Лекція 8. Методи вимірювання фізичних параметрів атмосфери (2 год)

Складні взаємовідносини біологічних об'єктів і навколишнього середовища характеризується екологічними факторами, які мають різну природу і специфіку впливу. Серед екологічних факторів, а саме випадково змінних, особливе місце займають абіотичні. Серед них значне місце займає група кліматичних факторів основні з яких: сонячна енергія, температура, вологість, рух повітря (вітер), атмосферний тиск.

Екологічне значення сонячної радіації Потоки сонячного випромінювання є основними джерелами енергії, які забезпечують: фотосинтез зелених рослин (створення органічних речовин), теплові процеси в атмосфері, грунті та гідросфері.

Сонячне випромінювання, проходячи крізь атмосферу, зумовлює чимало яви. Так, розсіюючись, воно надає небу голубого кольору, а сонцю червоного. Сонячна радіація нерівномірно нагріває поверхню суші і світового океану, спричиняючи переміщення повітряних мас, висхідні потоки та їх перемішування, а також випаровування великої кількості води з поверхні водойм, грунту, рослин.

Енергія Сонця - найпотужніше джерело екологічно чистої енергії. Сонячну енергію можна застосовувати для добування електроенергії, побутового тепла, високотемпературного тепла в промисловості, на транспорті.

У Криму проводять експерименти щодо вдосконалення сонячних батарей різних конструкцій, енергія яких використовується для освітлення будинків, роботи побутової техніки, опріснення морської води, підігрівання та перекачування прісної води тощо.

Екологічне значення температури Температура складових довкілля суттєво впливає на умови життя людини, життєві функції рослин і тварин.

За час еволюції реформувалися види і форми рослин у відповідності з температурним режимом оточуючого середовища.

Висока температура повітря викликає опік рослин. Зниження температури повітря нижче за критичну, викликає коагуляцію колоїдів протоплазми клітин і загибель рослин. Підвищення температури до 36°С у водоймах призводить до загибелі риб.

Сучасні зміни глобальної температури характеризуються відносно невеликим діапазоном, але з небаченою швидкістю змін, тобто надзвичайно високим градієнтом. Якщо після періоду останнього обледеніння потепління характеризувалось градієнтом ∆7=1,5-2°С за мільйон років, то в теперішній час 17 = 0,5°С за 30 років.

Глобальне потепління вже призвело до значних регіональних змін. "Біла шапка" Кіліманджаро в Африці за останні 10 років зменшилась на 80%. Збільшення температури на 1,5-2°С викличе підняття рівня Світового океану на 35-55 см, внаслідок чого постраждають узбережні райони багатьох країн, і перш за все це Японії, Уругваю, Бангладеш, Сенегалу та ін. Кількість опадів збільшиться, але нерівномірно, внаслідок чого площа пустель зросте. Всі кліматичні зони перемістяться на 500 км у бік полюсів.

Схожа картина прогнозується для Південної Америки - легке потепління в Арктиці потягне за собою різке похолодання у Канаді і США.

Екологічне значення вітру Функції вітру дуже різноманітні. Завдяки вітру відбувається перемішування повітряних мас, підтримується стала концентрація газів в атмосфері. Повітряні маси несуть з собою тепло і вологу Тому циркуляція атмосферного повітря є одним з важливих екологічних (кліматичних) факторів.

При русі сухих і теплих повітряних мас виникають суховії, які шкідливо впливаючи на ріст і розвиток рослин, підсилюючи випаровування вологи з поверхні грунту, рослин та води. Потужні повітряні потоки, які виникають в області циклонів, здатні до руйнування будівель, поваленню лісів та вилягання угідь, потужного переносу снігу, викликають порушують роботу авіаційного і водного транспорту повітряну ерозію.

За оцінками вчених, загальний вітроенергетичний потенціал Землі в 30 разів перевищує річне споживання енергії людством. Однак використовується лише мізерна частка цієї енергії. Так було не завжди. За даними статистики до революції у кожному другому селі України працював вітряк. Але парова машина, а потім двигун внутрішнього згоряння витіснили цих скромних "трудівників".

Можливості використання енергії вітру в різних місцях земної кулі неоднакові. Для нормальної роботи вітроелектростанцій швидкість вітру в середньому за рік має бути не меншою ніж 4-6 м/c.

В Україні до таких зон належать Приазов'я, узбережжя Чорного моря і Карпати. Піонером будівництва вітроелектростанцій (ВЕС) був видатний український вчений Ю. Кондратюк. Побудована ним у 1931 р. поблизу Севастополя ВЕС потужністю 100 кВт, більш як 10 років забезпечувало місто електроенергією. Вітроелектростанції не забруднюють довкілля. Єдиний негативний фактор це низькочастотний шум та вібрація під час роботи ВЕС та одиничні випадки загибелі птахів, які потрапляють у лопоті вітродвигунів.

Екологічне значення вологості повітря та грунту Вологість повітря безпосередньо впливає на ріст, розвиток і стан рослин. У сухі жаркі літні дні, коли температура повітря висока, а вологість низька, з поверхні грунту випаровується багато води. При цьому інтенсивно відбувається транспірація рослин, що призводить до зниження і припинення нарощування органічної маси. Під час сильних посух, коли відносна вологість повітря нижче 30%, рослини в'януть і можуть загинути. Занадто висока вологість повітря негативно впливає на цвітіння рослин, дозрівання плодів. Дефіцит вологості повітря та надлишок в ньому негативно також впливають на стан здоров'я людини.

Температура і кількість опадів (дощу або снігу) визначають розміщення на земній поверхні основних природних зон. Різноманітність природних комплексів часто визначається особливостями грунтів, від яких залежить надходження вологи. Вміст вологи в грунтах також є показником росту і дозрівання сільськогосподарських культур.