Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
HOS_otvety_na_voprosy_1_chast_1-32_KROMYe_5_25_...doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
21.09.2019
Размер:
999.94 Кб
Скачать

4. Радиационный и тепловой баланс земли. Тепловые загрязнения

Основным источником энергии для всех процессов, происходящих в биосфере, является солнечное излучение. Основная часть коротковолнового (КВ) солнечного излучения достигает земной поверхности. А некоторая часть рассеивается и поглощается парами воды, О3, СО2, аэрозолями, содержащимися в атмосфере.

Рассеяние падающей радиации Солнца обусловлено процессами взаимодействия излучения с атомами, молекулами газов и аэрозольными частицами. Прямая и рассеянная компоненты солнечного излучения, достигая земной поверхности, частично поглощаются земной поверхностью, а часть падающего излучения отражается от нее. Отражательная способность тел хар-ся величиной альбедо (отношение отраженной мощности к мощности падающего потока).

Под действием падающего солнечного потока в результате его поглощения земная поверхность нагревается и становится источником длинноволнового (ДВ) излучения, направленного к атмосфере. Атмосфера, с другой стороны, также является источником ДВ-излучения, направленного к Земле. При этом возникает взаимный теплообмен между земной поверхностью и атмосферой. Разность между КВ-излучением, поглощенным земной поверхностью и эффективным излучением называется радиационным балансом. Преобразование энергии солнечной КВ-радиации при поглощении ее земной поверхностью и атмосферой, теплообмен между ними составляют тепловой баланс Земли.

Парниковый эффект, заключается в том, что КВ-радиация вызывает нагрев земной поверхности, а ДВ-излучение от земли задерживается атмосферой, уменьшая при этом теплоотдачу Земли в космос. Атмосфера как теплоизолирующей оболочка. Увеличение процентного содержания СО2, паров Н2О, аэрозолей и т.п.будет усиливать парниковый эффект, что приводит к увеличению средней температуры нижнего слоя атмосферы и потеплению климата. Основным источником теплового излучения атмосферы является земная поверхность.

Атмосфера получает тепловую энергию от трех источников: от Солнца (интенсивность 80 Вт/м2); теплоты от конденсации водяного пара, приходящей от земной поверхности (88 Вт/м2); турбулентного теплообмена между Землей и атмосферой (17 Вт/м2).

Сумма (185 Вт/м2) = тепловым потерям атмосферы в виде ДВ-излучения в космическое пространство.

Тепловые загрязнения.

Реальный тепловой баланс Земли и атмосферы отличается от рассмотренного выше, т.к его сложно определить количественно. Еще труднее оценить те процессы, которые влияют на этот баланс за счет техногенной деятельности. Например, увеличение определенных газов и аэрозолей в атмосфере, с одной стороны, несколько уменьшают падающую солнечную радиацию. А песчаные пустыни и участки вырубленного леса, с другой стороны, больше отражают падающую солнечную радиацию обратно в космос. Еще определенное влияние на тепловой баланс нашей планеты оказывают тепловые загрязнения в виде сбросового тепла в водоемы, реки, в атмосферу, главным образом, топливно-энергетического комплекса и, в меньшей степени, от промышленности.

Точный расчет теплового загрязнения окружающей среды и его контроль включают анализ многих параметров и учет многих взаимосвязанных процессов, вызванных техногенной деятельностью современного общества.

Известно, что потребность населения в энергии удовлетворяется за счет электрической энергии. Большая часть электрической энергии получается за счет преобразования тепловой энергии, выделяющееся при сгорании органического топлива. Доля электрической энергии, получаемой за счет атомных станций и других нетрадиционных возобновляемых источников энергии, в большинстве стран невелика.

Путем преобразования энергии органического топлива примерно 30% энергии топлива превращается в электрическую энергию, а 2/3 энергии загрязняет атмосферу продуктами сгорания, и явл. тепловым загрязнением. С увеличением потребления будет увеличиваться загрязнение окружающей среды, если не принимать специальных мер. Тепловое загрязнение водоемов и атмосферы происходит при эксплуатации атомных электростанций. В настоящее время установлена закономерность общего повышения температуры водоемов, рек, атмосферы. Это приводит к изменению теплового режима водоемов, к возникновению нежелательных возд. потоков из-за повышения температуры в атмосфере, изменению влажн. возд. и солн. радиации и, в конечном случае, к изменению микроклимата.