- •Глобальные методы наблюдения и экологическое прогНоЗирование: учебное пособие
- •«Глобальные методы наблюдения и экологическое прогнозирование»
- •020801 (013100) «Экология» и 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»
- •Введение.
- •Часть 1. Глобальные проблемы человечества в 21 веке.
- •1.1. Глобальные демографические проблемы населения нашей планеты.
- •1. 1.1. Динамика численности населения Земли.
- •1. 1. 2. Демографический взрыв хх века
- •1. 1. 3. Изобилие или голод
- •Проблемы экологии и безопасности ближнего космоса.
- •1.2.1. Техногенный мусор – происхождение и классификация.
- •1. 2. 2. Плотность загрязнения ближнего космоса и вероятность столкновения космических объектов с техногенным мусором.
- •1. 2. 3. Повреждения и разрушения космических аппаратов.
- •1. 2. 4. Перспективы решения проблемы засорения ближнего космоса в настоящее время.
- •Проблемы изменения климата Земли.
- •1. 3. 1. Парниковый эффект.
- •1. 3. 2. Киотский протокол.
- •1.4. Проблемы истощения озонового слоя.
- •1. 4. 1. Роль озонового слоя.
- •1. 4. 2. Естественные процессы образования и разрушения озона в стратосфере.
- •1. 4. 3. Техногенные изменения озонового слоя.
- •1. 4. 4. Открытие озоновых дыр в стратосфере.
- •1. 4. 5. Механизм возникновения озоновых дыр в стратосфере.
- •1. 4. 6. Международная защита озонового слоя Земли.
- •1. 4. 7. Озоновый щит над Россией.
- •Часть 2. Объекты экологии и задачи экодиагностики
- •2. 1. Терминология.
- •2. 2. Основные термины и определения.
- •2. 3. Дополнительные специальные термины для экодиагностики.
- •2. 4. Задачи экодиагностики.
- •2. 4. 1. Стандарты и нормативные документы.
- •1. К охране атмосферы относятся:
- •2. 5. Основные задачи.
- •2. 6. Технологии диагностирования.
- •Часть 3. Радиационный экологический мониторинг
- •3. 1. Физические основы
- •3. 2. Диагностика радиоактивного загрязнения атмосферы.
- •3. 3. Диагностика радиоактивного загрязнения воды.
- •3. 4. Диагностика радиоактивного загрязнения территорий.
- •Часть 4. Радиоволновой экологический мониторинг.
- •4. 1. Радиоволновые методы экодиагностики.
- •4. 2. Мониторинг земного покрова.
- •4. 3. Мониторинг водных систем.
- •4. 4. Мониторинг атмосферы.
- •Часть 5. Оптический экологический мониторинг.
- •5. 1. Оптический контроль атмосферы.
- •5. 1.1. Физические основы и классификация оптических методов диагностики.
- •5. 1. 2. Лидарные методы.
- •5. 1. 3. Нефелометрические и трассовые методы диагностик аэрозолей.
- •5. 1. 4. Оптические счетчики аэрозолей.
- •5. 1. 5. Методы диагностики газообразных соединений.
- •5. 2. Диагностирование поверхности Земли.
- •5. 2. 1. Задачи и диагностическая модель.
- •5. 2.2. Аппаратура.
- •Диагностирование водной среды.
- •5. 3. 1. Задачи и физическая модель.
- •Часть 6. Тепловая экологическая диагностика.
- •6. 1. Задачи тепловой диагностики.
- •6. 2. Физические основы и элементная база тепловой диагностики.
- •6. 3. Средства контроля температуры.
- •6. 4. Технология проведения тепловой диагностики.
- •6. 5. Применение тепловой экодиагностики.
- •6.5. 1. Тепловая диагностика атмосферы.
- •6. 5. 2. Тепловая диагностика гидросферы.
- •Часть 7. Химико-аналитический экологический мониторинг.
- •7. 1. Влияние химических продуктов на окружающую среду.
- •7. 2. Химико – аналитическая экологическая диагностика (хаэд).
- •7. 3. Универсальные комплексы хаэд.
- •Часть 8. Экологическое прогнозирование.
- •8. 1. Экологическое моделирование.
- •Экологическое моделирование глобального типа.
Введение.
В настоящее время все актуальнее становятся слова В. И. Вернадского о том, что промышленная и хозяйственная деятельность человека становится мощной геологической силой, способной изменить мир, поставив его на грань глобальной экологической катастрофы. Интенсивное развитие промышленности, ядерной энергетики, синтез и применение миллионов новых химических соединений, многие из которых обладают опасными для человека и природы свойствами. Развитие средств транспорта наземного, водного, воздушного и космического базирования приводит к интенсивной антропогенной дестабилизации окружающей среды, уменьшению доли сохранившейся естественной территории, разрушению экологических ниш для многих видов животных и растений.
Существенное ухудшение условий жизни человека на Земле в связи с участившимися техногенными и природными катастрофами предопределили повышенное внимание к вопросам регламентации мер по экологической безопасности, управлению качеством окружающей среды, созданию новых специализированных диагностических средств и технологий.
Защита окружающей среды и человека начинается прежде всего с диагностирования, поэтому представляет несомненный интерес информация об основных методах и средствах экологической диагностики (экодиагностики) для оценки состояния экосистемы, под которой подразумевается стабильное во времени экологически функциональное единство среды обитания и живых существ, населяющих биосферу.
Экодиагностика – одно из наиболее динамически и быстро развивающихся диагностических направлений последнего времени. Она использует результаты многолетних статистических экологических исследований, которые позволяют определить благоприятное для экосферы состояние природной среды, влияние космических и внутренних процессов, разработать математические модели этих состояний.
Эффективность экодиагностики оценивается по конечным результатам потерь от чрезвычайных ситуаций, производительностью и точностью диагностирования, затратами на создание технологий и техники, изготовление образцов, разработку алгоритмов диагностирования и т. д. Все это в свою очередь требует создания все более совершенных средств экологической диагностики для контроля над окружающей средой и выявления источников загрязнений воздушной, водной и наземной среды.
Учебное пособие посвящено изложению отечественного и мирового уровня разработки приборов, устройств и комплексов наземного, водного, воздушного и космического базирования для контактного и дистанционного анализа состояния атмосферы, водных ресурсов и литосферы, а также методы прогнозирования экологической обстановки в ближайшем и далеком будущем.
Часть 1. Глобальные проблемы человечества в 21 веке.
Признанный во всем мире лауреат Нобелевской премии академик Петр Леонидович Капица, почетный член Британской и ряда других академий, выступая перед учеными Англии в 1976 году, дал перечень важнейших (глобальных) проблем человечества, от решения которых зависит дальнейшее существование населения нашей планеты:
Рост народонаселения;
Потребность в энергетических ресурсах;
Потребность в промышленном сырье (природных ресурсах);
Рост загрязнения окружающей среды (включая ближний космос).