Природа и цивилиция
РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Реферат
на тему: “Природа и цивилиция ”
Выполнил студент 4 курса 5 группы
Дейниченко Андрей
Ростов – на – Дону
2005
Влияние деятельности человека на климат.
Человек воздействовал на климат с тех пор, как начал вырубать и выжигать леса, распахивать земли, засаживать территории различными видами растительности и т.д. в настоящее время человек менять климат со значительно большим размахом. Он создает новые водохранилища и каналы, изменяет русла крупных рек, осушает болота, продолжает уничтожать леса и делает в этом плане еще многое другое. На климате обязательно отразится и загрязнение Мирового океана нефтяными продуктами. Нефтяная пленка на водах Мирового океана меняет теплообмен и влагообмен между океаном и атмосферой. Человек изменяет климат и путем сжигания топлива. При этом одновременно в атмосферу выбрасывается водяной пар. Кстати, поступление водяного пара в атмосферу увеличивается и в результате функционирования оросительных систем. Испытания ядерного оружия также внесли и вносят свою лепту в изменение климата. При этом в атмосфере накапливается аэрозоль, окислы азота, радиоуглерод и другие составляющие, которые эффективно разрушают озонный слой. Топливно-энергетический комплекс мира непрерывно растет, а значит, и выбросы в атмосферу. Кроме того, при сжигании веществ человек изменяет свойства подстилающей поверхности. После этого она будет по-иному отражать солнечное излучение, а также будет оказывать влияние на обмен веществом между земной поверхностью и атмосферой. Выбросы отходов топливного процесса прямо в воды океана и атмосферы завершают картину.
Несложно определить, как изменится окружающая среда при таком потреблении энергии. Вся энергия в конце концов перейдет в тепло и рассеется в окружающем пространстве – в атмосфере, а также в водах, суше и океане. Но повышать температуру Земли и ее атмосферы нельзя. Есть предел допустимого потепления климата. Но оценки показывают, что прямым нагреванием этот предел не будет достигнут, так что в этом смысле опасности нет. Более опасно то, что тепловая энергия, выделяемая в конце концов в атмосферу, в определенных регионах очень большая. Например, в Манхэттене на каждый квадратный метр расходуется 150 Вт энергии. По аналогичной причине в центре городов температура на несколько градусов выше, чем в окружающих районах. Имеются обширные территории, такие как Япония, Рурский район, Восток США и др., где тепловые нагрузки составляют в среднем 5-6 Вт на квадратный метр. Размеры этих регионов сопоставимы с размерами воздушных масс, которые определяют погоду. Для того, чтобы изменить циркуляцию атмосферного газа в ограниченном регионе, надо добавить в атмосферу 2-3 Вт на каждый квадратный метр. Как видим добавляется значительно больше. Конечно, в результате этого температура Земли не повысится, но
может произойти значительное перераспределение энергии, поскольку изменится динамика атмосферного газа.
С помощью компьютеров климатологи рассчитали, к чему может привести сильное рассредоточение источников энергии. Такие расчеты сейчас принято называть численными экспериментами. Так вот, задавались различные исходные условия, близкие к прогнозируемым на будущее. Для нас важно знать – влияет ли на климат тепло, поступающее в атмосферу от потребителей энергии, и если влияет, то насколько. На основании результатов всех проведенных расчетов можно заключить, что при завышенных примерно в 10 раз тепловых выбросах должно произойти существенное изменение режима погоды. Эффекты воздействия постепенно будут распространяться от района воздействия. Уже через полтора месяца эффект от такого теплового воздействия распространится на все северное полушарие. Любопытно, что под действием гипотетических тепловых источников, для которых велись расчеты и которые располагались в районе Востока США, в тропической зоне сформировались новые области интенсивных ливневых осадков, которых согласно начальным условиям проводимых расчетов там не было. Расчеты показали, что тепловые выбросы могут повысить даже среднюю глобальную температуру. Это происходит из-за увеличения парникового эффекта, поскольку количество водяного пара в атмосфере увеличивается. Остается ответить на вопрос – когда мы будем осуществлять такие по величине тепловые выбросы, для которых велись расчеты. Оптимисты считают, что через 50 лет. На самом деле этот срок может сократиться в несколько раз. Тем не менее, если при современных тепловых выбросах и не происходит по этой причине глобальных изменений климата, но изменения региональные, местные несомненно происходят и будут происходить в будущем. От этого климат не потеплеет, но различные климатические аномалии будут учащаться. Собственно мы уже это наблюдаем. И если они будут учащаться с большим темпом, то неизвестно, что лучше – глобальное потепление или ежедневно проносящиеся торнадо. На специальном языке это называется изменением циркуляцинного режима атмосферы и увеличением повторяемости климатических аномалий.
В результате своей
технологической деятельности
поступающее в атмосферу.
С начала индустриального развития общества количество углекислого газа в атмосфере непрерывно растет. С 1860г. по 1975г. в атмосферу поступило 240 Гт углерода. Одна Гт равна миллиарду тонн. Из них около 95 Гт поступило за счет вырубки и сжигания лесов, а 146 Гт поступило в атмосферу непосредственно за счет сжигания ископаемого топлива. Часть углерода ушла на образование углекислого газа. Осталось в атмосфере нетронутым около 82,5 Гт углерода, поступившего в результате деятельности человека. Примерно 30% из этого углерода остаются в атмосфере, а остальные 70% переходят в океан и биосферу. Как известно, углерод и углекислый газ, поступают в атмосферу из биосферы. В середине нашего столетия больше углерода поступало в атмосферу за счет этого источника, чем за счет сжигания топлива. Но в наше время ситуация в корне изменилась – при сжигании топлива в атмосферу забрасывается примерно в 2,5 раза больше углерода, чем то количество, которое поступает из биосферы.
По расчетам специалистов
радикальных изменений в
Биосфера Земли в процессе синтеза поглощает углекислый газ. А углерод хранится в стволах деревьев, в почве, перегное, листве и др. Оценено, что во всей биосфере содержится около 835 Гт углерода. 90%его сосредоточено в лесах.
Однако основным источником углерода является океан. В водах Мирового океана хранятся излишки углекислого газа техногенного происхождения. Незначительная часть углерода, около 600-750 Гт, содержится в верхнем слое толщиной 75 м, который всегда хорошо перемешан. Этот слой называется деятельным океаном. Основная же часть углерода Мирового океана, которая примерно в 50 раз превышает количество углерода в атмосфере, содержится в глубинном океане, ниже 75 м. Эта часть океанической воды плохо перемешивается. Углерод содержится и в почве. Его там примерно 1-3 тыс. Гт. Основным источником его является торф.
Скорость обмена
углекислым газом между
существенно затруднит выход углекислого газа из воды.
Все эти данные
надо знать для того, чтобы
реалистично оценить
Так или иначе
увеличение концентрации
Проблема углекислого газа не единственная. Фреоны также способны создавать парниковый эффект. Они поступают в атмосферу в процессе их применения в различных промышленных и бытовых установках, таких как рефрижераторы, холодильники, кондиционеры и т.п. они выбрасываются в атмосферу и при использовании различных товаров широкого потребления. Это различные аэрозольные парфюмерные и косметические товары, инсектицидные препараты, лаки, краски и т.п. примерно 85-87% всех произведенных фреонов попадает в атмосферу. Поскольку фреоны в атмосфере живут десятки лет, они там накапливаются. Это и создает опасность.
Фреоны опасны прежде всего тем, что в химических реакциях разрушают молекулы
озона, а значит и озонный слой. Последствия этого очевидны, поскольку озонный слой защищает биосферу и всех нас в том числе от губительного действия ультрафиолетового излучения Солнца.
Способность поглощать
инфракрасное излучение у
В принципе надо рассматривать действие малых составляющих атмосферы не по отдельности, а совокупно, всех вместе и одновременно. Ведь некоторые из них не повышают температуру атмосферы, а, наоборот компенсируют влияние других малых составляющих. Прежде всего надо рассматривать азотный цикл в атмосфере, который функционирует в результате сжигания топлива, ядерных взрывов, а также внесения азотных удобрений и др. В этих процессах образуются азотные соединения, которые играют очень важную роль в фотохимии озона, а также в поглощении коротковолнового солнечного излучения. Необходимо анализировать и сернистый цикл. Речь идет главным образом о двуокиси серы, которую человек выбрасывает в атмосферу в результате различных технологических процессов. При этом сера окисляется и в конце концов переходит в аэрозоль. Серная кислота, которая образуется при соединении двуокиси серы с водой, попадает в облака. С осадками она переносится в почву и окисляет ее. Попадает она и водоемы со всеми отсюда вытекающими последствиями.
В настоящее время над городами и городскими районами содержится в среднем не менее 100 мг аэрозоля в каждом кубическом метре воздуха. За пределами городских зон аэрозоля примерно в 5 раз меньше. Аэрозоль оказывает влияние на биосферу и здоровье людей.
Большое количество серы попадает в атмосферу в результате сжигания топлива. И в скором будущем количество серы за счет сжигания топлива в 10 и более раз превысит то, которое обязано своим образованием извержениям самых мощных вулканов.
Поскольку мелкодисперсный аэрозоль рассеивает коротковолновое солнечное излучение, а значит, уменьшает солнечную энергию, приходящую к Земле и к тропосфере, то тем самым он работает на похолодание климата, поскольку атмосфера при этом должна охлаждаться. Но частицы аэрозоля не только рассеивают коротковолновое солнечное излучение, но и поглощают его. А при поглощении энергия солнечного излучения идет на нагрев атмосферы. Поэтому очень важно оценить, что больше, что меньше, то есть какова роль поглощения.
Говоря о влиянии деятельности человека на климат, мы должны учитывать и то, что человек меняет поверхность Земли. При этом меняется отражательная особенность отражательной поверхности. Уменьшение площадей леса меняет в корне биохимический, водяной и энергетический циклы. Результат оголения поверхности от леса в конце концов приводит к осушению атмосферы. Важно не только то, что в результате вырубки и выжигания лесов увеличивается отражательная способность поверхности. Важно и другое – при этом параметр шероховатой поверхности уменьшается с 14,9 до 3 см. В результате поверхностное торможение изменится, угол отклонения ветра от изобар уменьшится. Значит, изменится атмосферное давление, изменятся вертикальные потоки и, в конце концов, изменится циркуляция атмосферы в целом.
Шероховатость поверхности и ее отражательная способность меняются не только в результате уничтожения лесов, но и при строительстве водохранилищ, городов, дорог и т.п. очень наглядна и поучительна ситуация с пустынями. Они расположены в основном в субтропической зоне. Отражательная способность пустынь очень высокая – около 35%. Это значит, что более трети приходящей от Солнца энергии отражается обратно. Окружающие пустыню районы отражают значительно меньше коротковолнового излучения Солнца. Но, кроме того, пустыни теряют энергию и в длинноволновом диапазоне, поскольку в воздухе почти нет водяного пара и это излучение не задерживается атмосферой. Таким образом, пустыни – это зоны потерь энергии. Такими же зонами являются и полярные районы. Эта способность пустынь является причиной того, что восходящие движения воздуха подавляются и формируются направленные вниз вертикальные движения воздуха. По этой причине воздух еще больше удаляется от состояния насыщения. Если в прилегающих к пустыне районах уничтожается растительность, то там увеличивается отражательная способность земной поверхности и эти районы постепенно будут превращаться в пустыни. То же следует ожидать и от уничтожения тропических лесов. Нисходящие вертикальные движения воздуха, характерные для пустынь, иссушают земную поверхность и превращают ее в пустыню. Причин превращения плодородных земель и лесов в пустыни много. Это и перенаселение этих территорий, и чрезмерное использование пастбищ, и чрезмерно интенсивная обработка земли, и т.п.
Отражательная способность
Мирового океана меняется в
случае разливов нефти и
количества перемешивается с более глубокими слоями воды за одни сутки. Образовавшаяся пленка из нефти через несколько суток также рассасывается, растворяется в воде. Биологические и экологические последствия от разлива нефти в Мировом океане крайне неблагоприятны.
Если же нефть разольется
на поверхности льда, то это
изменит его отражательную
Рациональное природопользование.
Оценка ситуации,
к которой мы пришли на
Существует два подхода к
экономии ресурсов. Первый – повсеместное
наведение порядка,
Второй же подход базируется
на всемирном ускорении научно-
Столь сложная и многоплановая задача предусматривает создание, широкое промышленное освоение ресурсосберегающих и безотходных технологий получения и обработки различных материалов, в том числе и принципиально новых, совершенствование правил и норм как проектирования, так и конструирования, научно обоснованные нормы расходы материалов и, бесспорно, повышение надежности и долговечности машин, механизмов, самых разнообразных сооружений.
Новые материалы. Именно
их применение дает
Важная задача в решении
проблемы ресурсосбережения –
борьба с коррозией металлов.
Потери от нее во всех
Среди разработок ученых немало таких, которые позволяют усиленно бороться с коррозией. К примеру, большой экономический эффект в защите деталей турбин энергетических транспортных газотурбинных установок дает технология нанесения двухслойных металлокерамических покрытий.
Чрезвычайно перспективное
направление экономии металла
и повышения срока
органы почвообрабатывающих
Не менее важна наплавка
для восстановление изношенных
деталей. Приобретая вторую
Уровень материалоемкости
Несомненно, решение столь сложной
и многоплановой проблемы, какой
является снижение
Прежде всего необходимо значительно сблизить фундаментальные исследования и науно-технические проблемы большого хозяйственного значения, нацелиться на получение результатов в виде крупных технологий, которые обеспечат комплексную, всестороннюю модернизацию и отдельных предприятий, и целых отраслей экономики.
Второе, чего нужно добиться
и о чем уже шла речь, - широкомаштабность
внедрения. Сотни, иногда
Конечно, успех таких
Увеличение производительности труда, его интенсификация, расширение ассортимента продукции, появление новых производств, резкое снижение сроков морального износа техники – все это неминуемо ведет к активизации вовлечения природных ресурсов в хозяйственный оборот. Другая сторона такого процесса – возрастающее загрязнение окружающей среды выбросами, стоками, отходами.
В то же время всем ясно,
что пора дешевизны и
Главный резерв сбережения
энергии и ресурсов лежит в
ускоренном внедрении новейших
достижений научно-
Эффективность появления новых материалов специалисты обычно оценивают, исходя из конечного результата общего ресурсосбережения – трудового, материального, энергетического, которое оно за собой влечет. При этом ресурсосберегающее материальное замещение, как правило, относится к одному из трех типов – однородному, функциональному или технологическому.
Однородное замещение
О функциональном замещении
говорят тогда, когда один
И наконец, технологическое
замещение. Речь идет о новых
технологиях, таких как
Большой эффект может
дать и политика
Все наши усилия нужно
направить на энергосбережение
во всех сферах материального
производства и быта, а не на
создание новых и новых

- Природа и человек
- Природа и человек
- Природа и человек
- Природа и человек. Вода - источник жизни
- Природа и человек на раннем этапе человеческого развития
- Природа и человек. Природа человека
- Природа и экология природопользования
- Природа и сущность человека
- Природа и сущность этнонациональных конфликтов
- Природа и типология конфликтов
- Природа и типология политического лидерства
- Природа и философские
- Природа и функции политической власти
- Природа и функции политической власти