На чем специализируется сельское хозяйство канады. Внешние экономические связи канады

1) Природно-рекреационные ресурсы.

2)Антропогенно-рекреационные ресурсы .

К природно-рекреационным ресурсам относят благоприятные кли­ матические условия: постоянство погоды, длительность безморозного пе­ риода; разнообразие ландшафтов, наличие санаториев, домов отдыха, кем­ пингов, лыжных баз и т.д.

Рекреационные ресурсы антропогенного происхождения называют еще культурно-историческими ресурсами.

Их принято подразделять на памятники истории, археологии, архитектуры, искусства.

Особо важны­ ми объектами общечеловеческого значения являются объекты всемир­ ного природного и культурного наследия человечества. К таким объек­там относятся, например, Московский Кремль, Вестминстерское аббат­ ство в Лондоне, Версальский дворцово-парковый комплекс под Парижем, Тадж-Махал в Индии, статуя Свободы в Нью-Йорке.

В наибольшей мере туристов привлекают такие страны, как Испания, Италия, Франция, Швейцария, Болгария, Индия, Мексика и др. Среди российских туристов большой популярностью пользуются курорты Тур­ ции, Греции, Туниса, Египта, Кипра и др.

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 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 климатические и космические ресурсы. 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.

Климатическими ресурсами называют неисчерпаемые природные ресурсы, включающие в себя солнечную энергию, влагу и энергию ветра. Их не потребляют непосредственно в материальной и нематериальной деятельности люди, не уничтожают в процессе использования, но они могут ухудшаться (загрязняться) или улучшаться. Климатическими их называют потому, что они определяются прежде всего теми или иными особенностями климата.

Солнечная энергия – самый крупный энергетический источник на Земле. В научной литературе приводятся многочисленные, хотя и довольно сильно различающиеся, оценки мощности солнечной радиации, которые к тому же выражаются в разных единицах измерения. По одному из таких расчетов, годовая солнечная радиация составляет 1,5– 10 22 Дж, или 134-10 19 ккал, или 178,6-10 12 кВт, или 1,56 10 18 кВт ч. Это количество в 20 тыс. раз превышает современное мировое потребление энергии.

Однако значительная часть солнечной энергии не доходит до земной поверхности, а отражается атмосферой. В результате поверхности суши и Мирового океана достигает радиация, измеряемая в 10 14 кВт, или 10 5 млрд кВт-ч (0,16 кВт на 1 км 2 поверхности суши и Мирового океана). Но, конечно, только очень небольшая ее часть может быть практически использована. Академик М. А. Стырикович оценивал технический потенциал солнечной энергии «всего» в 5 млрд тут в год, а практически возможный для реализации – в 0, млрд тут. Едва ли не главная причина подобной ситуации – слабая плотность солнечной энергии.

Однако выше говорилось о средних величинах. Доказано, что в высоких широтах Земли плотность солнечной энергии составляет 80– 130 Вт/м 2 , в умеренном поясе – 130–210, а в пустынях тропического пояса – 210–250 Вт/м 2 . Это означает, что наиболее благоприятные условия для использования солнечной энергии существуют в развивающихся странах, расположенных в аридном поясе, в Японии, Израиле, Австралии, в отдельных районах США (Флорида, Калифорния). В СНГ в районах, благоприятных для этого, живет примерно 130 млн человек, в том числе 60 млн в сельской местности.

Ветровую энергию Земли также оценивают по-разному. На 14-й сессии МИРЭК в 1989 г. она была оценена в 300 млрд кВт-ч в год. Но для технического освоения из этого количества пригодно только 1,5 %. Главное препятствие для него – рассеянность и непостоянство ветровой энергии. Однако на Земле есть и такие районы, где ветры дуют с достаточными постоянством и силой. Примерами подобных районов могут служить побережья Северного, Балтийского, арктических морей.

Одной из разновидностей климатических ресурсов можно считать агроклиматические ресурсы, т. е. ресурсы климата, оцениваемые с позиций жизнедеятельности сельскохозяйственных культур. К числу факторов – сизни этих культур обычно относят воздух, свет, тепло, влагу и питательные вещества.

Воздух – это естественная смесь газов, составляющих атмосферу Земли. У земной поверхности сухой воздух состоит главным образом из азота (78 % общего объема), кислорода (21 %), а также (в небольших количествах) аргона, углекислого и некоторых других газов. Из них для жизнедеятельности живых организмов наибольшее значение имеют кислород, азот и углекислый газ. Понятно, что воздух относится к категории неисчерпаемых ресурсов. Однако с ним тоже связаны проблемы, широко обсуждаемые в географической литературе.

Прежде всего это проблема – как это ни парадоксально звучит – «исчерпания» содержащегося в воздухе и необходимого всему живому кислорода. Считается, что до середины XIX в. содержание кислорода в атмосфере было относительно стабильным, а поглощение его при окислительных процессах компенсировалось фотосинтезом. Но затем началась постепенная его убыль – прежде всего в результате сжигания органического топлива и распространения некоторых технологических процессов. В наши дни только сжигание топлива приводит к расходованию 10 млрд т свободного кислорода в год. Легковой автомобиль на каждые 100 км пробега расходует годовой кислородный «паек» одного человека, а все автомобили забирают столько кислорода, сколько его хватило бы для 5 млрд человек в течение года. Лишь за один трансатлантический рейс реактивный лайнер сжигает 35 т кислорода. Эксперты ООН подсчитали, что в наши дни на планете ежегодно потребляют такое количество кислорода, которого хватило бы для дыхания 40–50 млрд человек. Только за последние 50 лет было израсходовано более 250 млрд т кислорода. Это уже привело к уменьшению его концентрации в атмосфере на 0,02 %.

Конечно, такое уменьшение пока практически неощутимо, поскольку человеческий организм чувствителен к снижению концентрации кислорода более, чем на 1 %. Однако, по расчетам известного ученого-климатолога Ф. Ф. Давитая, при ежегодном увеличении безвозвратно расходуемого кислорода на 1 %, 2/3 его общего запаса в атмосфере могут быть исчерпаны за 700 лет, а при ежегодном росте на 5 % – за 180 лет. Впрочем, некоторые другие исследователи приходят к выводу о том, что уменьшение запаса свободного кислорода не представляет и не будет представлять собой серьезной опасности для человечества.

Свет (солнечная радиация) служит главным источником энергии для всех физико-географических процессов, протекающих на Земле. Обычно световая энергия выражается в тепловых единицах – калориях из расчета на единицу площади за определенное время. Однако при этом важно учитывать соотношение видимого света и невидимого излучения Солнца, прямой и рассеянной, отраженной и поглощенной солнечной радиации, ее интенсивность.

С агроклиматической точки зрения особенно важна та часть солнечного спектра, которая непосредственно участвует в фотосинтезе, ее называют фотосинтетически активной радиацией. Важно также учитывать длину светового дня, с которой связано подразделение сельскохозяйственных культур на три категории: растений короткого дня (например, хлопчатник, кукуруза, просо), растений длинного дня (например, пшеница, рожь, ячмень, овес) и растений, которые сравнительно мало зависят от этого показателя (например, подсолнечник).

Тепло – еще один важнейший фактор, определяющий рост и развитие сельскохозяйственных культур. Обычно запасы тепла исчисляют в виде суммы температур, получаемых растениями за период их вегетации. Этот показатель, называемый суммой активных температур, был предложен известным русским агроклиматологом Г. Т. Селяниновым еще в 30-х гг. XX в. и с тех пор широко вошел в научный оборот. Он представляет собой арифметическую сумму всех средних суточных температур за период вегетации растений. Для большинства зерновых культур умеренного пояса, относительно холодностойких, сумму активных температур обычно подсчитывают для периода, когда средние температуры превышают +5 °C. Для некоторых более теплолюбивых культур – таких, например, как кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла, плодовые – отсчет этих температур ведут начиная с показателя +10 °C, для субтропических и тропических – +15 °C.

Влага также представляет собой необходимое условие жизни всех живых организмов и сельскохозяйственных культур. Это объясняется ее участием в фотосинтезе, большой ролью в процессах терморегуляции и переноса питательных веществ. При этом обычно для образования единиц сухого вещества растение должно впитать в себя в сотни раз большее количество влаги.

Для определения размеров потребления влаги растениями и необходимого уровня увлажнения сельскохозяйственных угодий применяют различные показатели. Один из наиболее употребительных показателей – гидротермический коэффициент – также был предложен Г. Т. Селяниновым.

Он представляет собой соотношение осадков и суммы активных температур. Этот показатель используют и для определения влагообеспеченности территории с подразделением ее на очень сухую (гидротермический коэффициент меньше 0,3), сухую (0,4–0,5), засушливую (0,5–0,7), испытывающую недостаток влаги (0,8–1,0), отличающуюся равенством ее прихода и расхода (1,0), обладающую достаточным количеством влаги (1,0–1,5) и ее избытком (более 1,5).

С позиций географического изучения агроклиматических ресурсов большой интерес представляет также агроклиматическое районирование мира. В отечественных источниках за его основу обычно берут схему такого районирования, которая была разработана для Агроклиматического атласа мира, вышедшего в 1972 г. Она составлена с использованием двух главных уровней.

На первом уровне районирование проводилось по степени теплообеспеченности с выделением следующих тепловых поясов и подпоясов:

– холодного пояса с коротким периодом вегетации, где сумма активных температур не превышает 1000 °C, а земледелие в открытом грунте практически невозможно;

– прохладного пояса, где теплообеспеченность возрастает от 1000 °C на севере до 2000 °C на юге, что позволяет выращивать некоторые нетребовательные к теплу культуры, да и то при очаговом земледелии;

– умеренного пояса, где теплообеспеченность изменяется в пределах от 2000 до 4000 °C, а продолжительность вегетационного периода колеблется от 60 до 200 дней, что создает возможности для массового земледелия с широким набором культур (этот пояс подразделяется на два подпояса – типично умеренный и теплоумеренный);

– теплого (субтропического) пояса с суммой активных температур от 4000 до 8000 °C, что позволяет расширить ассортимент сельскохозяйственных культур, введя в него теплолюбивые субтропические виды (в нем также выделяют два подпояса – умеренно теплый и типично теплый);

– жаркого пояса, где сумма активных температур повсеместно превышает 8000 °C, а иногда и 10 000 °C, что позволяет выращивать характерные для тропических и экваториальных зон культуры в течение всего года.

На втором уровне агроклиматического районирования термические пояса и подпояса подразделяются еще на 16 областей, выделяемых в зависимости от режима увлажнения (избыточного, достаточного, недостаточного – в течение как всего года, так и отдельных его сезонов).

Эту же классификацию, но обычно ограниченную первым уровнем и несколько упрощенную, применяют и в учебных атласах, в том числе в школьных. По соответствующим картам нетрудно ознакомиться и с ареалами распространения отдельных термических поясов. Можно определить также, что территория России находится в пределах трех поясов – холодного, прохладного и умеренного. Вот почему основную ее часть занимают земли с низкой и пониженной биологической продуктивностью и сравнительно небольшую – со средней продуктивностью. Ареалы с высокой и очень высокой продуктивностью в ее пределах фактически отсутствуют.

Рекреационные ресурсы

Хорошо известно, какое важное место в жизни современных людей приобрела рекреация. Разнообразные занятия людей, участвующих в рекреации, называют рекреационной деятельностью. Она может быть более пассивной и более активной, вызывать большую или меньшую подвижность населения. При этом она может быть кратковременной (суббота – воскресенье) и длительной (во время отпуска). Для нее характерны сезонные колебания (летом – морские пляжи и берега рек и озер, зимой – районы лыжного и горнолыжного спорта и т. д.).

Рекреационная деятельность основана на использовании рекреационных ресурсов, определяющих рекреационный потенциал той или иной территории. Под рекреационными ресурсами понимают природные и антропогенные объекты, которые обладают такими свойствами, как уникальность, историческая или художественная ценность, эстетическая привлекательность и целебно-оздоровительная значимость, и могут быть использованы для организации различных видов рекреационной деятельности. В зависимости от ее характера принято выделять территории: 1) с высокой интенсивностью рекреации, на которых именно рекреация служит главным видом землепользования (парки, пляжи и другие зоны массового отдыха); 2)со средней интенсивностью рекреации, которые используют и для иных, нерекреационных целей (пригородные зеленые насаждения, лесные полосы); 3) с небольшой интенсивностью рекреации.

Как вытекает из приведенного выше определения, все рекреационные ресурсы можно подразделить на два основных подтипа: природно-рекреационные ресурсы и рекреационные ресурсы антропогенного происхождения.

К природно-рекреационным ресурсам могут относиться и благоприятные с точки зрения рекреации отдельные компоненты природы (рельеф, климат, растительность, водоемы), и целые природные комплексы. Последние могут включать в себя такие «пары» как, например, «лес– водоем», «лес– луг», «холм – поле» и т. д., либо иметь еще более сложное и комплексное строение.

В зависимости от влияния природных факторов на организм человека принято различать три типа рекреационных ресурсов. Первый тип – медико-биологический, с решающей ролью климатических условий (температура, влажность, погода и ее изменчивость, продолжительность безморозного периода и др.), которые во многом определяют комфортность природных комплексов для рекреации. Второй тип – психолого-эстетический, при котором в первую очередь оценивается эстетическое воздействие на человека природного ландшафта в целом или отдельных его компонентов; едва ли не решающую роль при этом играет разнообразие пейзажей. Третий тип – технологический, предполагающий прежде всего возможности инженерно-строительного освоения природно-рекреационных территорий (строительство санаториев, домов отдыха, кемпингов, лыжных и горнолыжных баз и т. д.).

Климатические ресурсы являются важнейшими в обеспечении жизни на Земле. Это видно из рисунка 4.2. Приток солнечной энергии и энергия недр Земли поддерживает круговорот вещества, сохраняющий биосферу.

Тот факт, что климат, в основном, зависит от деятельности Солнца, люди отметили еще в древности. И поэтому слово климат происходит от греческого слова - klima, что буквально означает наклон земной поверхности к солнечным лучам .

На более поздних этапах развития естествознания под климатом стали понимать многолетний режим погоды в том или ином регионе Земли .

Климат является результатом процессов притока тепловой, кинетической и других видов энергии к границе атмосферы. В результате притока солнечной энергии происходят испарение и конденсация, образуются ветры, происходит перенос влаги в атмосфере, формируются морские течения, поддерживается течение рек.

При изменении потоков солнечной энергии, за счет внутренних процессов на Солнце или извержения вулканов возможно похолодание, интенсивное накопление льда или потепление за счет противоположных процессов. К счастью для всего живого на земле поток излучения от Солнца изменяется весьма незначительно - не более 0.1% за десятилетие.

В бытовом смысле под климатом понимают многолетний режим погодных факторов, присущий данной местности (климат данной местности) .

Погода - совокупность процессов, происходящих в атмосфере данного района в определенный момент времени. Характеризуется температурой и влажностью воздуха, осадками и другими мгновенными характеристиками воздушных масс.

Климат данной местности - характерный для определенной местности многолетний режим погоды, обусловленный солнечной радиацией, характером подстилающей поверхности и связанной с ними циркуляции

Изучением климата занимается климатология. Климатология - наука о закономерностях метеорологических процессов, определяемых комплексом физико-географических условий, и выражающаяся в многолетнем режиме погоды данной местности.

Данные климатологии используются для многих областей человеческой деятельности, например, для расчетов ресурсов тепла, ресурсов влаги, элементов баланса подземных вод, режима их питания, кругооборота воды в природе, количественной оценки биологической продуктивности и много другого.

В задачи климатологии входит:

• ? выяснение генезиса климата (климатообразования), в результате климатообразующих процессов и под влиянием географических факторов климата;
• ? описание климатов различных областей земного шара, их классификация и изучение их распределения;
• ? изучение климатов исторического и геологического прошлого (палеоклиматология);
• ? прогноза изменений климата.

Выяснение влияний климата на растительный и животный мир, на человеческий организм является задачей прикладных отраслей климатологии, таких, как биоклиматология, сельскохозяйственная климатология, медицинская климатология.

Будучи тесно связана с физической наукой об атмосфере - метеорологией , климатология в то же время является географической наукой (иногда говорят - географическим разделом метеорологии).

Метеорология - наука об атмосфере, о ее строении, свойствах и протекающих в ней физических процессов. Таких процессов, как теплооборот и тепловой режим в атмосфере и на земной поверхности, влагооборот в атмосфере и в почве, атмосферные движения - общая циркуляция и многих других процессов.

Образование определенных климатических условий на Земле в целом или в определенных ее районах в результате тех атмосферных процессов, которые называются климатообразующими и, протекают при воздействии определенных географических факторов климата.

Ареной развертывания этих процессов является атмосфера Земли.

Атмосфера земли (от греч. atmos -- пар и сфера), воздушная среда вокруг Земли и вращающаяся вместе с нею. Масса атмосферы около 5,15·10 15 т. Состав ее у поверхности Земли: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, в незначительных долях процента углекислый газ (0.003%), водород, гелий, неон и другие газы. В нижних слоях атмосферы (до 20 км) содержится водный пар. В тропиках у поверхности земли его -- 3%, а в Антарктиде - 2·10 -5 %. Количество паров воды с высотой быстро убывает. На высоте 20-25 км расположен слой озона, который предохраняет живые организмы на Земле от вредного коротковолнового излучения. Выше 100 км растет доля легких газов, и на очень больших высотах преобладают гелий и водород. На этих высотах часть молекул разлагается на атомы и ионы, образуя ионосферу. Давление и плотность воздуха в атмосфере Земли с высотой убывают. В зависимости от распределения температуры атмосферу Земли подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу (рис 5.1). Атмосфера Земли обладает электрическим полем. Неравномерность ее нагревания способствует общей циркуляции атмосферы, которая влияет на погоду и климат Земли.

Атмосфера принимает участие в суточном и годовом вращении Земли вокруг Солнца. В воздушной оболочке постоянно происходят разнообразные физические процессы, непрерывно меняющие ее состояние (вихри, циклоны и т.п.).

Для их характеристики используют ряд метеорологических величин: температура воздуха, атмосферное давление, плотность и влажность воздуха, скорость и направление ветра, количество, высота и толщина облаков, интенсивность осадков и т.д. Кроме метеорологических величин выделяют ещё такие атмосферные явления как туман, гроза, гололед, изморозь, роса, шквал, смерч, полярные сияния и т.д.

Поверхность Земли нагревается неравномерно. Поток солнечной радиации зависит от высоты Солнца над горизонтом. Чем выше оно поднимается над горизонтом, тем больший поток радиации падает на Землю. Кроме того, Земля покрыта горами, лесами, равнинами, реками, озерами и морями, которые различно поглощают солнечные лучи. Поглощающая способность зависит от отражающих свойств поверхности, которая измеряется в долях отраженной радиации и называется альбедо .

Альбедо - безразмерная величина, характеризующая отражательную способность тела. А. - отношение интенсивности отраженной радиации к интенсивности падающей (прямой) радиации.

Чем меньше величина альбедо, тем большее количество тепла расходуется на нагревание поверхности.

Сильнее и быстрее нагревается сухая, темная, открытая почва и расположенный над ней воздух. Значительно медленнее прогревается поверхность воды, но зато вода дольше остывает из-за большей, по сравнению с воздухом, теплоемкости и теплопроводности.

Отражение и поглощение солнечного излучения различными подстилающими поверхностями можно оценить по таблице 5.1. Здесь видно, что чем больше величина альбедо, тем меньше тепла накапливается.

Таблица 5.1 Альбедо естественных поверхностей суши.

Накопление тепла (энергии) или отражение ее в атмосферу способствует тому, что между нагревающимся телом и атмосферой происходит непрерывный обмен влагой. Испаряясь из океанов и морей, водяной пар восходящими движениями воздуха поднимается вверх. Там, благодаря низким температурам он конденсируется в капли, образуя облака.

Облака переносятся ветром на континент, где из них выпадают осадки, которые частично впитываются в почву, улавливаются корнями растений, частично испаряются (Испарение может происходить либо с поверхности воды, почвы (грунта) или с поверхности растительности. Тогда это называется транспирацией.) или стекают в реки, а оттуда в море.

Происходит известный круговорот воды в природе, непрерывный процесс перемещения воды в атмосфере, гидросфере и земной коре.

Итак, накопление энергии Солнца на Земле существенным образом зависит от климата, а так как энергия долгосрочно может запасаться только живым веществом, то и от биоты.

Солнечная энергия для биосферы является основным источником движения. Передача этой энергии осуществляется процессами, происходящими сначала в атмосфере, потом в гидросфере, а в конечном итоге в биосфере. Таким образом, Солнце влияет на климат, климата на водообмен, а водообмен на процессы, происходящие в биосфере.

На основании сказанного выше можно полагать, что климат существенным образом влияет на все и от его стабильности зависит продуктивность биологических процессов на Земле. Изменение климата может привести к существенным нарушениям биотических процессов и, в конечном счете, повлиять на существование человека на Земле.

Климатическими ресурсами называют неисчерпаемые природные ресурсы, включающие в себя солнечную энергию, влагу и энергию ветра. Их не потребляют непосредственно в материальной и нематериальной деятельности люди, не уничтожают в процессе использования, но они могут ухудшаться (загрязняться) или улучшаться. Климатическими их называют потому, что они определяются прежде всего теми или иными особенностями климата.

Солнечная энергия – самый крупный энергетический источник на Земле. В научной литературе приводятся многочисленные, хотя и довольно сильно различающиеся, оценки мощности солнечной радиации, которые к тому же выражаются в разных единицах измерения. По одному из таких расчетов, годовая солнечная радиация составляет 1,5– 10 22 Дж, или 134-10 19 ккал, или 178,6-10 12 кВт, или 1,56 10 18 кВт ч. Это количество в 20 тыс. раз превышает современное мировое потребление энергии.

Однако значительная часть солнечной энергии не доходит до земной поверхности, а отражается атмосферой. В результате поверхности суши и Мирового океана достигает радиация, измеряемая в 10 14 кВт, или 10 5 млрд кВт-ч (0,16 кВт на 1 км 2 поверхности суши и Мирового океана). Но, конечно, только очень небольшая ее часть может быть практически использована. Академик М. А. Стырикович оценивал технический потенциал солнечной энергии «всего» в 5 млрд тут в год, а практически возможный для реализации – в 0, млрд тут. Едва ли не главная причина подобной ситуации – слабая плотность солнечной энергии.

Однако выше говорилось о средних величинах. Доказано, что в высоких широтах Земли плотность солнечной энергии составляет 80– 130 Вт/м 2 , в умеренном поясе – 130–210, а в пустынях тропического пояса – 210–250 Вт/м 2 . Это означает, что наиболее благоприятные условия для использования солнечной энергии существуют в развивающихся странах, расположенных в аридном поясе, в Японии, Израиле, Австралии, в отдельных районах США (Флорида, Калифорния). В СНГ в районах, благоприятных для этого, живет примерно 130 млн человек, в том числе 60 млн в сельской местности.

Ветровую энергию Земли также оценивают по-разному. На 14-й сессии МИРЭК в 1989 г. она была оценена в 300 млрд кВт-ч в год. Но для технического освоения из этого количества пригодно только 1,5 %. Главное препятствие для него – рассеянность и непостоянство ветровой энергии. Однако на Земле есть и такие районы, где ветры дуют с достаточными постоянством и силой. Примерами подобных районов могут служить побережья Северного, Балтийского, арктических морей.

Одной из разновидностей климатических ресурсов можно считать агроклиматические ресурсы, т. е. ресурсы климата, оцениваемые с позиций жизнедеятельности сельскохозяйственных культур. К числу факторов – сизни этих культур обычно относят воздух, свет, тепло, влагу и питательные вещества.

Воздух – это естественная смесь газов, составляющих атмосферу Земли. У земной поверхности сухой воздух состоит главным образом из азота (78 % общего объема), кислорода (21 %), а также (в небольших количествах) аргона, углекислого и некоторых других газов. Из них для жизнедеятельности живых организмов наибольшее значение имеют кислород, азот и углекислый газ. Понятно, что воздух относится к категории неисчерпаемых ресурсов. Однако с ним тоже связаны проблемы, широко обсуждаемые в географической литературе.

Прежде всего это проблема – как это ни парадоксально звучит – «исчерпания» содержащегося в воздухе и необходимого всему живому кислорода. Считается, что до середины XIX в. содержание кислорода в атмосфере было относительно стабильным, а поглощение его при окислительных процессах компенсировалось фотосинтезом. Но затем началась постепенная его убыль – прежде всего в результате сжигания органического топлива и распространения некоторых технологических процессов. В наши дни только сжигание топлива приводит к расходованию 10 млрд т свободного кислорода в год. Легковой автомобиль на каждые 100 км пробега расходует годовой кислородный «паек» одного человека, а все автомобили забирают столько кислорода, сколько его хватило бы для 5 млрд человек в течение года. Лишь за один трансатлантический рейс реактивный лайнер сжигает 35 т кислорода. Эксперты ООН подсчитали, что в наши дни на планете ежегодно потребляют такое количество кислорода, которого хватило бы для дыхания 40–50 млрд человек. Только за последние 50 лет было израсходовано более 250 млрд т кислорода. Это уже привело к уменьшению его концентрации в атмосфере на 0,02 %.

Конечно, такое уменьшение пока практически неощутимо, поскольку человеческий организм чувствителен к снижению концентрации кислорода более, чем на 1 %. Однако, по расчетам известного ученого-климатолога Ф. Ф. Давитая, при ежегодном увеличении безвозвратно расходуемого кислорода на 1 %, 2/3 его общего запаса в атмосфере могут быть исчерпаны за 700 лет, а при ежегодном росте на 5 % – за 180 лет. Впрочем, некоторые другие исследователи приходят к выводу о том, что уменьшение запаса свободного кислорода не представляет и не будет представлять собой серьезной опасности для человечества.

Свет (солнечная радиация) служит главным источником энергии для всех физико-географических процессов, протекающих на Земле. Обычно световая энергия выражается в тепловых единицах – калориях из расчета на единицу площади за определенное время. Однако при этом важно учитывать соотношение видимого света и невидимого излучения Солнца, прямой и рассеянной, отраженной и поглощенной солнечной радиации, ее интенсивность.

С агроклиматической точки зрения особенно важна та часть солнечного спектра, которая непосредственно участвует в фотосинтезе, ее называютфотосинтетически активной радиацией. Важно также учитывать длину светового дня, с которой связано подразделение сельскохозяйственных культур на три категории: растений короткого дня (например, хлопчатник, кукуруза, просо), растений длинного дня (например, пшеница, рожь, ячмень, овес) и растений, которые сравнительно мало зависят от этого показателя (например, подсолнечник).

Тепло – еще один важнейший фактор, определяющий рост и развитие сельскохозяйственных культур. Обычно запасы тепла исчисляют в виде суммы температур, получаемых растениями за период их вегетации. Этот показатель, называемый суммой активных температур, был предложен известным русским агроклиматологом Г. Т. Селяниновым еще в 30-х гг. XX в. и с тех пор широко вошел в научный оборот. Он представляет собой арифметическую сумму всех средних суточных температур за период вегетации растений. Для большинства зерновых культур умеренного пояса, относительно холодностойких, сумму активных температур обычно подсчитывают для периода, когда средние температуры превышают +5 °C. Для некоторых более теплолюбивых культур – таких, например, как кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла, плодовые – отсчет этих температур ведут начиная с показателя +10 °C, для субтропических и тропических – +15 °C.

Влага также представляет собой необходимое условие жизни всех живых организмов и сельскохозяйственных культур. Это объясняется ее участием в фотосинтезе, большой ролью в процессах терморегуляции и переноса питательных веществ. При этом обычно для образования единиц сухого вещества растение должно впитать в себя в сотни раз большее количество влаги.

Для определения размеров потребления влаги растениями и необходимого уровня увлажнения сельскохозяйственных угодий применяют различные показатели. Один из наиболее употребительных показателей – гидротермический коэффициент – также был предложен Г. Т. Селяниновым.

Он представляет собой соотношение осадков и суммы активных температур. Этот показатель используют и для определения влагообеспеченности территории с подразделением ее на очень сухую (гидротермический коэффициент меньше 0,3), сухую (0,4–0,5), засушливую (0,5–0,7), испытывающую недостаток влаги (0,8–1,0), отличающуюся равенством ее прихода и расхода (1,0), обладающую достаточным количеством влаги (1,0–1,5) и ее избытком (более 1,5).

С позиций географического изучения агроклиматических ресурсов большой интерес представляет также агроклиматическое районирование мира. В отечественных источниках за его основу обычно берут схему такого районирования, которая была разработана для Агроклиматического атласа мира, вышедшего в 1972 г. Она составлена с использованием двух главных уровней.

На первом уровне районирование проводилось по степени теплообеспеченности с выделением следующих тепловых поясов и подпоясов:

– холодного пояса с коротким периодом вегетации, где сумма активных температур не превышает 1000 °C, а земледелие в открытом грунте практически невозможно;

– прохладного пояса, где теплообеспеченность возрастает от 1000 °C на севере до 2000 °C на юге, что позволяет выращивать некоторые нетребовательные к теплу культуры, да и то при очаговом земледелии;

– умеренного пояса, где теплообеспеченность изменяется в пределах от 2000 до 4000 °C, а продолжительность вегетационного периода колеблется от 60 до 200 дней, что создает возможности для массового земледелия с широким набором культур (этот пояс подразделяется на два подпояса – типично умеренный и теплоумеренный);

– теплого (субтропического) пояса с суммой активных температур от 4000 до 8000 °C, что позволяет расширить ассортимент сельскохозяйственных культур, введя в него теплолюбивые субтропические виды (в нем также выделяют два подпояса – умеренно теплый и типично теплый);

– жаркого пояса, где сумма активных температур повсеместно превышает 8000 °C, а иногда и 10 000 °C, что позволяет выращивать характерные для тропических и экваториальных зон культуры в течение всего года.

На втором уровне агроклиматического районирования термические пояса и подпояса подразделяются еще на 16 областей, выделяемых в зависимости от режима увлажнения (избыточного, достаточного, недостаточного – в течение как всего года, так и отдельных его сезонов).

Эту же классификацию, но обычно ограниченную первым уровнем и несколько упрощенную, применяют и в учебных атласах, в том числе в школьных. По соответствующим картам нетрудно ознакомиться и с ареалами распространения отдельных термических поясов. Можно определить также, что территория России находится в пределах трех поясов – холодного, прохладного и умеренного. Вот почему основную ее часть занимают земли с низкой и пониженной биологической продуктивностью и сравнительно небольшую – со средней продуктивностью. Ареалы с высокой и очень высокой продуктивностью в ее пределах фактически отсутствуют.