к.т.н. Низовкин В.М.
магистр экологии Басина И.В.
Планета Земля обладает уникальными условиями для развития органической жизни по температуре, химизму атмосферы, гидросферы и литосферы. Только в этих условиях мог возникнуть вид Homo sapiens, имеющий наиболее атомарно сложную систему мышления, пока недосягаемую ЭВМ [1].
Однако, сегодня человечество из-за эгоцентризма и недальновидности создало опасную экологическую ситуацию, в виду сжигания запасенных Землей углеводородных веществ (уголь, нефть, древесина и пр.), продукты которого нарушили тепловой баланс атмосферы, что уже привело к началу земных экологических катаклизмов [2].
Эта ситуация, предсказанная в 80 гг. прошлого века [3] происходит из-за нарушения баланса допустимого промышленного нагрева и космического охлаждения атмосферы Земли, избыточная мощность которого не должна превышать 9 х 109 кВт в 2005 году и до 109 кВт в 2200 году.
Сегодня мировое потребление энергии уже достигло мощности 10х109 кВт, т.е. превысило допустимый уровень тепловых выбросов в 5 раз [4].
Для того, чтобы понять почему происходит быстрый рост средней температуры приземной атмосферы необходимо разобраться в физике глобальных процессов всей атмосферы Земли.
Метеорологам давно известно существование поясной циркуляции атмосферы Земли в процессе массотеплообмена Земля-Космос [5], обеспечивающей среднюю постоянную температуру около 150С.
Упрощенная схема общей циркуляции атмосферы Земли состоит из 3-х циркуляционных нижних высотой до 90 км (АВС) и 3-х верхних высотой до 800 км областей в Северном и Южном полушариях Земли. В зонах их сопряжения на поверхности Земли образуются широтные пояса затишья с низким (1,8) и высоким (2,4) давлением, между которых из-за кариолисова ускорения образуются зоны пассатов (В) и зоны более сильных западных (S) и полярных (R) ветров, охлаждающих поверхность всей Земли и через восходящие потоки I, III передающие тепло в верхние циркуляционные зоны и далее в Космос (+ Q).
При относительно небольшой ширине восходящих I, III и нисходящих II, IV холодных потоков циркуляция всей атмосферы должна нарушаться при небольших изменениях аэротермодинамики в приземных и высотных зонах II , так как, здесь расположены основная промышленность и население (до 50%) основных стран (США, Мексика, Чили, Аргентина, Бразилия, Алжир, Ливия, Египет, Саудовская Аравия, Иран, Пакистан, Индия, Китай, ЮАР, Австралия и др.). Здесь встречные потоки промышленно нагретого воздуха, направленные навстречу потокам естественной циркуляции, или замедляют скорость последних, или образуют инверсионные «пробки», полностью прекращающие тепломассообмен, что приводит на больших площадях к снижению скоростей приземных и высотных ветров и избыточному нагреву поверхности Земли и атмосферы.
В областях широтных поясов, где отсутствуют встречные нагретые потоки, происходят региональные усиления ветра с образованием антициклонов, небывалых ураганов, дождей и т.п.
На все процессы атмосферы Земли существенно влияют рельеф суши, состояние озонного и термических слоев атмосферы, геомагнитные бури и особенно загрязнения атмосферы дисперсными частицами продуктов промышленной деятельности, приводящее к отражению в Космос значительной доли поступающей солнечной энергии (22 % за 55 лет), что также приводит к снижению циркуляции и опережающему росту температуры атмосферы.
Человечество здраво осознает угрозу потепления атмосферы, о чем говорит Киотское соглашение о снижении выбросов углекислого газа, уже ратифицированное многими государствами, но это только первый шаг.
Следующим шагом должно быть более «болезненное» международное соглашение о замене сжигаемых топлив альтернативной энергетикой в северной и южной широт, как не загрязняющей атмосферу избыточными тепловыми и пылевыми выбросами.
Последним шагом по созданию комфортных условий для проживания населения Земли с численностью до 40 млрд. человек должна стать международная программа по управлению климатом Земли [6], предусматривающая управление инверсиями в субтропических поясах и увеличениями тепловых восходящих потоков в умеренных поясах (60 град С и Ю широт) с использованием океанических и береговых погодных устройств, стартах ракет на экваторе или 60 град северной или южной широт и т.д.
Это позволит обеспечить на длительный период устойчивое развитие нашей цивилизации, с сохранением комфортного климата, бесконфликтности, с последующим освоением Космоса.
ЛИТЕРАТУРА
1. О.В. Эстерле. Занимательная геокибернетика. Казахстан, Алма-Ата 1990
2. Р.М. Бикинеев, А.В. Бочкарев, Р.Р. Бикинеев. Земля: 40 миллиардов человек или сотни миллионов – выбор за человеком. Доклад на международном семинаре «Физико-химические основы использования солнечной энергии» НИА РК Алматы 2004 г.
3. В.М. Низовкин. Аэросолнечные электростанции, транспорт и города. ДСП АН СССР 1979 г. стр. 255.
4. Оптимистический взгляд на будущее энергетики мира. ЮНЕСКО. Энергоатомиздат 1984 г., стр. 216.
5. Дж. Вайсберг. Погода на Земле. Метеорология. Гидрометиздат, Л. 1990
6. В.М. Низовкин Альтернативная глобальная энергетика и управление климатом Земли. Рукопись. Алматы 2002 г. стр 250