Геоэкология - Голубев Г.Н.
ISBN 5-89118-059-6
Скачать (прямая ссылка):
д) Форма Земли не соответствует в точности какой-либо геометрической фигуре, но для текущих задач геоэкологии она может быть аппроксимирована как шар. Отсюда вытекают два важных следствия.
Во-первых, шарообразность Земли обеспечивает закономерное изменение от экватора к полюсам интенсивности солнечного излучения и накапливаемых за год сумм солнечной радиации. Это обстоятельство - основная причина формирования природных зон и ландшафтов Земли, то есть того ландшафтного разнообразия, которое столь отличает нашу планету от других.
Во-вторых, из-за шарообразности Земли площадь тропической зоны существенно больше умеренной, а тем более полярной зоны. Если разделить Землю по тридцатиградусным полосам по широте и затем сложить образовавшиеся полосы симметрично относительно эк-
ватора, то образуются три основные зоны: тропическая, умеренная и полярная. Площади этих зон заметно различаются:
Интервал, градусы широты Зона Площадь зоны, %% 30° с. ш. - 30° ю. ш. Тропическая 50 30° - 60° с. ш. и ю. ш. Умеренная 37 60° - 90° с. ш. и ю.ш. Полярная 13 Столь большие различия в площади зон указывают, при прочих равных условиях, на относительно более значительную для глобальной экологии роль процессов в тропической зоне и наименьшую - в полярной зоне.
П.З. Энергетические и вещественные особенности экосферы
Наиболее характерными особенностями любой сложной природной системы являются ее энергетическое и вещественное состояние и режим. В этой связи важнейшими факторами, определяющими режим и эволюцию экосферы, являются ее тепловой баланс и глобальные циклы вещества.
113.1. Тепловой баланс экосферы
Солнце - главный источник энергии, которая необходима для функционирования экосферы как системы. Общее количество солнечной энергии, достигающей верхней атмосферы, составляет 5,49-1024 джоулей за год. При этом поток солнечной радиации весьма мало изменяется во времени, обеспечивая устойчивую энергетику таких основных процессов экосферы, как, например, общая циркуляция атмосферы и океана, выветривание и денудация верхних горизонтов литосферы, глобальные биогеохимические циклы вещества, образование первичной биологической продукции и пр. В частности, затраты солнечной энергии на испарение воды с поверхности океанов и суши определяют один из основных механизмов системы -глобальный гидрологический цикл, или круговорот воды.
Заметим, что другой источник энергии экосферы - поток из недр Земли к ее поверхности - в 20-30 тысяч раз меньше, чем поступление энергии от Солнца, хотя этот поток все же весьма значителен.
43
Для сравнения укажем, что человек использует сейчас почти такое же количество энергии, как и поток из недр Земли. Это иллюстрация того, что роль человека уже соизмерима с крупными природными процессами.
Солнечную энергию, приходящую к верхней границе атмосферы, постигают затем сложные преобразования \ Она частично:
а) рассеивается в атмосфере,
б) отражается от нее в мировое пространство,
в) достигает поверхности Земли.
В среднем для Земли почти половина солнечной радиации, приходящей на верхнюю границу атмосферы, достигает поверхности океанов и суши. В свою очередь, эта доля солнечной энергии:
а) отражается от поверхности Земли в атмосферу и за ее пределы,
б) нагревает поверхность почвы и океанов,
в) расходуется на испарение воды.
С точки зрения энергетического баланса, экосфера - открытая система, потому что происходит свободный обмен энергией через границы системы. Несмотря на это, приходные и расходные части энергетического бюджета экосферы в высочайшей степени сбалансированы. Экосфера получает и теряет одинаковое количество энергии, что удерживает ее в относительно стабильном термическом состоянии. Долговременные изменения теплового баланса экосферы, как естественные, так и антропогенные, весьма малы по сравнению с основными компонентами теплового баланса, но именно эти изменения определяют вековые глобальные изменения климата.
В различных зонах поверхности Земли приток радиации не соответствует ее отдаче, так что радиационный баланс оказывается или положительным, или отрицательным, в полном соответствии с основными географическими закономерностями. Тепловое равновесие земной поверхности поддерживается межширотным обменом энергией посредством глобальной циркуляции атмосферы, а также и океана. Антропогенные изменения теплового баланса в отдельных точках или территориях (акваториях) могут вызывать изменения в циркуляции атмосферы с соответствующими воздействиями на климат.
Более детальные, количественные показатели теплового баланса Земли в целом, атмосферы и поверхности Земли можно найти в учебнике С.П.Хромова и М.А.Пет-росянца "Метеорология и климатология". М.: Изд-во МГУ, 1994. С. 241-244.
II. 3.2. Глобальные циклы вещества
Что касается обмена веществом, то он также происходит через границы экосферы, но интенсивность обмена по сравнению с потоками вещества внутри системы ничтожно мала. Из космоса, сквозь атмосферу на поверхность Земли выпадает примерно 40 млн. тонн метеоритного вещества в год. Процессы обмена веществом внутри экосферы отличаются значительно большими размерами. Например, реки мира выносят в океаны около 20 млрд. тонн наносов в год, или в две тысячи раз больше, чем привносится метеоритами. Поэтому можно сказать, что с точки зрения геоэкологии, Земля и ее экосфера -это закрытые системы.
