Географія. Рівень стандарту. 11 клас. Пестушко

§ 14. Ресурси атмосфери. Зміни клімату

ПРИГАДАЙМО!

  • Що називають ресурсами?
  • Які несприятливі атмосферні явища ви спостерігали особисто?

• Що складає ресурси атмосфери? Атмосфера багата на кліматичні ресурси, які включають у себе: сонячну радіацію; суму додатних температур, необхідних для вегетаційного розвитку рослин; вологість повітря та енергію вітру. Залежно від використання розрізняють енергетичні, сільськогосподарські (агрокліматичні), рекреаційні кліматичні ресурси.

Енергетичними кліматичними ресурсами є екологічно чиста і безпечна енергія сонця і вітру, яка належить до відновлюваних джерел енергії.

Найперспективнішою є сонячна енергетика, хоча вона ще й не набула справжнього промислового використання. Це зумовлено тим, що сучасні сонячні електростанції після заходу сонця можуть виробляти енергію лише 3-4 години, до того ж спорудження таких станцій дуже дорого коштує. Утім, подекуди в країнах з достатньою кількістю сонячної енергії енергія сонця вже активно використовується для вироблення електроенергії.

Одним з найдавніших відомих кліматичних енергетичних ресурсів, що був відомий ще у давні часи, є енергія вітру. Енергію вітру використовують на вітрових електростанціях, які найдоцільніше споруджувати там, де швидкість вітру становить понад 3 м/с і є достатньою тривалість періоду із сильними вітрами. Світовим лідером з використання енергії вітру є Німеччина.

Сільськогосподарські (агрокліматичні) кліматичні ресурси - це температура повітря й ґрунту і запаси вологи в них. Важливим показником при цьому є так звана сума активних температур повітря - сума температур за період, коли середньодобові температури вищі за +10 °С. Сума активних температур є показником наявних ресурсів тепла і визначає можливість достигання тих або інших сільськогосподарських культур. Тривалість періоду з активними температурами (період вегетації) також є важливою складовою агрокліматичних ресурсів.

Впливає на розвиток сільськогосподарських культур так званий коефіцієнт зволоження, який розраховується через відношення кількості опадів до випаровуваності за рік і вказує на посушливість чи, навпаки, вологість клімату. Якщо коефіцієнт зволоження більший за одиницю, то клімат вологіший, а якщо менший - то сухіший. Якщо кількість опадів і випаровуваність збігаються, то коефіцієнт дорівнює одиниці.

Найсприятливіші умови для рослинництва є в районах з достатньою кількістю тепла і коефіцієнтом зволоження, близьким до 1. Такі умови складаються на півдні помірного і в субтропічному поясах (за виключенням центральних районів Євразії), де сума активних температур становить від 2000°С до 4000°С, що дає змогу вирощувати більшість зернових культур. Саме тут розташовані основні райони посівів пшениці.

Сума активних температур 3000-4000°С у тропічному та екваторіальному кліматі дає змогу отримувати по 2-3 урожаї за рік. В екваторіальному кліматі землеробство ускладнене надмірним зволоженням. У таких умовах головною культурою є рис. Однак у більшості районів з тропічним кліматом зволоження бідне і для вирощування рослин потрібне зрошування, тому землеробство тут розвивається лише в долинах великих транзитних річок. У районах, де сума активних температур нижча 1200°С, землеробство практично неможливе або є невигідним.

Рекреаційні кліматичні ресурси - це сприятливі погодні умови: тривале сонячне сяяння, чисте повітря, які забезпечують нормальне самопочуття людини в період відпочинку, лікування й оздоровлення. Клімат як головний лікувально-профілактичний чинник є основою для створення курортів, оздоровчий вплив яких зумовлений передусім застосуванням сонячної, повітряної і морської терапії. Важливе значення має кліматичне районування для рекреаційних цілей, при цьому беруть до уваги основні кліматичні ресурси: тривалість сонячного сяяння, опади і режим їх випадання, температурні умови теплого і холодного періодів року, повторюваність небезпечних погодних явищ.

• Як впливає атмосфера на літосферу? Повітряна оболонка здійснює дуже сильний вплив на літосферу: так, під впливом сонячної енергії відбувається фізичне вивітрювання - руйнування мінералів і гірських порід унаслідок коливання впродовж доби температури повітря. Різких змін температури повітря не витримують навіть найпотужніші гірські системи; гірські породи, з яких вони складаються, то розширюються під час нагрівання, то стискаються - унаслідок охолодження. Спочатку від скель відламуються великі брили, уламки яких нерідко, сповзаючи схилами гір, утворюють своєрідні «річки». Поступово такі уламки перетворюються на щебінь, пісок і пил.

Важливим перетворювачем поверхні Землі є вітер. Побачити наслідки діяльності вітру можна там, де рослини не створюють на поверхні суцільного покриву. Обточуючи і шліфуючи виступи твердих порід, вітер часто є «автором» різноманітних примхливих витворів, що за формою нагадують колони, стовпи, гриби тощо. Він також видуває з порід дрібні частинки, залишаючи на поверхні заглиблення, схожі на лунки. Потім увесь подрібнений матеріал переносить на великі відстані і відкладає, створюючи, зокрема, піщані горби - бархани і Дюни.

• Чим небезпечні стихійні атмосферні явища? Інколи ті властивості атмосфери, які людина звикла використовувати як ресурси для власного споживання, перетворюються на несподівані некеровані й небезпечні явища. Це атмосферні явища катастрофічного характеру, що спричинюють раптове порушення нормальної діяльності людей. Характерними рисами таких явищ є їх непередбачливість і неможливість, зазвичай, своєчасно попередити. Стихійне атмосферне явище оцінюється за кількістю жертв і руйнування, у ненаселених місцях - за ступенем порушення природного середовища. Так, до небезпечних метеорологічних явищ належать: тропічні циклони, шквали, смерчі, гроза, посухи, суховії, пилові бурі, хуртовина, сильні морози, сильна спека, град, ожеледь, густий туман тощо.

Мал. 14.1. Торнадо

Тропічні циклони виникають у тропічних широтах над поверхнею великих водойм і вирізняються великою швидкістю вітру — 100-170 км/год. Вони здіймають хвилі заввишки 10-15 м і більше, супроводжуються надзвичайної сили зливами і здатні викликати значні руйнування на суходолі. Нерідко тропічні циклони призводять до людських жертв. Тропічні циклони у Південно-Східній Азії називають тайфунами, в Атлантичному океані - ураганами, в Індійському - циклонами, біля берегів Австралії - віллі-віллі.

Шквал - це короткочасне різке збільшення швидкості вітру, іноді до 30-70 м/с, що супроводжується зміною його напряму. Найчастіше це явище спостерігається під час грози, шквали руйнують усе на своєму шляху.

Смерчі - менші за розмірами від циклонів вихори, які виникають над нагрітою поверхнею. Смерчі мають вигляд стовпа куряви з лійкоподібними розширеннями зверху і знизу. Залежно від місця виникнення і втягування у вир матеріалу смерчі поділяють на пилові, піщані і водяні. Піщані та пилові смерчі виникають у пустелях та степах і часто не зв'язані з хмарами. Такі смерчі називаються тромбами. Тромби в Північній Америці називають торнадо (мал. 14.1).

Гроза - атмосферне явище, пов'язане з електричними розрядами у хмарах. Супроводжується блискавкою і громом. Гроза належить до одних з найнебезпечніших для людини природних явищ.

Посуха - явище, коли за умов підвищеної температури повітря теплої пори року тривалий час немає опадів. При цьому вичерпуються запаси вологи у ґрунті, створюються несприятливі умови для розвитку рослин, урожай зернових культур різко знижується або гине.

Суховій - сухий і спекотний вітер, який посилює випаровування, що при нестачі вологи у ґрунті часто призводить до в'янення та загибелі рослин.

Пилова буря - довготривале перенесення значної кількості пилу та піску сильним вітром. Типове явище в зораних степах, яке завдає значної шкоди сільському господарству. Пилові бурі за кольором та складом пилу, який переноситься, бувають: чорні (у місцях поширення чорноземів); бурі та жовті (там, де поширені суглинки); червоні (суглинки з домішками окисів заліза) та білі (в областях поширення солончаків).

Хуртовина - перенесення вітром снігу над земною поверхнею, що спричиняє зменшення видимості на дорогах і заважає роботі транспорту.

Мал. 14.2. Ожеледь

Сильні морози - зниження температури повітря до мінус 15 °С і нижче.

Сильна спека - підвищення температури повітря до +30 °С і вище.

Град - опади у вигляді льодяних ядер сферичної форми чи часток криги, що випадають ізольовано або у вигляді неправильних комплексів.

Ожеледь - шар щільного льоду, що утворюється на поверхні землі та на предметах після дощу або відлиги при зниженні температури. Ожеледь порушує нормальну роботу транспорту і зв'язку, завдає великих незручностей усім пішоходам й автомобілістам (мал. 14.2).

Густий туман - скупчення продуктів конденсації водяної пари (дрібних крапель води, кристалів льоду або їхньої суміші), застиглих у повітрі безпосередньо над земною поверхнею, у приземному шарі атмосфери. Туман викликає помутніння повітря, що зменшує видимість.

Слід зазначити, що стихійні атмосферні явища можуть траплятися в певному місці приблизно в один і той самий час або навіть поєднуватися. Так, наприклад, тропічні циклони супроводжуються шквалами, зливами і грозами. Після туману може трапитися ожеледь, а суховії відбуваються нерідко під час посухи.

• Які кліматичні зміни відбуваються на планеті? Колись клімат був набагато тепліший, ніж тепер, однак траплялися й дуже холодні періоди. Серед основних причин зміни клімату - астрономічні, географічні і власне метеорологічні. Людське суспільство також значно впливає на кліматичні умови Землі: збільшуючи господарські викиди в атмосферу забруднювальних речовин, людина змінює її газовий склад. Використовуючи велику кількість різних видів енергії і розсіюючи її у повітряному просторі, людина змінює теплову рівновагу атмосфери.

У другій половині ХХ ст. сталися найбільші зміни клімату за останні 100-150 років, які характеризувалися поступовим глобальним потеплінням. Наслідком цього є танення льодовиків і підвищення рівня Світового океану в середньому на 2 мм щорічно.

Для того щоб передбачити вплив підвищення температури на погоду і клімат у майбутньому, учені створюють комп'ютерні моделі, за допомогою яких прогнозовано, що до 2050 року температура підвищиться на 1,5 °С. Потепління клімату може також «спровокувати» стихійні метеорологічні лиха. Кількість повеней, ураганів, бур у тропічних широтах може значно збільшитися, а в помірних поясах, навпаки, зменшитися.

• Чому забруднюється атмосфера? Господарська діяльність людини призводить не тільки до кліматичних змін, а й до забруднення повітряного океану. Нині головними джерелами забруднення атмосфери є транспорт (особливо автомобільний), промислові підприємства, різноманітні топки.

Найгостріше відчувають забрудненість повітря мешканці великих міст і промислових центрів. Тривалий вплив запиленого і насиченого небезпечними газами повітря знижує опірність організму, спричиняє бронхіт, пневмонію, бронхіальну астму та інші хвороби органів дихання.

Саме тому важливо поліпшувати стан атмосферного повітря, контролювати рівень його забруднення. Із цією метою в усьому світі, у тому числі і в Україні, діють спеціалізовані служби, які виявляють джерела забруднення повітря і розробляють конкретні заходи, спрямовані на оздоровлення атмосфери. Особливу увагу приділяють контролю за роботою підприємств, які викидають забруднювальні речовини. Для того щоб зменшити шкідливі викиди в атмосферу, на промислових підприємствах установлюють пилогазоочисні фільтри, удосконалюють технології виробництва.

ПЕРЕВІРТЕ СЕБЕ

МАЄТЕ ЗНАТИ:

  • кліматичні ресурси - це сонячна радіація, сума додатних температур, необхідних для вегетаційного розвитку рослин, вологість повітря та енергія вітру;
  • енергетичні кліматичні ресурси - екологічно чиста і безпечна енергія сонця і вітру;
  • сільськогосподарські (агрокліматичні) ресурси - це температура повітря й ґрунту і запаси вологи в них;
  • рекреаційні кліматичні ресурси - це сприятливі погодні умови: тривале сонячне сяяння, чисте повітря, які забезпечують нормальне самопочуття людини в період відпочинку, лікування й оздоровлення;
  • небезпечні метеорологічні явища - це атмосферні явища катастрофічного характеру, що призводять до раптового порушення нормальної життєдіяльності людей;
  • сучасні зміни клімату простежуються в поступовому потеплінні на всій земній кулі, чому сприяє й господарська діяльність людини.

ВІД ТЕОРІЇ ДО ПРАКТИКИ

За останні 5 років Україні вдалося досягнути помітних успіхів у розвитку сонячної енергетики. У 2016 р. введено 100 МВт, у 2017 - 211 МВт, у 2018 р. - очікується до 400 МВт. Загалом в Україні введено в експлуатацію 183 сонячних електростанцій (СЕС) загальною потужністю 698 МВт. Україна приєдналася до Європейського енергетичного співтовариства та взяла на себе зобов'язання довести частку відновлюваних джерел енергії в енергобалансі країни до 11 % до 2020 року відповідно.

Чи можна вважати енергетичні кліматичні ресурси України такими, що сприяють розвитку сонячної енергетики в нашій країні? Чи є вони кращими, ніж у Німеччини - світового лідера за сумарною потужністю сонячних установок? У яких регіонах України і чому варто перш за все споруджувати СЕС?

ДОСЛІДЖЕННЯ

1. Ресурсний потенціал атмосфери своєї місцевості та приклади його використання.

2. Система протидії засухам у своїй місцевості.