Енергийният баланс на биосферата 1
Енергийният баланс на биосферата. Промени в енергийния баланс на биосферата, свързани с човешката дейност
Енергия - това е една обща количествена мярка на движение и взаимодействие на всички видове материя. Според закона за запазване на енергията, тя не изчезва и не възниква от нищото, но преобразува само от една форма в друга. Потокът от енергия на земята има три източника:
кинетичната енергия на въртене на Земята и нейния спътник на Луната като небесни тела. Тя се проявява в приливна енергия, която е недостъпна за живите организми, но може да се използва от човека;
енергията на вътрешността на Земята, който се подкрепя от ядрен разпад на уран и торий. Тази енергия се освобождава под формата на геотермална топлина. В вулканични райони, тя се използва за отопление на оранжерии и басейни;
слънчевата енергия, въз основа на които способността да живеят в автотрофните организми.
На енергията от слънцето се произвежда от ядрени реакции. Главната - е превръщането на водород в хелий с деутерий. На лъчиста енергия на слънцето се проявява в амплитудата на дължина на вълната от 0.3 до 2.0 микрона. Делът на UV радиация в него е малка. Филтрира се главно от света на озон екран. Притокът на енергия към външната повърхност на атмосферата на планетата от слънцето е относително постоянен - така наречената слънчева константа, равна на 1,93 кал / cm2 за 1 мин. Той се отклонява от средната стойност на всички само с 0,1-0,2%. Но дългосрочни наблюдения на слънчевата константа величина, докато тя е била извършена и неговите вековни тенденции не са известни.
Според неофициални данни, експертите смятат, че слънчевата константа не се е променила през последните милиарда години. За Земята идва 10,5x10e кДж / m2 годишно на лъчиста енергия. Но 40% от п директно отразени в пространството, и 15% абсорбира от атмосферата: се превръща в топлина, или изразходвани в изпаряването на водата. Атмосферата в основната слънчевата радиация абсорбиращ вода пара. Прозорците на тази роля се изпълнява от течност (вода), земя - скалата и почвата. Повечето от радиация е отразено в атмосферата от повърхността на лед и сняг (фиг. 7.2).
Всички биосферата може да се разглежда като естествен формация, тя абсорбира енергия от външен пространство и го насочва към вътрешния операцията. В биосферата, енергия се превръща само от една форма в друга, и се разсейва като топлина.
Основните енергийни преобразуватели в биосферата, т.е. живите организми. Те конвертира свободен лъчиста енергия в химически свързан, който след това преминава от единия до другия биосферни структури (фиг. 7.3).
На всеки преход от енергията се превръща в топлина и се губи в околното пространство. Растения и повърхността на земята средно за година абсорбират 5h106 кДж / m2 на енергия. Тази стойност е различна в различните географски ширини. Ефективността на предаване на енергия в жива материя е доста ниска. В неговия трансфер производителите да consuments първи ред е само 10%, а при прехвърляне от consuments consuments първи ред към втори ред - 20%.
Така, че е ясно, че по-малко тревопасни ефективно използване на храна от хищници. В много случаи това се дължи на химическия състав на храната. В растенията, контролирани от лигнина и целулоза и имат защитни вещества от тревопасни животни. Завършва на енергийния поток на разлагащи където енергията или най-накрая разсейва като топлина, и не се натрупват в мъртва органична материя (детрит). Една форма на дългосрочно съхранение на акумулирана енергия е нефт, въглища и торф.
Потокът от слънчева енергия, която прониква в биосферата, задейства биохимичен цикъл. Както е посочено, за разлика от циклите на вода и други вещества, потокът енергия е в една посока. Ако слънчевата поток инцидент има радиална (вертикално) посока, по-нататъшното му пътя за предпочитане има хоризонтален (страничен) характер.
Затвори енергиен потенциал маркиран страничен поток на масата на въздуха (вятър), която прониква в дървени или ливадни фитоценози на разхлабят стволове и стъбла rasshevelivaet ламина или цветя, за повдигане и носене на семената охлажда нагрява вегетативна среда, като по този начин допълнително преобразуване възбуден механична енергия на термично или химично. Странични преспи допринасят за натрупването на влага в живи плетове и ръбовете на горските екосистеми, а след това се повиши енергията на биохимични процеси. Напречен поток приливна насърчи бързото колоездене на минерални хранителни вещества, както и движението на фуражите отпадъци. Човечеството се е научил да използва допълнително силата на природата, създаване на модерни технологии за възобновяема енергия.
Радиални и страничните енергийните потоци могат да възникнат в резултат на човешката дейност. Преди всичко, това радиален поток от химическата, металургичната, минни предприятия и топлинна енергия, издържат на атмосферата на огромно количество токсични емисии.
Освен това те имат странични въздушни течения (често трансконтинентални) транспортирани на дълги разстояния, и радиални потоци отново се спускат към земната повърхност. Тези потоци на механична енергия е химическа енергия за транспорт, което се проявява в специфични биологични процеси наземна и водните екосистеми.
Големи градове и индустриални центрове са мощни източници на страничните топлинни потоци, които се движат от центъра на града, за да пасбищата му. Често заедно с топлинни потоци, се преместват странично замърсители, главно автомобилни емисии, както и прах. В големите градове, има разсейване на топлината (ентропията), което води до kserofilizatsii атмосферното и почвата въздух и алкализиращ (алкализиране) на градските почви. Тези странични термични и polyutantami-замърсяващи енергийни потоци се променят флората и фауната на природния ландшафт, създаване на нов градски жива материя, която е все още слабо разбрани. Човешката енергия (механични, термични, химични) може да се концентрира в някои природни екосистеми, увеличаване на тяхната производителност (агро-екосистеми), или, ако е неспособен включване на тази енергия по естествен поток, да доведе до тяхното разграждане.
Като се има предвид, че енергията - общ знаменател и първоначалната движеща сила на всички екосистеми - както по проект на човека и природата, Yu Odum (1986) предлага да се приеме енергия като основа за "първичен" класификация на екосистемите. По този начин, нивото на енергиен прием в екосистемата те се разделят на четири групи:
• Естествено, която се задвижва от слънцето;
• Естествено, която се задвижва от слънцето и други природни ресурси;
• движи Слънцето и субсидирана от човека;
• промишлено и градско, съдържаща се на гориво (от добива минерали или други органични източници ядрени).