурсов в очень большом регионе, включающем несколько стран, например на территории Евроазиатского континента, встречаются некоторые трудности. Они связаны с разным уровнем развития производительных сил в различных странах, качеством жизни и другими социально-экономическими факторами. Поэтому районирование климатических ресурсов, определяемых по данной схеме (социально-экономической), наиболее целесообразно реализовывать в условиях одной страны или группы стран с одинаковым уровнем развития, а также описывать климатические ресурсы в рамках любой сколь угодно малой территории внутри страны. Единицей территории при районировании климатиче­ских ресурсов в данном их понимании являются либо административное образова­ние, либо населенный пункт или метеорологическая станция.

Специализированные климатические ресурсы могут быть дополнительно подразделены на:

  • потенциальные (ресурсный потенциал), возможные в принципе для использования;

  • технические — часть потенциальных, реализуемых при помощи определенных технических или других средств;

  • реальные, использование которых технически достижимо, экологически безопасно и экономически выгодно.

Впервые такое разделение ресурсов применили специалисты по ветро- и гелиоэнергетике, где оно наиболее актуально. Ими были выделены все три вида ресурсов.

Потенциальные ресурсы в ветроэнергетике — это, скорее, гипотетические ре­сурсы. Например, в России они велики и могут перекрывать все другие источники энергии, однако выработать такое количество энергии практически невозможно. Для этого пришлось бы по всей территории России расположить ветродвигатели определенной конструкции и мощности, оптимальной для каждого района.

Технические ресурсы составляют лишь часть потенциальных ресурсов и связа­ны с возможной утилизацией ветровой энергии посредством конкретных ветровых установок при их оптимизации для района. О технических ветроэнергетических ресурсах страны можно говорить лишь для некоторого стандартного двигателя.

Похожим образом обстоит дело и с агроклиматическими ресурсами. Потенци­альные агроклиматические ресурсы определяются в основном такими климатиче­скими показателями, как тепло- и влагосодержание почвы, количество посту­пающей солнечной радиации. Но в реаль­ных условиях прогнозируемый урожай зависит как от вида сельскохозяйствен­ной культуры, так и от бонитета земли, от производственно-технических и других условий, например от орошения, уровня обеспеченности и качества сельскохозяйственной техники. В отличие от ветроэнергетики, где реальные климатические ресурсы всегда меньше потенциальных, реальные агроклимати­ческие ресурсы могут превышать потенциальные.

Источник: textarchive.ru

Природные ресурсы – это средства существования людей, не созданные их трудом и содержащиеся в природе. К ним относятся вода, грунт, растительный и животный мир, минеральные ресурсы и т.д.

Природные ресурсы классифицируют по:

1) их назначению – производственные и рекреационные;

2) принадлежности к тем или иным компонентам природы — земельные, лесные, минеральные;

3) исчерпаемости – исчерпаемые и неисчерпаемые ресурсы. Неисчерпаемые ресурсы, в свою очередь, делятся на обновляемые, относительно обновляемые и необновляемые.

Возобновляемые ресурсы – это растительный и животный мир, а также некоторые виды минеральных ресурсов, в частности кухонная соль. Восстановление таких ресурсов происходит с разной скоростью. Темпам потребления возобновляемых ресурсов должны отвечать темпы их возобновления.

К относительно возобновляемым ресурсам принадлежат земельные, лесные и водные ресурсы.

Невозобновляемые ресурсы – это такие ресурсы, которые не возобновляются или возобновляются намного медленнее, чем происходит их использование человеком. К ним относятся минеральные, топливные и минерально-сырьевые ресурсы. Использование большинства из них приводит к их исчерпанию в давно освоенных регионах, что обусловливает повышение капитальных вложений на прирост 1 т минерального топлива. Одним из основных направлений рационального использования минеральных ресурсов является внедрение их комплексной переработки, безотходных и ресурсосберегающих технологий.

К неисчерпаемым ресурсам принадлежат космические и климатические. Космические ресурсы – это солнечная радиация, энергия морских приливов. Поступление солнечной энергии зависит от состояния атмосферы, уровня ее загрязненности.

Климатические ресурсы – это воздух, энергия ветра, осадки и т.п.

Источники и экологические последствия загрязнения атмосферы

Атмосферный воздух – неисчерпаемый ресурс, но в отдельных регионах земного шара он попадает под такое сильное антропогенное влияние, что возникает проблема качественного состава атмосферы, а тем более в больших промышленных центрах.

Основные антропогенные источники загрязнения атмосферы:

· тепловое и энергетическое оборудование;

· промышленные предприятия;

· сельское хозяйство;

· транспорт.

В атмосферу поступают газообразные выбросы, твердые частицы, радиоактивные вещества, влага. Во время пребывания в атмосфере их температура, свойства и состояния могут существенно изменяться. Эти изменения проявляются в виде выпадения в осадок тяжелых фракций, распада на компоненты, химических и фотохимических реакций. Вследствие этого в атмосфере могут образовываться компоненты, свойства и поведение которых не всегда будут отвечать исходным данным.

К последствиям антропогенного влияния на атмосферу принадлежат:

· повышение концентрации СО и СО2;

· поступление в атмосферу соединений серы;

· поступление малых газовых соединений (фреонов, соединений азота), соединений хлора и фтора;

· поступление дополнительного тепла в атмосферу.

Сейчас в атмосфере содержание СО2 сравнительно небольшое – 0,033% от общего ее объема. Систематические наблюдения за СО2 в атмосфере Земли при помощи надежных приборов было начато в конце 50-х годов ХХв.

Сейчас существует более 10 станций, которые ведут наблюдение за концентрацией СО2 . За последние 25 лет его содержание выросло на 8,9 %, а за 100 лет – на 20%.

В природе постоянно совершается обмен углекислым газом благодаря кругообороту углерода в системах:

1) атмосфера – гидросфера, поглощение СО2 гидросферой равняется его выделению;

2) атмосфера – биота, СО2 поглощается зелеными растениями в процессе фотосинтеза, который сопровождается выделением кислорода. С отмиранием растений вследствие окисления организмов и продукции их жизнедеятельности углерод снова возвращается в атмосферу и гидросферу. Скорость кругооборота – 10 лет. Цикл замкнутый;

3) атмосфера – литосфера – большое количество СО2 непосредственно выделяется в атмосферу при вулканических извержениях, с горячими и минеральными источниками. Но они возвращаются с образованием карбонатных пород. Тем не менее, время кругооборота – 1000 лет. Цикл незамкнутый, что приводит к смене климата на земле.

Увеличение СО2 в атмосфере за 100 лет на 20% обусловлено двумя причинами: 1) вырубка лесов; 2) увеличение выбросов СО2 при сгорании топлива.

Общий объем СО2, что поступает в атмосферу, составляет 5 — 1015 г углерода в год.

Последствия: 1) колебания прозрачности атмосферы; 2) повышение температуры на 0,4 – 0,6 0С.

В перспективе это приведет к потеплению климата.

Выбросы соединений серы – SO2, SO3 и H2S являются наиболее токсичными.

Кислотные дожди приводят к повышению кислотности грунтов. Соединения серы ускоряют процессы коррозии металлов, разрушения сооружений.

Толщина озонового слоя за последние годы сократилась в среднем на

2,5 %.

Производство тепла человечеством составляет в среднем 0,006% от общего его количества. Такой показатель может стать причиной повышения средней температуры только на 0,010С. В перспективе даже с увеличением производства энергии в мире в 10 – 20 раз температура повысится на 0,2 — 0,30С. Тем не менее, в центральных городах поступление антропогенного тепла в несколько раз превышает количество энергии, которую они получают от солнца. Даже в небольших городах эти поступления составляют от 10 до 100%.

Водные ресурсы

Запасы пресной воды на земном шаре (97% всех ее запасов находится в морях и океанах) ограничены. Они составляют всего лишь 3%, из них 2% — в полярных ледниках, и только 1% находиться в жидком состоянии, пригодном для использования.

Республика Беларусь относится к регионам, не обеспеченным в достаточном количестве пресной водой из-за существующих антропогенных нагрузок. Запасы местных водных ресурсов на одного жителя Республики Беларусь в среднем почти в 30 раз меньше, чем в России.

Так, если в среднем по странам СНГ на душу населения приходится 19,6 тыс.м3 на год, в России – 30,6 то в Беларуси – 1,2 тыс.м3.

Промышленное использование водных ресурсов намного превышает процесс их восстановления в биосфере. Ежегодно водозабор составляет 3500 км3 , а сброс неочищенных промышленных стоков – 160 км3; это приводит к загрязнению свыше 12%, а в промышленно развитых странах – до 25% годового стока.

В Республике Беларусь забор воды в 90-х годах составлял 34 км3, а сброс – 20,6 км3.

К особенно водоемким отраслям промышленности относятся металлургический и топливно-энергетический комплексы, химическая, нефтехимическая и целлюлозно-бумажная отрасли промышленности. Так, на изготовление 1 т бумаги используется до 1000 м3 воды, 1 т стали – 300, 1 т синтетического каучука – 2800, 1 т никеля – 4000 м3.

Современная тепловая электростанция мощностью 1 млн. кВт/ч требует в течение года 1,5 км3 воды, атомная – 3 км3. Масштабы эти очень велики, так как производство электроэнергии удваивается каждые 10 – 15 лет. Одним из распространенных способов уменьшения загрязнения промышленных стоков являются очистные сооружения.

Сельское хозяйство является наибольшим водопользователем — от 60 до 85% суммарного водозабора, однако ¾ его используется бесповоротно.

С интенсификацией сельскохозяйственного производства, особенно с такими ее направлениями, как химизация и мелиорация, большое количество удобрений и пестицидов поступает в реки, озера, попадает в подземные воды. Вынос пестицидов из орошаемых полей составляет около 4% от унесенного количества.

Важную проблему составляет загрязнение природных вод биогенными веществами, больше всего азотными. В мире ежегодно в окружающую среду поступает свыше 50 млн. т нитратов.

Коммунальные стоки больших городов – опасный источник загрязнения водоемов бытовой химией, моющими средствами; кроме того, отдельную проблему представляет бактериологическое загрязнение, которое несут стоки городских канализационных систем.

Одна из наиболее распространенных проблем рационального использования водных ресурсов страны – проблема малых рек. В Республике Беларусь их 22,5 тыс., в их бассейнах формируется свыше 60% водных ресурсов. Их протяженность 100 тыс. км.

Способы рационального использования водных ресурсов:

1. В промышленности – внедрение водооборотных систем. Закрытые циклы промышленного водопользования дают возможность полностью ликвидировать стоки, а свежую воду добирать только на возвращение потерь воды. В Республике Беларусь уже действуют 150 таких производств.

2. Введение таких новых радикальных технологий с уменьшенным потреблением воды.

3. Из-за отсутствия средств создавать системы ликвидации промышленных стоков поэтапно, прежде всего, на таких предприятиях, которые более других загрязняют окружающую среду.

4. В сельском хозяйстве – придерживаться норм орошения.

Земельные ресурсы

Земельный фонд Республики Беларусь составляет 60355 тыс. га. Преобладание плодородных земель, высокая плотность населения и особенность развития сельского хозяйства, которые сложились исторически, обусловили высокий уровень освоенности земельного фонда. Так, удельный вес сельхозугодий составляет 70,3 %, а пахотных земель – 56,9 %; это соответственно в 2,6 и 5,6 раз выше, чем в среднем по СНГ.

Размещение структуры сельскохозяйственных угодий на территории Республики Беларусь определяются природно-климатическими и экономическими условиями производства. В последние годы в структуре сельхозугодий уменьшилась часть пахотных земель благодаря созданию многолетних насаждений, пастбищ, залежей и покосов.

Чрезмерная распаханность территории и огромное влияние деятельности человека привели к нарушению природного процесса грунтообразования, к эрозионным процессам. За счет сельхозугодий вырастает площадь земель, которые отводятся под объекты промышленного, городского водохозяйственного и гидротехнического строительства. Сегодня 4% территории Республики Беларусь покрыто водой, в том числе 2,1% — искусственными водоемами.

В ХХ ст. антропогенная нагрузка на земельные ресурсы резко выросла. Был увеличены посевные площади, парк сельскохозяйственных машин, внесение минеральных удобрений, а урожайность зерновых увеличилась только в 2,5 раза. Главная причина – то, что интенсивные технологии сельского хозяйства вошли в противоречие с функционированием экосистем, нарушили природный круговорот веществ и энергии в них.

Лесные ресурсы

Экологическая роль леса в десятки раз превышает стоимость древесины. В биосфере лес выполняет уникальные функции: он поглощает СО2, поставляя более 50% кислорода. Лес содействует увеличению запасов подземных вод, сохраняя влагу атмосферных осадков; благодаря лесу поверхностные воды получают равномерное питание подземными водами. Уменьшая поверхностный сток, леса замедляют водную и ветровую эрозию грунтов. Так, наблюдения в Лесостепи показали, что слой грунта толщиной 18 см смывается на пахотных землях за 70 лет, на лугах, где разнотравье – за 3 тыс. лет, а под лесом сохраняется тысячелетия. Кроме того, в лесных районах практически не заиливаются реки, пруды, водохранилища.

Мировое хозяйство потребляет от 2,3 до 2,5 млрд. м3 древесины. Промышленность использует 50%.

Промышленное использование лесных ресурсов создает ряд проблем. Из-за отсталых технологий выход готовой продукции остается низким. Так, в сравнении с США у нас выход бумаги, картона и фанеры – в 5 – 10 раз меньше. На всех стадиях заготовки теряется 40 % древесины.

Источник: studopedia.ru

Климатическими ресурсами называют неисчерпаемые природные ресурсы, включающие в себя солнечную энергию, влагу и энергию ветра. Их не потребляют непосредственно в материальной и нематериальной деятельности люди, не уничтожают в процессе использования, но они могут ухудшаться (загрязняться) или улучшаться. Климатическими их называют потому, что они определяются прежде всего теми или иными особенностями климата.

Солнечная энергия – самый крупный энергетический источник на Земле. В научной литературе приводятся многочисленные, хотя и довольно сильно различающиеся, оценки мощности солнечной радиации, которые к тому же выражаются в разных единицах измерения. По одному из таких расчетов, годовая солнечная радиация составляет 1,5– 1022 Дж, или 134-1019ккал, или 178,6-1012 кВт, или 1,56 1018 кВт • ч. Это количество в 20 тыс. раз превышает современное мировое потребление энергии.

Однако значительная часть солнечной энергии не доходит до земной поверхности, а отражается атмосферой. В результате поверхности суши и Мирового океана достигает радиация, измеряемая в 1014 кВт, или 105 млрд кВт-ч (0,16 кВт на 1 км2 поверхности суши и Мирового океана). Но, конечно, только очень небольшая ее часть может быть практически использована. Академик М. А. Стырикович оценивал технический потенциал солнечной энергии «всего» в 5 млрд тут в год, а практически возможный для реализации – в 0, млрд тут. Едва ли не главная причина подобной ситуации – слабая плотность солнечной энергии.

Однако выше говорилось о средних величинах. Доказано, что в высоких широтах Земли плотность солнечной энергии составляет 80– 130 Вт/м2, в умеренном поясе – 130–210, а в пустынях тропического пояса – 210–250 Вт/м2. Это означает, что наиболее благоприятные условия для использования солнечной энергии существуют в развивающихся странах, расположенных в аридном поясе, в Японии, Израиле, Австралии, в отдельных районах США (Флорида, Калифорния). В СНГ в районах, благоприятных для этого, живет примерно 130 млн человек, в том числе 60 млн в сельской местности.

Ветровую энергию Земли также оценивают по-разному. На 14-й сессии МИРЭК в 1989 г. она была оценена в 300 млрд кВт-ч в год. Но для технического освоения из этого количества пригодно только 1,5 %. Главное препятствие для него – рассеянность и непостоянство ветровой энергии. Однако на Земле есть и такие районы, где ветры дуют с достаточными постоянством и силой. Примерами подобных районов могут служить побережья Северного, Балтийского, арктических морей.

Одной из разновидностей климатических ресурсов можно считать агроклиматические ресурсы, т. е. ресурсы климата, оцениваемые с позиций жизнедеятельности сельскохозяйственных культур. К числу факторов – сизни этих культур обычно относят воздух, свет, тепло, влагу и питательные вещества.

Воздух – это естественная смесь газов, составляющих атмосферу Земли. У земной поверхности сухой воздух состоит главным образом из азота (78 % общего объема), кислорода (21 %), а также (в небольших количествах) аргона, углекислого и некоторых других газов. Из них для жизнедеятельности живых организмов наибольшее значение имеют кислород, азот и углекислый газ. Понятно, что воздух относится к категории неисчерпаемых ресурсов. Однако с ним тоже связаны проблемы, широко обсуждаемые в географической литературе.

Прежде всего это проблема – как это ни парадоксально звучит – «исчерпания» содержащегося в воздухе и необходимого всему живому кислорода. Считается, что до середины XIX в. содержание кислорода в атмосфере было относительно стабильным, а поглощение его при окислительных процессах компенсировалось фотосинтезом. Но затем началась постепенная его убыль – прежде всего в результате сжигания органического топлива и распространения некоторых технологических процессов. В наши дни только сжигание топлива приводит к расходованию 10 млрд т свободного кислорода в год. Легковой автомобиль на каждые 100 км пробега расходует годовой кислородный «паек» одного человека, а все автомобили забирают столько кислорода, сколько его хватило бы для 5 млрд человек в течение года. Лишь за один трансатлантический рейс реактивный лайнер сжигает 35 т кислорода. Эксперты ООН подсчитали, что в наши дни на планете ежегодно потребляют такое количество кислорода, которого хватило бы для дыхания 40–50 млрд человек. Только за последние 50 лет было израсходовано более 250 млрд т кислорода. Это уже привело к уменьшению его концентрации в атмосфере на 0,02 %.

Конечно, такое уменьшение пока практически неощутимо, поскольку человеческий организм чувствителен к снижению концентрации кислорода более, чем на 1 %. Однако, по расчетам известного ученого-климатолога Ф. Ф. Давитая, при ежегодном увеличении безвозвратно расходуемого кислорода на 1 %, 2/3 его общего запаса в атмосфере могут быть исчерпаны за 700 лет, а при ежегодном росте на 5 % – за 180 лет. Впрочем, некоторые другие исследователи приходят к выводу о том, что уменьшение запаса свободного кислорода не представляет и не будет представлять собой серьезной опасности для человечества.

Свет (солнечная радиация) служит главным источником энергии для всех физико-географических процессов, протекающих на Земле. Обычно световая энергия выражается в тепловых единицах – калориях из расчета на единицу площади за определенное время. Однако при этом важно учитывать соотношение видимого света и невидимого излучения Солнца, прямой и рассеянной, отраженной и поглощенной солнечной радиации, ее интенсивность.

С агроклиматической точки зрения особенно важна та часть солнечного спектра, которая непосредственно участвует в фотосинтезе, ее называютфотосинтетически активной радиацией. Важно также учитывать длину светового дня, с которой связано подразделение сельскохозяйственных культур на три категории: растений короткого дня (например, хлопчатник, кукуруза, просо), растений длинного дня (например, пшеница, рожь, ячмень, овес) и растений, которые сравнительно мало зависят от этого показателя (например, подсолнечник).

Тепло – еще один важнейший фактор, определяющий рост и развитие сельскохозяйственных культур. Обычно запасы тепла исчисляют в виде суммы температур, получаемых растениями за период их вегетации. Этот показатель, называемый суммой активных температур, был предложен известным русским агроклиматологом Г. Т. Селяниновым еще в 30-х гг. XX в. и с тех пор широко вошел в научный оборот. Он представляет собой арифметическую сумму всех средних суточных температур за период вегетации растений. Для большинства зерновых культур умеренного пояса, относительно холодностойких, сумму активных температур обычно подсчитывают для периода, когда средние температуры превышают +5 °C. Для некоторых более теплолюбивых культур – таких, например, как кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла, плодовые – отсчет этих температур ведут начиная с показателя +10 °C, для субтропических и тропических – +15 °C.

Влага также представляет собой необходимое условие жизни всех живых организмов и сельскохозяйственных культур. Это объясняется ее участием в фотосинтезе, большой ролью в процессах терморегуляции и переноса питательных веществ. При этом обычно для образования единиц сухого вещества растение должно впитать в себя в сотни раз большее количество влаги.

Для определения размеров потребления влаги растениями и необходимого уровня увлажнения сельскохозяйственных угодий применяют различные показатели. Один из наиболее употребительных показателей – гидротермический коэффициент – также был предложен Г. Т. Селяниновым.

Он представляет собой соотношение осадков и суммы активных температур. Этот показатель используют и для определения влагообеспеченности территории с подразделением ее на очень сухую (гидротермический коэффициент меньше 0,3), сухую (0,4–0,5), засушливую (0,5–0,7), испытывающую недостаток влаги (0,8–1,0), отличающуюся равенством ее прихода и расхода (1,0), обладающую достаточным количеством влаги (1,0–1,5) и ее избытком (более 1,5).

С позиций географического изучения агроклиматических ресурсов большой интерес представляет также агроклиматическое районирование мира. В отечественных источниках за его основу обычно берут схему такого районирования, которая была разработана для Агроклиматического атласа мира, вышедшего в 1972 г. Она составлена с использованием двух главных уровней.

На первом уровне районирование проводилось по степени теплообеспеченности с выделением следующих тепловых поясов и подпоясов:

– холодного пояса с коротким периодом вегетации, где сумма активных температур не превышает 1000 °C, а земледелие в открытом грунте практически невозможно;

– прохладного пояса, где теплообеспеченность возрастает от 1000 °C на севере до 2000 °C на юге, что позволяет выращивать некоторые нетребовательные к теплу культуры, да и то при очаговом земледелии;

– умеренного пояса, где теплообеспеченность изменяется в пределах от 2000 до 4000 °C, а продолжительность вегетационного периода колеблется от 60 до 200 дней, что создает возможности для массового земледелия с широким набором культур (этот пояс подразделяется на два подпояса – типично умеренный и теплоумеренный);

– теплого (субтропического) пояса с суммой активных температур от 4000 до 8000 °C, что позволяет расширить ассортимент сельскохозяйственных культур, введя в него теплолюбивые субтропические виды (в нем также выделяют два подпояса – умеренно теплый и типично теплый);

– жаркого пояса, где сумма активных температур повсеместно превышает 8000 °C, а иногда и 10 000 °C, что позволяет выращивать характерные для тропических и экваториальных зон культуры в течение всего года.

На втором уровне агроклиматического районирования термические пояса и подпояса подразделяются еще на 16 областей, выделяемых в зависимости от режима увлажнения (избыточного, достаточного, недостаточного – в течение как всего года, так и отдельных его сезонов).

Эту же классификацию, но обычно ограниченную первым уровнем и несколько упрощенную, применяют и в учебных атласах, в том числе в школьных. По соответствующим картам нетрудно ознакомиться и с ареалами распространения отдельных термических поясов. Можно определить также, что территория России находится в пределах трех поясов – холодного, прохладного и умеренного. Вот почему основную ее часть занимают земли с низкой и пониженной биологической продуктивностью и сравнительно небольшую – со средней продуктивностью. Ареалы с высокой и очень высокой продуктивностью в ее пределах фактически отсутствуют.

Источник: StudFiles.net