Проблемы использования климатических ресурсов


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.


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

Что такое климатические и космические ресурсы?

Практически все современные разработки, направленные на аккумуляцию альтернативных источников энергии, базируются на климатических ресурсах. Как правило, выделяют четыре группы таких источников: солнечный свет, ветер, влагу и тепло. Это основной набор, формирующий агроклиматическую базу для работы сельскохозяйственных предприятий. Важно понимать, что далеко не все климатические природные ресурсы используются в полном объеме. Так, при всей ценности солнечного света, пока еще нет явных подтверждений, что аккумулирующие средства такого типа могут заменить традиционные виды переработки энергии. Тем не менее неисчерпаемость данного ресурса является серьезной мотивацией для работы в этой области.

Что касается ресурсов космического происхождения, то они в некоторых областях перекликаются с климатическими. Например, в данной отрасли также предполагается использование солнечной энергии. В целом же космические ресурсы – это принципиально новый вид энергетики, особенностью которого является задействование внеатмосферных спутников и станций.


Применение климатических ресурсов

Главным потребителем таких ресурсов является агротехническое хозяйство. По сравнению с традиционными станциями по переработке природной энергии свет, влага и тепло формируют в некотором роде пассивное воздействие, способствующее развитию сельскохозяйственных культур. Следовательно, человек может использовать климатические ресурсы только в первоначальном виде естественного снабжения.

Но это вовсе не значит, что он не может контролировать их взаимодействие с получателями энергии. Устройство теплиц, защита от солнца и установка ветровых барьеров – все это можно отнести к мерам регуляции влияния природных явлений на агротехническую деятельность. С другой стороны, ветровая и солнечная энергии вполне могут использоваться как ресурсы для выработки электричества. Для этих целей разрабатываются фотопанели, станции с аккумуляцией воздушных потоков и т. д.

Климатические ресурсы России

Территория страны охватывает несколько зон, которые отличаются разными климатическими характеристиками. Данный аспект обуславливает и разнообразие способов применения получаемой энергии. Среди важнейших характеристик воздействия ресурсов данного типа можно выделить оптимальный коэффициент увлажнения, среднюю продолжительность и мощность снежного покрова, а также благоприятный температурный режим (значение в среднесуточном измерении составляет 10 °С).


Неравномерность, с которой распределены климатические ресурсы России по разным регионам, налагает и ограничения на развитие сельского хозяйства. Например, северные регионы отличаются избыточным увлажнением и недостатком тепла, что позволяет заниматься только очаговым земледелием и тепличным хозяйством. В южной части, напротив, условия благоприятствуют выращиванию множества сельхозкультур, среди которых пшеница, рожь, овес и т. д. Достаточные показатели тепла и света также способствуют развитию животноводства в этом регионе

Применение космических ресурсов

Энергетические ресурсы космоса как средство практического применения на Земле рассматривались еще в 1970-х годах. С того времени начинается разработка технологической основы, которая бы сделала реальным альтернативное обеспечение электроэнергией. В качестве основных источников в этом случае рассматриваются Солнце и Луна. Но, независимо от характера применения, и климатические, и космические ресурсы требуют создания соответствующей инфраструктуры для передачи и аккумуляции энергии.

Наиболее перспективными направлениями реализации данной идеи является создание лунной энергетической станции. Также ведутся разработки новых излучающих антенн и солнечных батарей, управление которыми должно осуществляться земными пунктами обслуживания.

Технологии преобразования космической энергии

Даже при условии успешной трансляции солнечной энергии потребуются средства ее преобразования. Самым эффективным на данный момент инструментом для выполнения этой задачи является фотоэлемент. Это устройство, которое осуществляет преобразование энергетического потенциала фотонов в привычное электричество.

Надо отметить, что климатические и космические ресурсы в некоторых сферах объединяются как раз применением такого оборудования. Фотопанели используют в сельском хозяйстве, хотя принцип конечного потребления несколько иной. Так, если в классической формуле использования агроклиматических ресурсов предполагается естественное их потребление объектами хозяйственной деятельности, то солнечные аккумуляторы сначала вырабатывают электричество, которое в дальнейшем может применяться для самых разных нужд сельского хозяйства.

Значение климатических и космических ресурсов

На современном этапе технологического прогресса человек активно занимается альтернативными источниками энергии. Несмотря на это, основу энергетического сырья все же составляют климат и климатические ресурсы, которые могут быть представлены в разных формах. Наряду с гидроресурсами, агрокомплекс выступает платформой, которая имеет важнейшее значение для жизнедеятельности людей.

Пока менее очевидна польза от космической энергетики, но в перспективе не исключено, что эта отрасль станет доминирующей. Хотя сложно представить, что альтернативные источники в таких масштабах смогут когда-нибудь превзойти по важности земной энергетический потенциал. Так или иначе, климатические ресурсы могут предоставить огромные возможности в плане обеспечения нужд промышленности и бытовой сферы в электроэнергии.

Проблемы освоения ресурсов

Если космическая энергетика пока еще находится на этапе теоретической разработки, то с агроклиматической базой все более определенно. Прямое пользование данными ресурсами в том же сельском хозяйстве успешно организуется на разных уровнях, и от человека требуется только регулировать эксплуатацию с точки зрения рационального пользования. Но в качестве источников для переработки энергии климат и климатические ресурсы пока еще недостаточно освоены. Хотя подобные проекты технически давно реализуются в разных видах, их практическая ценность вызывает сомнения из-за финансовой нецелесообразности применения.

Заключение

Подходы к выработке и распределению энергии все же зависят от потребностей конечного пользователя. На параметрах требуемого снабжения и основывается выбор источников, которые позволяют обеспечивать жизнедеятельность в разных сферах. За комплексное обеспечение отвечают многие источники, среди которых и климатические. Космические ресурсы в этом процессе практически не участвуют. Возможно, в ближайшие годы на фоне развития технологий специалисты смогут получать такого рода энергию в массовом порядке, но пока об этом говорить рано. Отчасти успешной аккумуляции космических ресурсов препятствует недостаточный уровень технологического обеспечения, но нет однозначного мнения и о финансовой выгоде от подобных проектов.

Источник: FB.ru

1. Одним из направлений освоения космических ресурсов может стать космическая энергетика, а точнее – ее излучения, в качестве неиссякаемого источника энергии.
Проекты в сфере использования Солнечного излучения уже разрабатываются учеными. На поверхности планеты для использования этого ресурса имеются ограничения, такие как пыль, облака. Ночью солнечные батареи не работают совсем. В космосе таких помех нет. Космическая энергетика даст возможность прекратить истощение земных запасов угля, нефти, торфа, используемых для обогрева.
В плане добычи полезных ископаемых также имеет смысл обратить свой взгляд в космос. В Солнечной системе хватает необходимых для землян элементов. Например, ближайшее к нам небесное тело – Луна, имеет состав коры, схожий с земной. Оттуда можно привозить гелий и титан.
На Марсе ученые предполагают наличие гораздо более чистых металлических руд, чем на Земле. Там будет добываться медь, олово, свинец, никель, кобальт, железо. Кроме того, Марс станет поставщиком редких металлов: скандий, рутений, торий. Но проблема в том, что все это обойдется очень дорого.
2. Климатические ресурсы — это свойства климата, которые можно использовать в хозяйстве (солнечная и ветровая энергии) . Климатические ресурсы неисчерпаемы, но содержание кислорода в атмосфере за последние 50 лет уменьшилось на 0,02%. Это объясняется сжиганием органического топлива и технологическими процессами, потребляющими кислород.
Ветровая энергия неисчерпаемая, дешевая, не загрязняет окружающую среду, но создает шумовое загрязнение. Препятствием в освоении ветровой энергии является ее непостоянство.
Свойства климата, которые можно использовать в хозяйственной деятельности человека, называются агроклиматическими ресурсами. Агроклиматические ресурсы влияют на сельское хозяйство и состоят из:
солнечной энергии, которая необходима для жизнедеятельности; показателей суммы атмосферных осадков за год и вегетационного периода; снежного покрова и создаваемого им запаса влаги. В каждой стране агроклиматические ресурсы различны. Они при потреблении не уничтожаются, но могут ухудшаться и даже становиться вредными для здоровья людей и самой жизни.

Источник: sprashivalka.com


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.