Навигация


Главная
УСЛУГИ
Гостевая книга
Правила пользования
Авторизация / Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Экологические знания - Добровольский ВВ
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая

212 Естественные процессы

Природа постоянно меняется, все в ней движется - от птицы к горе или материка Ничто не останавливается ни на минуту - ни живое вещество, ни косного Это движение, эти изменения характеризуются природными процессами, как ки по своей сути могут быть физическими, химическими, биологическими или комплексными Для осуществления всякого процесса нужна энергия, естественным первоисточником которой является Солнце и сама Земля Благодаря энергии ве вина перемещается, превращается, разрушается, создается в непрерывном процессе природных круговоротов Размеры преобразований зависят от свойств вещества и энергетического потенциала, что в выпад ку перемещения характеризуется зависимостью (5ю (5).

Анализ зависимости (5) с использованием данных табл 22 обнаруживает, что наиболее подвижной из приведенных природных веществ вследствие малой плотности является атмосферный воздух Для перемещения одного кубометра воды с определенной ственной скоростью необходимо потратить почти в тысячу раз больше энергии, чем для такого же перемещение воздухтря.

Солнечная энергия является причиной перемещения воздушных масс в атмосфере, наглядно показывается с помощью уравнения состояния воздуха

де ∆T— зміна температури внаслідок підігріву (К); Q - поглинена енергія (ккал; кДж); М— маса речовини (кг); с — питома теплоємність, котра для повітря приземного шару дорівнює 0,24 ккал/(кг*град д) (1,0 кДж / (кг * град).

От того, насколько прогреется воздух, зависит его температура и, как правило, плотность Легкое воздух поднимается вверх, тяжелее (т.е. холоднее) - вниз Особенности нагрева зависят от времени суток, в особенностей рельефа местности и многих других факторов В планетарном масштабе это явление проявляется в том, что больше прогреваются тропические районы, и там наблюдается постоянный мощный по ток нагретого воздуха вверх на несколько километров На высоте 10-17 километров воздуха растекается от экватора на юг и на север На смену теплому воздуху на экватор движутся земной поверхностью встречные потоки более холодного воздуха Вращение планеты отклоняет потоки - верхние становятся западными, а нижние - восточными, которые называются пассатамсатами.

В глобальном циркуляционном кругу воздуха изменяется не только его температура Поднявшись над тропиками на высоту более 10 километров, воздух сильно охлаждается и теряет почти всю влагу Сухая сооб итря снижается, нагревается у земной поверхности и движется дальше как суховей Именно на этих широтах (25-30 градусов) размещаются пустыни: Сахара и Калахари в Африке, Аравийская и Тар в Азии, пустыня в австралолії.

Важным элементом тропосферы есть облака - накопление очень маленьких капелек воды, которые покрывают почти половину поверхности планеты Облака собираются поверхностными ветрами, которые, в свою очередь, вызываются снижением давления на отдельной территории земной поверхности Область пониженного давления называется циклоном антициклон называется область повышенного атмосферного давления у поверхности Земли В антициклоне су хе воздуха опускается из верхних слоев тропосферы Поэтому здесь ясное, безоблачное небо Циклоны и антициклоны имеют размеры до трех тысяч километров и средний срок жизни около недели Поэтому говорят, что \"памятью ь \"атмосферы не превышает неде перевищує тижня.

результате грозы иногда возникает такое опасное природное явление, как вихрь, или торнадо, когда на небольшой территории образуются два слоя воздуха разной температуры, влажности и плотности Развиваются вертикально-круговые течения воздуха со скоростью 50-100 метров в секунду В вихрь увлекаются соседние массы воздуха, и он начинает двигаться над поверхностью земли Энергия торнадо бывает огромной: в 1945 году во французском городе Монвиль был полностью разрушен фабрику, в результате чего погибли сотни рабочих В 1984 году торнадо со скоростью почти 100 м / с пронесся по Ивановской области России и истреби в тысячи гектаров леса, разрушил здания, потерял посевы Над территорией США в год проносится около 700 торнадо, что вызывает большой вред природе и людялюдям.

Рассмотрены физические процессы в атмосфере происходят одновременно с химическими превращениями На высоте 30-50 километров под влиянием ультрафиолетовой части солнечного излучения молекулы воды Н2 О распадаются на водород и кислород Легкий водород в количестве одного килограмма в секунду поднимается вверх в термосфере, а кислород остается (8 кг / с) Действие грозовых разрядов и солнечного ультрафиолета п приводит к распаду некоторых молекул кислорода на атомы, которые, вступая в реакции с молекулами кислорода, образуют озон О3 На высоте 30 километров наблюдается самая высокая концентрация озона - одна молекула О3 приходится на сто тысяч молекул О2 Если изъять весь озон, то при нормальном давлении (т.е. на уровне моря) он разместится в слое толщиной около трех сантиметров

Нормальный естественное состояние озонового слоя характеризуется значениями 300-320 ЕД (единиц Добсона)

Вода движется под воздействием различных причин Ветер, т.е. движение атмосферного воздуха, вызывает поверхностные нагонно-отгонным течения на всех водных объектах Эти течения, в свою очередь, становятся временной причиной ве ертикальних перемещений масс воды, так называемого апвеллинга На место поверхностной прогретой и насыщенной газами (в частности кислородом) воды с глубин поднимается холодная водода.

Речная вода движется под воздействием земной гравитационной силы Скорость течения зависит от стока реки W (м / с) и плоскости сечения потока F (м2):

Массы морской воды перемещаются в виде приливов и отливов от действия сил притяжения Луны (в большей степени) и Солнца (в меньшей степени)

Вопреки силам притяжения вода движется снизу вверх в почве и в растениях благодаря капиллярному эффекту смачивания и силе вакуума выпаривания

Солнце является причиной гигантских океанских течений - теплых поверхностных Гольфстрим и Курасиво и холодных глубинных в противоположном направлении противотечением Известный климатолог Д И Воейков назвал теплые течения труб бами водяного отопления земного шара \"Гольфстрим каждую секунду переносит 83 миллионов кубических метров нагретой на экваторе воды в северном направлении, прогревая воды на протяжении тысяч километров - его мощное влияние ощущается до Баренцева моря, где у берегов заполярного Мурманска вода не замерзает суровой зимарою зимою.

Еще мощнее - 140 * 10 м / с - циркумполярного течения вокруг Антарктиды изолирует \"ледниковый\" материк и обусловливает более суровый климат, чем в Арктике

Благодаря багатостановости, подвижности и теплоемкости воды гидросфера играет главную роль в создании климата Земли Мировой океан является планетарным аккумулятором - стабилизатором тепла, нетрудно показат ты с помощью зависимости (6).

Учитывая, что масса воды Ма больше массы атмосферного воздуха М \"в 258 раз, определим, насколько будет отличаться количество аккумулированного тепла водой и воздухом:

Полученный результат ярко подтверждает приоритетное значение гидросферы в формировании тепловых процессов на планете Ночью и зимой вода подогревает поверхность Земли и атмосферу, а в жару поглощает долю й их тепла Она переносит тепло из экватора к приполюсних регионов, чем уменьшает среднюю температуру в тропиках и повышает в холодных краях Этот процесс неравномерен Существуют районы особенно активной взаимодействия между океаном и атмосферой - так называемые энергоактивные Зоны Хорошо известна нью-фаундлендська Энергоактивные зона в виде гидравлического вихря диаметром около 200 километров в Гольфстриме Здесь с каждого квадратного метра водной поверхности поступает в атмосферу 175 ватт энергии за реза рік.

Передача теплоты сопровождается процессом испарения воды с образованием в атмосфере дождевых облаков В этих облаках накапливаются другие газы - сернистые и азотистые от извержения вулканов и других литосферных их процессов, окислы азота, которые образуются при грозе от ионизации молекул азота Растворенные во влаге облаков газы образуют кислоты, которые предоставляют дождям естественную кислотностьть.

Солнечная энергия, прежде чем попасть на земную поверхность, проходит \"просеивание\" Четыре процента солнечного излучения, а именно - ультрафиолетовый, губительное для всего живого, спектр ( -9), поглощается озоном, слой которого размещается на высоте 2060 километров Озон при этом частично разрушается Его постоянное обновление происходит вследствие естественных процессов

Інфрачервоний спектр (λ > 1000 нм) частково поглинається водяною парою у верхніх шарах тропосфери - це ще чотири відсотки сонячної енергії.

Поглощенная солнечная энергия повышает температуру атмосферного воздуха согласно зависимости (6) на величину

92 відсотки сонячної енергії (290 < λ < 2000 нм) проходить у нижні шари тропосфери. Половина не поглинається, а розсіюється повітрям, надаючи небу блакитний колір. Друга половина потрапляє на поверхность и частично поглощается литосферой, гидросферой, растениями А так называемое альбедо, которое равна 28 процентам от излучения Солнца на Землю, отражается и возвращается в атмосфератмосферу.

Световая энергия Солнца на земной поверхности переходит в тепловую - инфракрасную, возврату которой в Космос мешают (потому поглощают) водяной пар и углекислый газ Этот механизм повышения температуры на с земной поверхности и в нижней атмосфере получил название парникового эффекта (природного) Он характеризуется значением Ланет была бы отрицательной (-16°С).

Широко распространенным естественным процессом является радиоактивное излучение - превращение неустойчивых изотопов химического элемента в другие изотопы, сопровождающиеся излучением элементарных частиц или яд дер, а также жестким электромагнитным гамма-излучением Известно около 50 естественных радиоактивных изотопов, среди которых лишь изотопы урана и тория имеют период полураспада, который измеряется геологическими им время Все другие природные изотопы называют вторичными, так как их запас постоянно пополняется за счет распада долгосрочных Естественный радиационный фон создается излучением радиоактивных веществ на земле, в приземной атмосфере, в воде, в растениях и животных Главным источником поступления в окружающую среду естественных радиоактивных веществ являются горные породроди.

Одним из величайших чудес природы есть процесс образования органического вещества - процесс фотосинтеза, когда зеленая Суходольная или водное растение создает свою биомассу за счет световой энергии Солнца (к = 380-7 710 нм), воли и углекислого газа согласно зависимости (7

течение года \"средняя\" растение (в расчете на один килограмм сухого вещества) поглощает 5,4 мегаджоулей солнечной энергии, потребляет в процессе фотосинтеза 0,5 килограмма углекислого газа и 150 граммов во оды, выделяет 350 храмов кислорода и образует 300 граммов органического вещества Для \"дыхания\" растения, которое происходит ночью параллельно с дневным фотосинтезом, используется 230 граммов кислорода, 200 граммов орг аничнои вещества, окисляется с образованием 330 граммов углекислого газа и 100 граммов воды и с освобождением 3,6 мегаджоуля энергии, которая используется для физиологических потребностей растения Таким чино м, биологический \"урожай\" составляет 100 Ирам органического вещества, равную десяти процентам увеличения начальной биомассы и 120 граммов кислородавої біомаси, та 120 грамів кисню.

Активность фотосинтеза в течение дня меняется: при розово-сумеречном свете (утром, вечером, при небольшой облачности) она максимальна Когда Солнце в зените - процессы замедляются и даже могут пр рипинятись.

Содержание энергии в биомассе, накопленной в процессе фотосинтеза, зависит от вида биомассы и составляет за год (килоджоулей на квадратный метр): растительность болот - 35; равнинный лес средней полосы - 20; лу уки и пастбища - 12; растения на обработанной почве - 11; тайга -10; растительность в озерах и реках - 1.

Эффективность использования тепловых лучей в процессе фотосинтеза невысокая Теоретически - это 15 процентов, практически - 1 (зерновые культуры), 2 (сахарный тростник - одна из наиболее продуктивных растений) е идсотки.

Для живой природы одним из главных процессов является процесс питания, особенности которого организм классифицируется следующим образом

Автогроф - организм (зеленое растение), который образует вещество своего тела из неорганических составляющих и обеспечивает обмен веществ, используя энергию Солнца (гелиотроф или фототрофы) или энергию, которая высвобождается я при химических реакциях (хемотрофы) окисление аммиака, сероводорода и других веществ, имеющихся в воде, фунте и почве Автотрофы еще называют продуцентами, ибо они синтезируют (продуцирующие) органических веществ ну за счет неорганических сполк.

гетеротрофы - организм, питающийся готовыми органическими веществами и не способен синтезировать органическое вещество из неорганического Эти организмы еще называют консументами (в отличие вол продуцентов) Консументы мож могут быть первичными (1-го порядка), если употребляют растительную пищу, вторичными (2-го порядка) - употребляющих животных и микроконсументамы, или редуцентами (главным образом бактерии и грибы), - это те, что разрушают мертвые тела, питаются частью продуктов распада и высвобождают неорганические биогенные вещества, которые используют растенийни.

Мезотроф - организм, который, в зависимости от условий питается как автотрофы или как гетеротрофы

В свою очередь, каждую из этих групп можно делить на более мелкие, каждая из которых имеет свои особенности в процессе питания Например, существуют гетеротрофные бактерии, которые потребляют метан, который для большинства же живых организмов является ядомю.

После отмирания живого вещества происходят процессы ее разложения двух типов - окисления и брожения Окисление происходит при наличии кислорода и описывается зависимостью (7) в обратном направлении (справа налево) с выделением теплоты, СО2 и Н2 О В случае, когда кислород отсутствует, происходит процесс брожения с выделением углекислого газа и водорода Нет (водородное брожения), или метана СН4 (метановое брожение), или спирта С2Н5 ОН (спиртовое брожение)

Контрольные вопросы и задания

1 Выполнить необходимые расчеты и графически построить эпюру скорости движения воздуха в атмосферном фронте постоянной энергии высотой до 10 километров, если скорость над земной поверхностью равна 10м / с

2 Насколько изменится температура воздуха в комнате размерами 6 * 5 * 3 метра за счет охлаждения 200 литров воды на 50 градусов?

3 В чем причина суховеев?

4 Запишите реакции образования кислорода, водорода и озона в атмосфере

5 Дайте характеристику озоновому слою

6 Перечислите причины движения водных масс

7 Определить ширину реки, сток которой равна 50 м3 / с при скорости 1 м / с, если средняя глубина реки 2 метра

8 Почему вода поднимается по стволу дерева вверх?

9 Какие свойства воды определяют ее первостепенную роль в обеспечении климата планеты?

10 В чем причины природного парникового эффекта?

11 названий три положительные последствия фотосинтеза

12 Какие процессы происходят после естественного отмирания живого вещества?

13 В чем принципиальная разница между процессами окисления и брожения

14 или возможно использование уравнения (7) для иллюстрации процессов в организмах животных?

15 Рассчитать количество энергии, поступающей в атмосферу в зоне нью-фаундлендськои Энергоактивные зоны

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift Enter
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая
 
Дисциплины
загрузка...
Банковское дело
БЖД
Бухучет и Аудит
География
Документоведение
Экология
Экономика
Этика и Эстетика
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Естествознание
Психология
Религиоведение
Риторика
РПС
Социология
Статистика
Страховое дело
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы