Энергетические ресурсы климата омского Прииртышья в нефтяном и долларовом эквивалентах Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 551.581:171.1

И. В. КАРНАЦЕВИЧ О. В. МЕЗЕНЦЕВА Н. О. ИГЕНБЛЕВА

Омский государственный педагогический университет

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ КЛИМАТА ОМСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ В НЕФТЯНОМ И ДОЛЛАРОВОМ ЭКВИВАЛЕНТАХ____

В статье приводится количественная оценка в долларовом и нефтяном эквивалентах теплоэнергетических ресурсов климата, создаваемых солнечной освещенностью, для территории Омской области и областного центра.

Важнейшими природными ресурсами любой территории являются водные ресурсы и теплоэнергетические ресурсы климата, то есть количество теплоты, поступающей на данную территорию от Солнца и от атмосферного воздуха [ 1 ]. Эти два вида важнейших ресурсов являются ежегодно возобновляемыми и потому с точки зрения перспективы неисчерпаемыми. Оба этих основных вида ресурсов используются природой в процессе испарения на создание биомассы (растений и животных), а также на нагревание почвогрунтов и воздуха. Без влаго-ресурсов нет жизни и производства — это видно на примере пустынь, где тепловые ресурсы климата очень велики. Почти полное отсутствие теплоресурсов создает ландшафты ледяных пустынь: на ледниковом щите Гренландии, в центральных областях Антарктиды нет ни растений, ни животных, ни микроорганизмов.

Изучением потоков энергии, приходящих от Солнца к поверхности Земли, занимается наука актинометрия. На многих сотнях метеостанций во всем мире имеются актинометрические площадки, где ежедневно изме-ряются и записываются характеристики коротковолновой радиации, подсчиты-ваются балансы радиации — и коротковолновой, и длинноволновой. Плотность потоков энергии измеряется в ваттах на см2 или в МДж/м2. На верхней границе земной атмосферы при-ход энергии от Солнца весьма велик и равен 1356 Вт/м2. Это — солнечная постоянная.

В табл. 1 приведены результаты многолетних измерений в Омске "положительного" радиационного баланса, то есть поглощенной в светлое время суток коротковолновой радиации за вычетом одновременно происходящего оттока энергии в виде эффективного длинноволнового излучения, которое пропорционально четвертой степени абсолютной температуры (по закону Стефана-Больцмана).

Теплоэнергетические ресурсы климата Тк в Омской области практически равны величине ,

поскольку в среднем за зимнее полугодие поступление адвективной теплоты составляет лишь 20-30 МДж/м2, то есть около 1% от солярного прихода энергии {2]. Правда, в некоторые годы с теплыми зимами вертикальная составляющая горизонтального переносатеплоты с запада, из Атлантики, в циклонах может быть значительно больше. За год, а практически за летнее полугодие, в районе Омска поступает от Солнца около 2000 МДж/м2 = 2 ГДж/м2теплоты.

За счет энергии весной тает снег, протаивает мерзлая толща почвогрунтов, нагревается воздух, летом в процессе испарения и транспирации вызревают урожаи зерновых, овощей, фруктов, травы, продолжается рост деревьев. На севере пашей области, в Таре, за год поступает меньше энергии, чем в Омске, — 1820 МДж/м2, а на юге, в Полтавке, — 2170 МДж/м2, то есть больше, чем в Омске [3].

Как наглядно представить себе энергетику солярной освещенности на территории Омской области? В 1 гектаре содержится 10 000 м2. Значит, на 1 гектар в районе Омска поступает за лето 2-10 ' -Ю4 = = 2-107 = 20млнМДж = 20тыс.ГДж теплоты. 1 ГДж = = 275 КВт-час, следовательно, на 1 га за лето поступает от Солнца 5,5 млн КВт-часов энергии. Учитывая, что площадь нашей области равна 140 тыс. км2, а 1км2 = 100 га, можно легко определить поступление энергии на всю территорию области за летнее полугодие: 5,5-Ю0-100-140 000 = 77 триллионов КВт-часов, что почти в 8 раз превышает выработку энергии человечеством за год!

Энергия в наши дни дорожает - в Омске в частном секторе в 2006 г. за 1 КВт-час электроэнергии плата составляет 1,36 руб. В этих ценах бесплатная солнечная энергия, освещающая территорию Омского Прииртышья, стоит 1.36- 77-1012 = 100 триллионов руб., или около 4 трлн долларов!

Энергетические ресурсы климата можно выразить в нефтяном, более устойчивом, чем доллар, эквиваленте [4, 5]. Нефтяной эквивалентТЭР климата -

Таблица 1

Месячные нормы "положительного" радиационного баланса в Омске К\ МДж/м1

Мес. 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Год

ЕГ 4 17 71 277 369 390 373 302 189 75 В 0 2075

это масса нефти в тоннах, при сжигании которой выделится энергия, эквивалент ная прихо-дящей за год солнечной энергии на 1 гектар площади:

H = Тк / х,

где х ■ удельная теплота сгорания нефти — при сгорании 1 т нефти выделяется 45 ГДж теплоты.

Еслидля района Омска разделить 20тыс. ГДж на 45 ГДж, получим 444 т нефти. Итак, в районе Омска на площадь 1 га (это большой квадратный двор между четырьмя сборными четырехподъеэдными девятиэтажками) за лето от Солнца поступает столько тепла, сколько бы мы получили, если бы в этом дворе сожгли 444 тонны нефти (стоимостью по 350 долларов за тонну) ! В долларовом эквиваленте теплоэнергетические ресурсы климата в районе Омска составляют 444 • 350 = 155 ООО долларов/га.

Настоящая статья имеет целью привлечь внимание научной общественности Сибири к проблеме рационального использования огромных количеств тепловой энергии, которая даром падает к нам с неба. Из-за чрезвычайно малой плотности потока энергетической освещенности человечество использует эту энергию лишь посредством древнейшего изобретения, которым пользуются во всем мире земледельцы, — путем ирригации (орошения). Каждый владелец садового участка в Омске — мелиоратор. Он улучшает водный режим почвы с помощью дополнительной, поднятой из Иртыша насосами, воды — в дополнение к тому, что дают небеса.

Библиографический список

1. Мезенцев B.C. Белоненко Г. В., Березников К. П. и др. Уравнение теплоэнергетического баланса процесса суммарного испарения: Науч.тр./ ОмСХИ.—Омск, 1966.— Т. 66.—С. 111 — 118.

2. Карнацевич И В. Расчеты тепловых и водных ресурсов малых речных водосборов на территории Сибири. Ч. 1. Теплоэнергетические ресурсы климата и климатических процессов: Учеб. пособие. — Омск, 1989. — 75 с. — В надзаг.: Ом. с.-х. ин-т им. С. М. Кирова.

3. Земля, на которой мы живем (Природа и природопользование Омского Прииртышья). - Омск, 2002 - С. 154.

4. Тусупбеков Ж.А. Экономическая оценка естественных теплоэнергетических ресурсов на территории Казахстана,- Изв. РГО. 1994.-Т.126. Вып.6., — С. 77-78.

5. Карнацевич И.В., Тусупбеков Ж.А. Теплоэнергетические и водные ресурсы водосборов на территории Сибири - Омск.-Изд. Омского гос.аграр.ун-та.-2002.-60 с.

КАРНАЦЕВИЧ Игорь Владиславович, доктор географических наук, профессор кафедры физической географии.

МЕЗЕНЦЕВА Ольга Варфоломеевна, кандидат географических наук, доцент, научный сотрудник кафедры физической географии. ИГЕНБАЕВА Наталья Олеговна, ассистент кафедры физической географии.

СооОщение поступило в редакцию 15.05.06. © Карнацевич И. В., Мезенцева О. В., Игенбаева Н.О.

Книжная полка

Курошев Г.Д. Геодезия и топография: учебник / Г.Д. Курошев, Л.Е. Смирнов. - М.: ИЦ «Академия», 2006. - 192 с.

В учебнике описаны основные этапы истории развития геодезических измерений и топографических съемок. Приведены общие сведения о погрешностях измерений, правила и методы измерения углов и расстояний, решения задач по определению плановых координат и высот пунктов местности. Описание наиболее распространенных приборов, применяемых для проведении полевых наземных и аэротопографических съемок, содержание топографических карт.

Для студентов высших учебных заведений.

Алексеевский Н.И. Гидрофизика: учебник / Н.И. Алексеевский. - М.: ИЦ «Академия», 2006. -176 с.

В учебнике изложены современные представления о механизмах гидрофизических процессов в реках, озерах и водохранилищах. Рассмотрены основные закономерности процессов перемешивания смешения, транспорта речных наносов, движения влаги в зоне аэрации и толще снега, тепловых процессов с учетом физических свойств воды.

Для студентов высших учебных заведений. Может быть полезен для специалистов, изучающих физические механизмы разнообразных гидрологических процессов.