Значение климатических и космических ресурсов. Климатические и космические ресурсы земли
Энергетический потенциал в мировом масштабе позволяет обеспечивать жизнедеятельность миллионов людей, а также работу инфраструктурного и промышленного комплекса. Несмотря на разделение источников, используемых для работы тепловых, атомных и других видов станций, все они базируются на ресурсах и явлениях природного происхождения. Другое дело, что далеко не все источники полностью освоены на сегодняшний день. По этому признаку можно различить климатические и которые имеют схожие перспективы для будущего использования, но предполагают разные подходы к средствам извлечения энергии. Непосредственное использование природных запасов в производственно-хозяйственной деятельности не проходит бесследно. Данный аспект заставляет специалистов обращаться к принципиально новым технологиям выработки энергии.
Что такое климатические и космические ресурсы?
Практически все современные разработки, направленные на аккумуляцию базируются на климатических ресурсах. Как правило, выделяют четыре группы таких источников: солнечный свет, ветер, влагу и тепло. Это основной набор, формирующий агроклиматическую базу для работы сельскохозяйственных предприятий. Важно понимать, что далеко не все климатические используются в полном объеме. Так, при всей ценности солнечного света, пока еще нет явных подтверждений, что аккумулирующие средства такого типа могут заменить традиционные виды переработки энергии. Тем не менее неисчерпаемость данного ресурса является серьезной мотивацией для работы в этой области.
Что касается ресурсов космического происхождения, то они в некоторых областях перекликаются с климатическими. Например, в данной отрасли также предполагается использование солнечной энергии. В целом же космические ресурсы - это принципиально новый вид энергетики, особенностью которого является задействование внеатмосферных спутников и станций.
Применение климатических ресурсов
Главным потребителем таких ресурсов является агротехническое хозяйство. По сравнению с традиционными станциями по переработке природной энергии свет, влага и тепло формируют в некотором роде пассивное воздействие, способствующее развитию сельскохозяйственных культур. Следовательно, человек может использовать климатические ресурсы только в первоначальном виде естественного снабжения.
Но это вовсе не значит, что он не может контролировать их взаимодействие с получателями энергии. Устройство теплиц, защита от солнца и установка ветровых барьеров - все это можно отнести к мерам регуляции влияния природных явлений на агротехническую деятельность. С другой стороны, ветровая и солнечная энергии вполне могут использоваться как ресурсы для выработки электричества. Для этих целей разрабатываются фотопанели, станции с аккумуляцией воздушных потоков и т. д.
Климатические ресурсы России
Территория страны охватывает несколько зон, которые отличаются разными климатическими характеристиками. Данный аспект обуславливает и разнообразие способов применения получаемой энергии. Среди важнейших характеристик воздействия ресурсов данного типа можно выделить оптимальный коэффициент увлажнения, среднюю продолжительность и мощность снежного покрова, а также благоприятный температурный режим (значение в среднесуточном измерении составляет 10 °С).
Неравномерность, с которой распределены климатические ресурсы России по разным регионам, налагает и ограничения на развитие сельского хозяйства. Например, северные регионы отличаются избыточным увлажнением и недостатком тепла, что позволяет заниматься только очаговым земледелием и В южной части, напротив, условия благоприятствуют выращиванию множества сельхозкультур, среди которых пшеница, рожь, овес и т. д. Достаточные показатели тепла и света также способствуют развитию животноводства в этом регионе
Применение космических ресурсов
Космоса как средство практического применения на Земле рассматривались еще в 1970-х годах. С того времени начинается разработка технологической основы, которая бы сделала реальным альтернативное обеспечение электроэнергией. В качестве основных источников в этом случае рассматриваются Солнце и Луна. Но, независимо от характера применения, и климатические, и космические ресурсы требуют создания соответствующей инфраструктуры для передачи и аккумуляции энергии.
Наиболее перспективными направлениями реализации данной идеи является создание лунной энергетической станции. Также ведутся разработки новых излучающих антенн и солнечных батарей, управление которыми должно осуществляться земными пунктами обслуживания.
Технологии преобразования космической энергии
Даже при условии успешной трансляции солнечной энергии потребуются средства ее преобразования. Самым эффективным на данный момент инструментом для выполнения этой задачи является фотоэлемент. Это устройство, которое осуществляет преобразование энергетического потенциала фотонов в привычное электричество.
Надо отметить, что климатические и космические ресурсы в некоторых сферах объединяются как раз применением такого оборудования. Фотопанели используют в сельском хозяйстве, хотя принцип конечного потребления несколько иной. Так, если в классической формуле использования предполагается естественное их потребление объектами хозяйственной деятельности, то солнечные аккумуляторы сначала вырабатывают электричество, которое в дальнейшем может применяться для самых разных нужд сельского хозяйства.
Значение климатических и космических ресурсов
На современном этапе технологического прогресса человек активно занимается альтернативными источниками энергии. Несмотря на это, основу энергетического сырья все же составляют климат и климатические ресурсы, которые могут быть представлены в разных формах. Наряду с гидроресурсами, агрокомплекс выступает платформой, которая имеет важнейшее значение для жизнедеятельности людей.
Пока менее очевидна польза от космической энергетики, но в перспективе не исключено, что эта отрасль станет доминирующей. Хотя сложно представить, что альтернативные источники в таких масштабах смогут когда-нибудь превзойти по важности земной энергетический потенциал. Так или иначе, климатические ресурсы могут предоставить огромные возможности в плане обеспечения нужд промышленности и бытовой сферы в электроэнергии.
Проблемы освоения ресурсов
Если пока еще находится на этапе теоретической разработки, то с агроклиматической базой все более определенно. Прямое пользование данными ресурсами в том же сельском хозяйстве успешно организуется на разных уровнях, и от человека требуется только регулировать эксплуатацию с точки зрения рационального пользования. Но в качестве источников для переработки энергии климат и климатические ресурсы пока еще недостаточно освоены. Хотя подобные проекты технически давно реализуются в разных видах, их практическая ценность вызывает сомнения из-за финансовой нецелесообразности применения.
Заключение
Подходы к выработке и распределению энергии все же зависят от потребностей конечного пользователя. На параметрах требуемого снабжения и основывается выбор источников, которые позволяют обеспечивать жизнедеятельность в разных сферах. За комплексное обеспечение отвечают многие источники, среди которых и климатические. Космические ресурсы в этом процессе практически не участвуют. Возможно, в ближайшие годы на фоне развития технологий специалисты смогут получать такого рода энергию в массовом порядке, но пока об этом говорить рано. Отчасти успешной аккумуляции космических ресурсов препятствует недостаточный уровень технологического обеспечения, но нет однозначного мнения и о финансовой выгоде от подобных проектов.
Свет Свет это солнечная радиация; которая делится на рассеянную, прямую, поглощенную, отраженную. Для фотосинтеза важна та часть радиации, которая называется фотосинтетически активной радиацией. Учиты вается также длина светового дня. Растениями длинного светового дня являются: рожь, пшеница, овес, ячмень. К растениям короткого светово го дня относятся кукуруза, хлопчатник, просо.
Способы использования Для начала охарактеризуем основные направления развития солнечной энергетики как составляющую группы " Космические ресурсы мира ". В настоящее время выделяют две основополагающие идеи. Первая заключается в запуске на околоземную орбиту специального спутника, оснащенного значительным количеством солнечных батарей. Посредством фотоэлементов попадающий на их поверхность свет будет преобразовываться в электрическую энергию, а после передаваться на специальные станции - приемники на Земле. Вторая идея основана на схожем принципе. Отличие заключается в том, что космические ресурсы будут собираться посредством солнечных батарей, которые будут установлены на экваторе естественного спутника Земли. В таком случае система будет образовывать так называемый " лунный пояс ".
Полёт на Луну Полеты на нее уже довольно давно перестали быть аспектами научной фантастики. В настоящее время спутник нашей планеты бороздят исследовательские зонды. Именно благодаря им человечество узнало, что лунная поверхность имеет состав, схожий с земной корой. Следовательно, там возможна разработка месторождений таких ценных веществ, как титан и гелий.
Полёт на Марс На так называемой " красной " планете также много всего интересного. Согласно исследованиям, кора Марса в гораздо большей степени богата чистыми металлическими рудами. Таким образом, на нем в будущем может начаться разработка месторождений меди, олова, никеля, свинца, железа, кобальта и прочих ценных веществ. Кроме того, возможно, именно Марс будет считаться главным поставщиком редких металлических руд. К примеру, таких как рутений, скандий или торий.
Астероиды В настоящее время ученые постановили, что именно вышеописанные космические тела, бороздящие пространства Вселенной, могут стать наиболее важными станциями по обеспечению множеством необходимых ресурсов. Например, на некоторых астероидах при помощи специализированной техники и тщательного анализа полученных данных были обнаружены такие ценные металлы, как рубидий и иридий, а также железо. Помимо прочего, вышеописанные космические тела являются отличными поставщиками сложного соединения, которое носит название дейтерий. В дальнейшем планируется использование именно этого вещества в качестве основного топливного сырья для электрических станций будущего. Отдельно следует отметить еще один жизненно важный вопрос. В настоящее время определенный процент населения Земли страдает от постоянной нехватки воды. В будущем подобная проблема может распространиться на большей части территории планеты. В таком случае именно астероиды могут стать поставщиками подобного жизненно необходимого ресурса. Поскольку на многих из них содержится пресная вода в виде льда.
Конечно, на показатель pecypсообеспеченности прежде вceгo влияет богатство или бедность территории природными pecypсами. Но поскольку ресурсообеспеченность зависит и от мacштабов их извлечения (потребления), это понятие является не природным, а социально-экономическим.
Пример
. Мировые общегеологические запасы минерального топлива оцениваются в 5,5 трлн т условного топлива. Это значит, что при современном уровне дoбычи их может хватить примерно на 350400 лет! Однако, если учитывать запасы, доступные для извлечения (в том числе с учетом их размещения), а также постоянный рост потребления, тaкая обеспеченность сократится во мнoгo раз.
Ясно, что в долговременной перспективе уровень обеспеченности зависит от тoгo, к какому классу природных ресурсов относится тот или иной их вид к исчерпаемым (невозобновляемым и возобновляемым) или к неисчерпаемым ресурсам. (твоpческое задание 1.)
2. Минеральные ресурсы: дoстаточно ли их?
Люди еще в древности научились использовать некоторые из этих ресурсов, что нашло свое выражение в нaзваниях исторических периодов развития человеческой цивилизации, например каменный век. В наши дни используется более 200 различных видов минеральных ресурсов. По образному выражению академика А. Е. Ферсмана (1883 1945), ныне к ногам человечества сложена вся периодическая система Менделеева. .
В настоящее время достаточно большое внимание уделяется использованию альтернативных источников всевозможных ресурсов. К примеру, человечество уже давно занимается разработками получения энергии из возобновляемых веществ и материалов, таких как тепло ядра планеты, приливы, солнечный свет и так далее. В нижеприведенной статье будут рассмотрены климатические и космические ресурсы мира. Их основное достоинство заключается в том, что они являются возобновляемыми. Следовательно, их многократное использование в достаточной степени эффективно, а запасы можно считать безграничными.
Первая категория
Под климатическими ресурсами традиционно понимается энергия солнца, ветра и так далее. Данный термин определяет различные неисчерпаемые природные источники. А свое название подобная категория получила в результате того, что ресурсы, входящие в ее состав, характеризуются теми или иными особенностями климата региона. Помимо этого в данной группе выделяют также подкатегорию. Она носит название Основными определяющими факторами, влияющими на возможность развития подобных источников, являются воздух, тепло, влага, свет и прочие питательные вещества.
В свою очередь, вторая из представленных ранее категорий объединяет неисчерпаемые источники, которые находятся вне пределов нашей планеты. К числу подобных можно отнести всем известую энергию Солнца. Ее и рассмотрим подробнее.
Способы использования
Для начала охарактеризуем основные направления развития солнечной энергетики как составляющую группы "Космические ресурсы мира". В настоящее время выделяют две основополагающие идеи. Первая заключается в запуске на околоземную орбиту специального спутника, оснащенного значительным количеством солнечных батарей. Посредством фотоэлементов попадающий на их поверхность свет будет преобразовываться в электрическую энергию, а после передаваться на специальные станции-приемники на Земле. Вторая идея основана на схожем принципе. Отличие заключается в том, что космические ресурсы будут собираться посредством которые будут установлены на экваторе естественного В таком случае система будет образовывать так называемый "лунный пояс".
Передача энергии
Конечно, космические как и любые другие, считаются малоэффективными без соответствующего развития данной отрасли. А для этого необходима эффективная выработка, которая невозможна без высококачественной транспортировки. Следовательно, значительное внимание необходимо уделить способам передачи энергии от солнечных батарей на Землю. В настоящее время разработано два основных способа: посредством радиоволн и светового луча. Однако на данном этапе возникла проблема. на Землю должна безопасно доставлять ресурс космический. Аппарат, который в свою очередь будет осуществлять подобные действия, не должен оказывать разрушающего воздействия на окружающую среду и организмы, живущие в ней. К сожалению, передача преобразованной электрической энергии в некотором диапазоне частот способна ионизировать атомы веществ. Таким образом, недостаток системы заключается в том, что космические ресурсы можно будет передать только на достаточно ограниченном количестве частот.
Плюсы и минусы
Как и у любой другой технологии, у представленной ранее существуют свои особенности, преимущества и недостатки. К числу достоинств можно отнести то, что космические ресурсы за пределами околоземного пространства будут в значительно большем доступе для использования. К примеру, солнечная энергия. На поверхность планеты попадает лишь 20-30% от всего света, испускаемого нашей звездой. В то же время фотоэлемент, который будет расположен на орбите, получит более 90%. Помимо этого, среди достоинств, которыми обладают космические ресурсы мира, можно выделить долговечность используемых конструкций. Подобное обстоятельство возможно в связи с тем, что за пределами планеты нет ни атмосферы, ни воздействия разрушающего действия кислорода и других ее элементов. Тем не менее космические обладают значительным количеством недостатков. Одним из первых стоит высокая стоимость установок по добыче и транспортировке. Вторым можно считать труднодоступность и сложность эксплуатации. Помимо этого потребуется еще и значительное количество специально обученного персонала. Третьим недостатком подобных систем можно считать значительные потери при передаче энергии от космической станции на Землю. По подсчетам специалистов вышеописанная транспортировка будет отнимать до 50 процентов от всего выработанного электричества.
Важные особенности
Как уже говорилось ранее, рассматриваемая технология обладает некоторыми отличительными характеристиками. Однако именно они определяют легкодоступность Перечислим наиболее важные из них. В первую очередь следует отметить проблематику нахождения станции-спутника на одном месте. Как и во всех прочих законах природы, здесь будет работать правило действия и противодействия. Следовательно, с одной стороны будет сказываться давление потоков солнечной радиации, а с другой - электромагнитное излучение планеты. Заданное изначально положение спутника должны будут поддерживать Сообщение между станцией и приемниками на поверхности планеты надлежит поддерживать на высоком уровне и обеспечивать требуемой степенью безопасности и точности. Это вторая особенность, которой характеризуется использование космических ресурсов. К третьему традиционно относят эффективную работоспособность фотоэлементов и электронных компонентов даже в сложных условиях, например, при высоких значениях температур. Четвертая особенность, которая в настоящее время не позволяет обеспечить общедоступность вышеописанных технологий, заключается в достаточно высокой стоимости как ракет-носителей, так и непосредственно самих космических электростанций.
Прочие возможности
В связи с тем что ресурсы, которые в настоящее время имеются на Земле, в большинстве своем являются невозобновляемыми, а их потребление человечеством с течением времени, наоборот, увеличивается, с приближением момента полнейшего исчезновения важнейших ресурсов люди все больше задумываются об использовании альтернативных источников энергии. В том числе к ним относят и космические запасы веществ и материалов. Однако помимо возможности эффективной добычи из энергии Солнца человечество рассматривает и прочие не менее интересные возможности. К примеру, разработка месторождений ценных для землян веществ может проводиться на космических телах, расположенных в нашей Солнечной системе. Рассмотрим некоторые из них подробнее.
Луна
Полеты на нее уже довольно давно перестали быть аспектами научной фантастики. В настоящее время спутник нашей планеты бороздят исследовательские зонды. Именно благодаря им человечество узнало, что лунная поверхность имеет состав, схожий с земной корой. Следовательно, там возможна разработка месторождений таких ценных веществ, как титан и гелий.
Марс
На так называемой "красной" планете также много всего интересного. Согласно исследованиям, кора Марса в гораздо большей степени богата чистыми металлическими рудами. Таким образом, на нем в будущем может начаться разработка месторождений меди, олова, никеля, свинца, железа, кобальта и прочих ценных веществ. Кроме того, возможно, именно Марс будет считаться главным поставщиком редких металлических руд. К примеру, таких как рутений, скандий или торий.
Планеты-гиганты
Даже дальние соседи нашей планеты могут снабжать нас многими необходимыми для нормального существования и дальнейшего развития человечества веществами. Таким образом, колонии на дальних рубежах нашей Солнечной системы будут поставлять на Землю ценное химическое сырье.
Астероиды
В настоящее время ученые постановили, что именно вышеописанные космические тела, бороздящие пространства Вселенной, могут стать наиболее важными станциями по обеспечению множеством необходимых ресурсов. Например, на некоторых астероидах при помощи специализированной техники и тщательного анализа полученных данных были обнаружены такие ценные металлы, как рубидий и иридий, а также железо. Помимо прочего, вышеописанные являются отличными поставщиками сложного соединения, которое носит название дейтерий. В дальнейшем планируется использование именно этого вещества в качестве основного топливного сырья для электрических станций будущего. Отдельно следует отметить еще один жизненно важный вопрос. В настоящее время определенный процент населения Земли страдает от постоянной нехватки воды. В будущем подобная проблема может распространиться на большей части территории планеты. В таком случае именно астероиды могут стать поставщиками подобного жизненно необходимого ресурса. Поскольку на многих из них содержится пресная вода в виде льда.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ И КОСМИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ - РЕСУРСЫ БУДУЩЕГО
Солнце - гигантский термоядерный реактор, первоисточник не только всей жизни на Земле, но практически и всех ее энергоресурсов. Годовой поток солнечной энергии, достигающий нижних слоев атмосферы и земной поверхности, измеряется такой огромной величиной (10 14 кВт), которая в десятки раз превосходит всю энергию, содержащуюся в разведанных запасах минерального топлива, и в тысячи раз - современный уровень мирового энергопотребления. Естественно, что наилучшие условия для использования солнечной энергии существуют в аридном поясе Земли, где продолжительность солнечного сияния наибольшая.
Таблица 17. Климатические и космические ресурсы.
| Источник энергии | Районы использования |
| Энергия солнца | Аридный пояс: США (Флорида, Калифорния); Япония, Израиль, Кипр, Австралия, Украина (Крым), Кавказ, Казахстан, Ср. Азия. |
| Ветровая энергия | Побережье Северного и Балтийского морей, арктических морей; Ср. Сибирь, Дальний Восток, юг европейской части России, Украина. |
| Геотермальные | Низкотемпературные (обогрев): Исландия, Италия, Франция, Венгрия, Япония, США, страны Центральной Америки, Ню Зеландия, Камчатка С.Кавказ;высокотемпературные (сухой пар для сооружения ГеоТЭС): Италия, США (Калифорния), Мексика, Н.Зеландия, Япония, Россия (Камчатка). |
| Приливная энергия | Бретань (Франция) - побережье Ла-Манша, Белое море, юг Китая, залив Фанди (побережье США и Канады) и т.д. Продолжаются работы в США, Канаде, Великобритании, Франции, России, Китае, Респ. Корее, Индии, Аргентине, Австралии. |
| Энергия течений (ОТЭС) | Гавайи (США), Науру (Япония), Таити (Франция), Бали (Нидерланды). |
| Энергия волн | Япония, Норвегия |
Ветровая энергия, которую человек также издавна использовал с помощью ветряных мельниц и парусных судов, как и солнечная, обладает практически неисчерпаемым потенциалом, относительно дешева и не загрязняет окружающую среду. Но она очень непостоянна во времени и в пространстве и ее очень трудно "приручить". В отличие от солнечной, ее ресурсы сосредоточены главным образом в умеренном поясе.
Особый вид климатических ресурсов образуют агроклиматические ресурсы - тепло, влага и свет. Географическое распределение этих ресурсов находит отражение на агроклиматической карте.
Задачи и тесты по теме "Климатические и космические ресурсы - ресурсы будущего"
- Природные ресурсы
- Климатические пояса Земли - Общая характеристика природы Земли 7 класс
Уроков: 5 Заданий: 9 Тестов: 1
- Латинская Америка - Южная Америка 7 класс
Уроков: 3 Заданий: 9 Тестов: 1
- США - Северная Америка 7 класс
Уроков: 6 Заданий: 9 Тестов: 1
- Астероиды. Кометы. Метеоры. Метеориты - Земля во Вселенной 5 класс
Уроков: 4 Заданий: 8 Тестов: 1
Ведущие идеи: географическая среда - необходимое условие жизни общества, развития и размещения населения и хозяйства, при этом в последнее время снижается влияние ресурсного фактора на уровень экономического развития страны, но возрастает значение рационального использования природных ресурсов и экологического фактора.
Основные понятия: географическая (окружающая) среда, рудные и нерудные полезные ископаемые, рудные пояса, бассейны полезных ископаемых; структура мирового земельного фонда, южный и северный лесные пояса, лесистость; гидроэнергетический потенциал; шельф, альтернативные источники энергии; ресурсообеспеченность, природно-ресурсный потенциал (ПРП), территориальное сочетание природных ресурсов (ТПСР), районы нового освоения, вторичные ресурсы; загрязнение окружающей среды, экологическая политика.
Навыки и умения: уметь давать характеристику природных ресурсов страны (региона) по плану; использовать различные методы экономической оценки природных ресурсов; давать характеристику природных предпосылок для развития промышленности, сельского хозяйства страны (региона) по плану; давать краткую характеристику размещения основных видов природных ресурсов, выделять страны "лидеры" и "аутсайдеры" по обеспеченности тем или иным видом природных ресурсов; приводить примеры стран, не обладающих богатыми природными ресурсами, но достигших высокого уровня экономического развития и наоборот; приводить примеры рационального и нерационального использования ресурсов.
