.png)
Resursele Climatice
Resursele climatice (ale atmosferei) reprezintă componentele, procesele şi fenomenele din atmosferă, care pot fi utilizate pentru satisfacerea unor necesităţi ale umanităţii.în categoria resurselor climatice se includ: resursele de energie solară, resursele de energie eoliană, resursele agroclimatice, aerul atmosferic.
RESURSELE DE ENERGIE SOLARĂ
Soarele este sursa primordială de energie a tuturor fiinţelor vii de pe Pământ. Energia solară care ajunge pe Pământ timp de 40 de minute ar fi suficientă pentru a acoperi necesarul anual de energie pentru întreaga omenire.
Energetica mondială contemporană se bazează, în mare măsură, pe energia solară conservată, ca rezultat al fotosintezei, în combustibil mineral (cărbune, turbă, şisturi bituminoase). Omul utilizează combustibilii fosili în cantităţi enorme, încât rezervele lor se pot epuiza în secolul următor.
• Care ar fi avantajele utilizării energiei solare?
Până în prezent cea mai răspândită formă de valorificare a energiei solare este conversia biologică, adică stocarea energiei solare în materia organică formată prin fotosinteză (plantarea pădurilor de arbori cu creştere rapidă, care dau peste 30 m3 de lemn la un hectar pe an, producerea de carburanţi lichizi din materia vegetală - a etanolului şi metanolului, care ulterior sunt transformaţi în benzină, a gazului biologic din deşeuri organice, alge etc.).
S-a demonstrat că dintre sursele de energie care ar putea înlocui combustibilul fosil, energia solară oferă siguranţă maximă. Ea este o sursă inepuizabilă şi imensă de căldură. Fluxul anual de energie solară ce atinge straturile de jos ale atmosferei şi suprafaţa scoarţei terestre constituie valori * •
enorme (1014 kW), depăşind astfel de zeci de ori toată energia conţinută în rezervele de combustibil mineral explorate şi de mii de ori nivelul actual de consum al energiei.
• Identifică pe hartă zonele climatice ale Terrei cu cele maifavorabile condiţii de utilizare
a energiei solare.
Cele mai favorabile condiţii de utilizare a energiei solare se află în zona aridă a Globului, unde durata de luminare a Soarelui este cea mai mare.
Domeniile de utilizare a energiei solare sunt variate. Cele mai timpurii dovezi despre utilizarea energiei solare au fost atribuite lui Arhimede. Potrivit legendei, el a folosit mai multe oglinzi pentru a concentra energia Soarelui asupra corăbiilor romane care atacau Syracuza, dându-le foc.
în prezent energia solară este utilizată prin captatori solari - instalaţii de captare a energiei solare şi de conversiune în energie termică. Aceasta este folosită la încălzirea locuinţelor, întreprinderilor industriale, serelor, furnalelor siderurgice, pentru refrigerare, irigaţii, uscarea unor produse agricole etc.
GeollCap2.indd 22 20.06.2014 11:14:25
California (S.U.A.). Centrală helioelectrică
Soarele este o sursă de lumină şi de căldură întreţinută prin reacţii de fuziune nucleară, care se produc în regiunea sa centrală. Energia lui provine din fuziunea hidrogenului în heliu, acest proces fiind însoţit de o importantă degajare de energie.
în ultimul timp au fost construite furnale pentru topirea metalelor, care utilizează energia solară şi oglinzi concave, adică acele oglinzi care captează lumina într-un singur punct. în Franţa a fost construită o clădire cu mai multe niveluri, cu o latură acoperită de oglinzi, astfel ca totalitatea lor să formeze o uriaşă oglindă concavă şi să redirecţioneze razele solare în focarul ei, unde temperatura ajunge până la 3000°C, aceasta fiind temperatura de topire a majorităţii metalelor.
Panou solar de pompare a apei
O utilizare tot mai frecventă în producţia energiei electrice au instalaţiile solare fotovoltaice (panouri solare). Convertoarele fotovoltaice transformă energia solară în energie electrică.
La încălzirea locuinţelor şi a apei energia solară este utilizată cel mai mult în aşa ţări ca Franţa, S.U.A., Japonia, Israel. în sudul Franţei au fost construite peste 1 000 de case solare şi peste 40 000 de staţii pentru apă caldă.
Este mult mai dificilă concentrarea prin focalizare a energiei solare în instalaţii speciale, care transformă această energie în energie electrică. Asemenea instalaţii industriale - centrale he- lioelectrice (Helios - Zeul Soarelui), la care energia solară este concentrată prin focalizare cu ajutorul oglinzilor orientabile, pot funcţiona doar în zonele în care valoarea radiaţiei solare receptate este mai mare de 0,6 cal/cm2/min., durata medie a insolaţiei zilnice depăşeşte 6 ore, iar numărul total de zile însorite este de peste 180.
Centrale helioelectrice cu capacitate maximă de 10 MW au fost construite în S.U.A., Italia, Spania, Franţa, Japonia, Australia. Cea mai mare centrală helioelectrică, cu o putere instalată de 625 MW, funcţionează în Italia.
în comparaţie cu sursele tradiţionale de energie, energia solară posedă următoarele avantaje:
• este o sursă inepuizabilă;
• are un potenţial uriaş, poate satisface necesităţile întregii omeniri;
• poate asigura conversia în alte forme de energie;
• este o sursă de energie nepoluantă.
Pe lângă avantaje, radiaţia solară are un şir de particularităţi, care complică utilizarea ei:
• variaţia densităţii fluxului energetic;
• intermitenţa datorită alternanţei zilei cu noaptea;
• variaţia valorii fluxului în timpul zilei şi în timpul anului;
• dependenţa de starea timpului şi a atmosferei (nori, ceaţă, praf, cenuşă etc.). Energia solară este considerată o energie a viitorului, este poarta către o
nouă eră şi un remediu necesar planetei Pământ. însă până în prezent principala problemă nesoluţionată în producţia de energie heliotermică rămâne stocarea energiei.
• Care ar fi avantajele utilizării energiei vântului?
Energia eoliană. în straturile inferioare ale atmosferei vântul se formează în urma încălzirii neuniforme a suprafeţei Pământului. Spaţiile terestre şi maritime, suprafaţa munţilor şi masivelor împădurite, a deşerturilor şi a depresiunilor se încălzesc în mod diferit, aflându-se chiar şi la aceeaşi latitudine. Vânturile apar şi datorită încălzirii diferite a aerului în zonele ecuatoriale şi polare ale Terrei.
Calculele demonstrează că ceva mai puţin de V4 din energia solară de care beneficiază Terra se transformă în energie eoliană, aceasta constituind o uriaşă sursă de energie.
Se apreciază că energia eoliană disponibilă depăşeşte de 30 de ori cererea energetică actuală a omenirii. Acest important potenţial poate fi valorificat atât local - pentru producerea de lucru mecanic direct, cât şi pentru producerea de energie electrică.
GeollCap2.indd 23 20.06.2014 11:14:27
Lap un
Energia vântului constituie o sursă regenerabilă şi nepoluantă şi, în plus, prezintă avantaj întrucât reprezintă o sursă naţională, deci nu este supusă efectelor conjuncturale ale relaţiilor internaţionale ca în cazul importului de combustibili clasici.
• Cum folosea omul energia vântului în trecut?
încă din antichitate forţa vântului a fost folosită pentru navigaţie, iar pe uscat - pentru pomparea apei şi măcinarea grânelor.
Primele mori de vânt sunt atestate în Asia Mică, apoi în China, India şi Egipt încă din secolul al II-lea î. Hr., pătrunzând în nordul Africii şi apoi în Europa în secolul al Xl-lea. Pe teritoriul actual al Republicii Moldova în anul 1901 funcţionau 6 208 mori de vânt.
Forţa vântului se consideră utilizabilă acolo, unde viteza medie a vântului atinge minimum 3-5 m/sec. şi frecvenţa vânturilor este foarte ridicată.
Potenţialul energetic al vântului atinge valori deosebit de ridicate în zonele de litoral (în special, în Antarctida, în Arctica americană, în zona Golfului Mexic şi a Mării Caraibilor, în Europa de Vest), la nivelul culmilor montane, în regiunile plane, lipsite de vegetaţie.
în ultimele decenii ale secolului al XX-lea au fost construite multe centrale eoloelectrice de capacitate mică - de 0,1 până la 3 mii kW - în S.U.A., Germania, India, Danemarca, Olanda, Marea Britanie, Spania, Suedia, Italia, China, Canada, Australia, Noua Zeelandă, Rusia.
Construcţia de instalaţii cu o capacitate mai mare este dificilă din cauza concentrării reduse a energiei într-o unitate de volum de aer.
Perspectiva mondială pe termen mediu şi lung vizează dezvoltarea susţinută a acestui domeniu energetic, luând în considerare tendinţa crescândă spre reducerea poluării şi politicile naţionale de economisire a combustibililor fosili superiori.
Resursele agroclimatice reprezintă totalitatea elementelor climatice care asigură creşterea plantelor şi, deci, dezvoltarea agriculturii. O importanţă primordială în dezvoltarea plantelor au factorii climatici: căldura, umezeala şi lumina.
Resursele agroclimatice includ: a) de asigurare cu căldură şi suma temperaturilor medii diurne active mai mari de 10°C pe perioada de vegetaţie ce variază în diferite zone ale Globului de la mai puţin de 400° până la peste 8000°; b) coeficientul de umezire care variază între valorile mai mici de 0,31 până la peste 1,00; c) tipul de iarnă de la regiuni fără iarnă cu temperaturi mai ridicate de +15°C în luna cea mai rece a anului până la regiuni cu iarnă foarte aspră, cu temperaturi mai joase de -40°C.
în diferite regiuni ale Terrei îmbinarea acestor componente diferă, fapt de care se ţine cont la creşterea culturilor agricole.
Repartiţia geografică a resurselor enumerate mai sus este reprezentată pe harta „Resursele agroclimatice” (vezifig. 2).
De exemplu, în zona intertropicală, unde suma temperaturilor active mai mare de +10°C pe perioada de vegetaţie constituie 4000°-8000° şi coeficientul de umezire este mai mare de 1,00 (China de Est), se cultivă: bumbac, citrice, ceai, tutun, ananas, porumb, bananieri etc.
în zona rece, unde suma temperaturilor active mai mare
Grădini şi livezi în delta Padului
Parc eolian
GeollCap2.indd 24 20.06.2014 11:14:31
GeollCap2.indd 25 20.06.2014 11:15:00
ASIGURAREA CU CĂLDURĂ A PLANTELOR
ZONA RECE ZONA TEMPERATĂ
Legumicultura în sere
Mai puţin de 400°
Culturi agricole ce necesită Culturi agricole cu o perioadă de
400° - 1000° cantităţi reduse de căldură - 2200° - 4000° ve9etatie medie - grâu şi orz,
cartof timpuriu, ridiche, floarea-soarelui, purumb, sfeclă de
spanac etc. zahăr, pe alocuri viţă-de-vie etc.
Culturi agricole cu o perioadă de 10oo°- 2200° ve9etatie redusă - grâu, secară,
cartof, in, pomi şi arbuşti fructiferi etc.
ZONA INTERTROPICALĂ
Culturi agricole cu o perioadă de vegetaţie 40oo° _ 8000° de lungă durata sau multianuale - măslin, bumbac, porumb, citrice, ceai, tutun, bananier, ananas, curmal etc.
ZONA TROPICALĂ
Culturi agricole cu o perioadă de vegetaţie Mai mult de neîntreruptă - arborele de cafea, arborele de 8000° cacao, trestia de zahăr, arborele de cauciuc etc.
ASIGURAREA CU APĂ A PLANTELOR
ZONELE DE UMIDITATE
| | UMEDĂ - cantitatea de precipitaţii este mai mare decât cantitatea
de apă evaporată. Coeficientul hidrotermic este mai mare de 1,00
["TI SEMIARIDĂ (I) - cantitatea de precipitaţii este mai mică decât cantitatea de apă evaporată. Coeficientul hidrotermic este 0,51-1,00
Y///\ SEMIARIDĂ (II) - cantitatea de precipitaţii este mai mică decât
cantitatea de apă evaporată. Coeficientul hidrotermic este 0,31-0,51 rwvi ARIDĂ - cantitatea de precipitaţii este cu mult mai mică decât cantitatea K x x >1 de apă evaporată. Coeficientul hidrotermic este mai mic de 0,31_______
Fig- 2. Resursele agroclimatice.
Soia - cultură termofilă
de +10°C pe perioada de vegetaţie constituie 400°-1000° şi coeficientul de umezire este mai mare de 1,00, se cultivă: cartof timpuriu, ridiche, spanac etc.
Republica Moldova se află în zona temperată de asigurare cu căldură, unde suma temperaturilor active mai mare de + 10°C pe perioada de vegetaţie constituie 2800°-3400° şi coeficientul de umezire este de 0,51-1,00. Aici se cultivă plante termofile şi rezistente la insuficienţa de umezeală: viţă-de-vie, tutun, piersic, soia, porumb etc.
Aerul atmosferic reprezintă un amestec de gaze, fiecare având o anumită importanţă în procesele şi fenomenele naturale şi, de asemenea, în activitatea omului.
Azotul atmosferic este utilizat în industria chimică la fabricarea îngrăşămintelor chimice, la producerea acidului azotic etc.
Oxigenul este gazul care întreţine viaţa. Se utilizează în secţiile de reanimare din spitale, ca agent oxidant în diferite procese tehnologice.
Hidrogenul este utilizat la obţinerea acidului clorhidric, în calitate de combustibil pentru rachete etc. Acest gaz poate fi obţinut din apele mării în cantităţi practic inepuizabile prin procedeul de oxidoreducere. Obţinut pe această cale, hidrogenul poate fi lichefiat şi stocat sau transportat prin conducte. El reprezintă un excelent combustibil uşor de depozitat, de transportat la mari distanţe şi fiind renovabil, la ardere apa reintră în circuit fără să polueze. Hidrogenul obţinut în acest mod se foloseşte deja în S.U.A. şi Japonia.
Heliul se utilizează în lămpile cu lumină de zi, în baloanele meteorologice etc.
Evaluare
Resursefe cCimatice
1. Ce probleme globale ar putea fi soluţionate în cazul utilizării pe larg a energiei solare?
2. Prin ce modalităţi utilizează în prezent omenirea energia solară?
3. Identifică regiunile Terrei cu condiţii mai favorabile pentru construcţia centralelor helioelectrice.
4. Ce problemă privind utilizarea energiei solare este dificil de soluţionat?
5. Enumeră statele care au obţinut anumite progrese în utilizarea energiei solare.
6. Completează în caiet schema „Componentele resurselor climatice”:
__k
RESURSELE
/ 1 /
CLIMATICE
X
_______________________r X
7. Cum folosea omul energia eoliană din cele mai vechi timpuri?
8. în ce regiuni ale Terrei sunt condiţii mai favorabile pentru construcţia eolocentralelor?
9. Care state au obţinut progrese importante în producţia energiei eoliene?
10. Ce componente includ resursele agroclimatice?
11. în baza analizei hărţii resurselor agroclimatice a lumii (fig. 2) descrie gradul de asigurare cu resurse agroclimatice a unui stat (la alegere).
0 comentarii: