Научная статья на тему 'Оценка климатических ресурсов Западной Сибири'

Оценка климатических ресурсов Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
754
121
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ / ПОТЕНЦИАЛ ГЕЛИОРЕСУРСОВ / ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ / SOLAR ENERGY / GELIORESURS POTENTIAL / WESTERN SIBERIA

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Невидимова Ольга Геннадьевна

В статье рассматриваются методические вопросы оценки климатического ресурса солнечной энергии и особенности распределения потенциала солнечной энергии по территории Западной Сибири.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ASSESSMENT OF CLIMATIC RESOURCES OF WESTERN SIBERIA

The article discusses the methodological issues estimation of climatic resource distribution characteristics of solar energy and solar energy potential on the territory of Western Siberia.

Текст научной работы на тему «Оценка климатических ресурсов Западной Сибири»

УДК 502.5

ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Ольга Геннадьевна Невидимова

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, кандидат географических наук, старший научный сотрудник, тел. (3822)49-22-23, e-mail: olga-nevidimova@mail.ru

В статье рассматриваются методические вопросы оценки климатического ресурса -солнечной энергии и особенности распределения потенциала солнечной энергии по территории Западной Сибири.

Ключевые слова: солнечная энергия, потенциал гелиоресурсов, Западная Сибирь. ASSESSMENT OF CLIMATIC RESOURCES OF WESTERN SIBERIA Olga G. Nevidimova

Institute of monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Academichesky Ave., candidate of geographical science, senior researcher, tel. (3822)49-22-23, e-mail: olga-nevidimova@mail.ru

The article discusses the methodological issues estimation of climatic resource - distribution characteristics of solar energy and solar energy potential on the territory of Western Siberia.

Key words: solar energy, gelioresurs potential, Western Siberia.

Необходимым условием оптимального использования климатических ресурсов является аргументированная и детальная оценка их пространственной и временной изменчивости. Оценка климатических ресурсов, а именно, солнечной энергии и энергии ветра имеет не только теоретическое, научно-исследовательскоезначение, но и прикладное; причем второе в современных реалиях приобретает особую актуальность и приоритетность, как с экологических, так и с экономических позиций. Кроме того, происходящие природно-климатические изменения обуславливают необходимость периодической корректировки имеющихся кадастровых оценок этих ресурсов, а современная динамичная ассимиляция инновационных разработок и традиционных технологий влечет за собой пересмотр возможности и целесообразности активного потребления энергии из возобновляемых источников. Для Западной Сибири, характеризующейся обширной территорией и высокой концентрацией разнообразных природных ресурсов, оценка гелио- и ветроэнергоресурсов актуальна и с точки зрения минимизации вредного воздействия на окружающую среду, и сточки зрения доступности энергомощностей.

При оценке гелиоресурсов важным показателем режима излучения является продолжительность солнечного сияния, поскольку негативным фактором в работе гелиоустановок является прерывистость получения солнечной радиации, из-за чего теряется значительная часть энергии. Не менее существенная характеристика - облачность, изменчивость которой в течение дня вызывает нерав-

номерность работы гелиоустановок, особенно солнечных концентраторов, которые воспринимают прямые солнечные лучи.

Для определения гелиоэнергетических ресурсов используются следующие показатели:

- суммы прямой и суммарной радиации, их изменчивость в разные временные интервалы в условиях ясного и пасмурного неба;

- продолжительность солнечного сияния (долгосрочные показатели, пространственно-временное распределение); его изменчивость; непрерывная продолжительность солнечного сияния выше указанного уровня; число дней без солнца;

- повторяемость облачности разных градаций

На основе этих показателей получают: максимальный (при условии ясного неба) и фактический (средние условия облачности) потенциал солнечной энергии; потенциальные гелиоресурсы, принципиально доступные для практического использования; оптимальные углы наклона, которые обеспечивают максимальный поток солнечного излучения на принимающую поверхность гелиоустановки; оптимальную ежедневную сумму прямой и суммарной радиации; показатели непрерывной продолжительности солнечного сияния (более 6 часов), обеспечивающие эффективную работу гелиоустановки.

На следующем этапе проводится районирование территории на основе обобщения актинометрической и метеорологической информации с использованием комплекса специализированных индикаторов, отражающих как долгосрочный режим поступления солнечной радиации, так и его изменчивость. В табл. представлены результаты районирования и оценки потенциала солнечной энергии.

По сравнению с остальными районами Сибири область Заполярья обладает не очень высоким потенциалом по использованию гелиоустановок. Однако большое количество солнечной энергии, поступающее в район летом, обусловленное значительной продолжительностью дня, определяет возможность локального использования гелиоустановок в энергосодержании зданий. Наиболее благоприятный период - май-август, когда ежедневная суммарная радиация составляет 22,2 - 23,6 МДж/м2.

Таёжная и лесоболотная зона, охватывая центральную часть Западной Сибири, характеризуется довольно высокими значениями прямой радиации; летом день продолжительный, интенсивность потока радиации резко возрастает в часы до полудня; затем понижение потока солнечной радиации происходит плавно. Все это создает благоприятные условия для использования гелиоустановок. Существенным же ограничением широкого использования солнечной энергии является большая повторяемость облачных дней: из-за концентрации путей циклонов в низовьях Чулыма летом вся зона тайги долгое время может находиться в области циклональных полей. Это вызывает значительное ослабление солнечной радиации. Поэтому в этом районе Сибири целесообразно использовать местные гелиоустановки ограниченного действия.

Лесостепной район Западной Сибири имеет значительный уровень инсоляции при среднесуточном приходе суммарной радиации в летнее время от 24,9

до 27,2 МДж/м2. Здесь также имеется хороший потенциал ветроэнергоресур-сов. Поэтому в этом районе существует потенциальная возможность для применения установок когенерации с использованием энергии солнца и ветра.

Таблица

Районирование территории Западной Сибири по потенциалу солнечной энергии

Район Потенциал солнечной энергии Вклад прямой радиации в суммарную повторяемость непрерывной продолжительности солнечного сияния, % Количество ясных дней, год Оценка потенциала солнечной энергии, %

прямая р на перпе] ную пов МД адиация дикуляр-ерхность, ж/м2 суммарная радиация на горизонтальную поверхность, МДж/м2

Апрель-сентябрь год Апрель-сентябрь год

тундра п-овов Ямал и Гыдан-ский; приполярная лесотундра 74947763 93869891 42564336 47805008 0,76 34,5 217 52

Тайга и лесобо-лотная зона 70907567 1018210372 44334517 53475681 0,80 31,2 254 65

Лесостепь 65247112 983710274 44634520 56385925 0,77 37,0 288 77

Горные районы 67057905 1011412817 45465176 59077178 0,78 40,8 346 78

Низкогорные и горные районы Салаира, Алтая, Кузнецкого Алатау и Горной Шории характеризуются большой неравномерностью режима инсоляции. Так, очень высоким потенциалом гелиоресурса обладают широкие плоские межгорные котловины, такие как Чуйская, Курайская, Бертекская и т.д. Эти районы получают максимум солнечной энергии среди районов Западной Сибири, по мере развития технологий энергоустановки на гелиоисточнике смогут вносить ощутимый вклад в производство электро- и теплоэнергии. В настоящее время экономически целесообразно использовать гелиоустановки в апреле - августе; для того, чтобы обеспечит энергетические потребности в течение всего года, следует планировать использование комплексов когенерации (гелио-, вет-ро-, дизельные установки).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кондратьев К.Я., Пивоварова З.И., Федорова М.П. Радиационный режим наклонных поверхностей, Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 216 с.

2. Пивоварова З.И., Стадник В.В. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР, Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 291 с.

3. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетие данные, Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1993.

© О. Г. Невидимова, 2015

СОДЕРЖАНИЕ

1. В. А. Кихтенко, Е. А. Мамаш, В. В. Смирнов, Д. Л. Чубаров. Инфраструктура для выполнения научно-исследовательских работ с использованием данных дистанционного зондирования в ИВТ СО РАН..............................................................................3

2. И. И. Амелин, В. К. Гусяков, П. С. Зиновьев, З. А. Ляпидевская. Интернет-

версия экспертной базы данных по импактным структурам Земли.............................................8

3. С. М. Борзов, А. О. Потатуркин. Спектрально-пространственная классификация типов подстилающей поверхности по гиперспектральным данным..........................13

4. Д. Л. Чубаров, В. А. Кихтенко, Е. А. Мамаш, В. В. Смирнов. Пространственная агрегация термоточек для обнаружения промышленных источников тепла.................18

5. А. С. Феоктистов, Е. С. Нежевенко. Классификация гиперспектральных изображений с помощью преобразования Гильберта - Хуанга..................................................23

6. Т. В. Ярославцева, В. Ф. Рапута. Закономерности длительного загрязнения атмосферы и снежного покрова г. Новосибирска.................................................................28

7. В. Н. Антонов, М. Г. Захватов, А. А. Косторная. Первичные результаты внедрения технологии по распознаванию типов и характеристик облачности.........................34

8. Е. А. Мамаш, Д. Е. Аюнов, В. А. Кихтенко, В. В. Смирнов, Д. Л. Чубаров. Исследование температурного режима территории Семипалатинского полигона с использованием пространственно-временной агрегации длинных рядов спутниковых измерений..................................................................................................................................39

9. И. А. Пестунов, П. В. Мельников. Метод главных компонент и его модификации в задачах классификации гиперспектральных данных................................................45

10. С. А. Рылов, И. А. Пестунов. Использование графических процессоров NVIDIA при кластеризации мультиспектральных данных сеточным алгоритмом CCA..............51

11. Ю. Н. Синявский, И. А. Пестунов, С. А. Рылов, П. В. Мельников. Совместная обработка разнородных данных при сегментации спутниковых изображений высокого разрешения.......................................................................................................................57

12. О. Ю. Дашевский, Е. С. Нежевенко. Классификация гиперспектральных изображений с помощью нейронных сетей с бинарными и многоуровневыми нейронами...................................................................................................................................62

13. А. А. Бучнев, В. П. Пяткин. Нечеткая контролируемая классификация данных дистанционного зондирования Земли..............................................................................67

14. А. А. Конев, И. Г. Пальчикова. Библиотека OpenCV и ее использование в задачах цитофотометрии.................................................................................................................71

15. В. П. Пяткин, Г. И. Салов. Обнаружение полыней......................................................77

16. В. С. Сидорова. Детальность кластеризации и сокращение размерности пространства спектральных признаков данных ДЗЗ .................................................................... 83

17. М. В. Якутин, А. Г. Шарикалов. Анализ состояния экосистем на территории Кальчинского месторождения нефти с использованием методики автоматизированного дешифрирования ........................................................................................................ 88

18. М. В. Якутин, В. С. Андриевский, Л. Ю. Анопченко. Почвенно-биоло-гические методы в экологическом мониторинге первых стадий рассоления почв Западной Барабы .............................................................................................................................. 93

19. Ю. П. Юронен, В. В. Иванов, А. Н. Борисевич. Разработка системы оперативного экологического мониторинга Красноярского края....................................................98

20. А. Г. Шарикалов, М. В. Якутин. Экологическая обстановка на объектах нефтедобычи Тюменской области по данным дистанционного зондирования......................103

21. В. В. Головко, В. Л. Истомин. Скорости седиментации пыльцевых частиц (индивидуальных зерен пыльцы и агломератов) западно-сибирских сорных трав..............108

22. Л. К. Трубина, Д. В. Панов. Некоторые аспекты совершенствования информационного обеспечения мониторинга городских земель..................................................113

23. Ю. Н. Самсонов, В. И. Макаров. Применение аэрозолей природных биоактивных веществ для регулирования роста растений..............................................................117

24. Т. И. Савченко, О. В. Чанкина, А. В. Бгатов. Влияние биогеохимической

среды на особенности развития животных Горного Алтая.......................................................121

25. А. В. Пучкин. Диагностика энергетических характеристик биомассы в

горных ландшафтах......................................................................................................................126

26. С. А. Попова, В. И. Макаров, М. А. Бизин, О. В. Чанкина, Б. С. Смоляков, М. П. Шинкоренко. Источники и временные вариации химического состава атмосферного аэрозоля в Новосибирской области.............................................................................130

27. О. Н. Николаева. Инфраструктура природно-ресурсных пространственных данных как средство формирования единого природно-ресурсного информационного пространства России.....................................................................................................135

28. Е. А. Моисеева, А. И. Шепелев, Л. Ф. Шепелева. Влияние нефтяного загрязнения на рост и развитие галеги восточной в условиях средней тайги Западной Сибири.....................................................................................................................................140

29. Н. И. Михайлова, А. Н. Логиновская. Прошлое, настоящее и будущее

водной ситемы Зайсан - Иртыш...................................................................................................147

30. Т. А. Лебедева, Е. В. Шипилова. Методология и научно-технические принципы мониторинга и комплексной оценки лесных земель на интенсивно осваиваемых территориях.................................................................................................................153

31. Ю. С. Ларионов, Н. А. Ярославцев. Концептуальное представление о целостности материального мира (Вселенной)..............................................................................157

32. Ю. С. Ларионов, О. Г. Марков, Н. А. Ярославцев, С. М. Приходько, Е. В. Екимов, Е. И. Баранова. Моделирование состояния естественного электромагнитного фона на основе 3D визуализации.............................................................................169

33. Ю. С. Ларионов, Н. А. Ярославцев, С. М. Приходько, Е. В. Екимов. Роль геоинформатики в понимании информации как энергоинформационной основы эволюции живого, придающей ей целостность..........................................................................175

34. И. М. Ламков. О содержании экологических паспортов...........................................181

35. Е. А. Кукавская, С. В. Жила, Г. А. Иванова, Л. В. Буряк. Оценка эмиссии углерода при пожарах в светлохвойных и лиственных насаждениях Красноярского края.......................................................................................................................................185

36. Д. С. Дубовик, М. В. Якутин. Динамика площадей незакрепленных песков в Тыве по данным дистанционного зондирования..............................................................190

37. А. С. Кузнецов. Энергообеспеченность склоновых процессов в горноледниковых бассейнах Центрального Алтая...............................................................................195

38. Н. А. Кудеринова, А. К. Какимов, С. М. Кудеринов, Ж. З. Толеубекова, К. С. Исабекова. Радиоэкологическая обстановка территорий, прилегающих к Семипалатинскому испытательному полигону...............................................................................200

39. Б. М. Кленов. Дискуссионные вопросы гумуса выщелоченных черноземов Западной Сибири....................................................................................................................207

40. С. Ю. Капустянчик, Н. И. Добротворская. Мониторинг сельскохозяйственных земель с использованием электронной картографии....................................................211

41. А. А. Калиева, А. В. Ермиенко. К вопросу об опасности ртутного загрязнения подземными водами реки Иртыш.....................................................................................216

42. С. В. Жила, Г. А. Иванова, Е. А. Кукавская. Послепожарный мониторинг фитомассы древостоя лиственничников Нижнего Приангарья................................................222

43. А. В. Егорина, А. Н. Логиновская. Экологические аспекты использования прибрежной территории Бухтарминского водохранилища.......................................................227

44. Е. И. Баранова, А. Ю. Луговская. Использование метода компьютерного анализа цифровых изображений в биоиндикационных исследованиях...................................236

45. В. В. Головко, В. Л. Истомин. Оценка изменения объема зерен пыльцы

с использованием метода фотограмметрической обработки изображений.............................240

46. Т. Ш. Фузелла. Пространственная дифференциация энергетического потенциала почвенного покрова Томской области........................................................................246

47. П. С. Бородавко. Геоинформационный анализ постгляциального лимно-

генеза Юго-Восточного Алтая......................................................................................................250

48. В. А. Понько, В. К. Каличкин, М. И. Иванова, С. В. Хизаметдинов. Методология и технология агромониторинга в задачах рационального аграрного природопользования ............................................................................................................................256

49. О. Г. Невидимова. Оценка климатических ресурсов Западной Сибири..................264

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.