ДЕРЖАВНА МИТНА СЛУЖБА УКРАЇНИ

АКАДЕМІЯ МИТНОЇ СЛУЖБИ УКРАЇНИ

ЕКОНОМІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедри обліку і аудиту

Реферат з дисципліни

«Екологія»

на тему:

«Положення Землі у просторі»

Виконав:

студент гр. ЕО08-3

Чернець О.А.

Науковий керівник:

Бутейко А.А.

м. Дніпропетровськ - 2009р.

План

1. Положення Землі у просторі

2. Поняття про сонячну енергію. Особливості її використання

3. Види сонячної радіації

Висновок

Список використаної літератури

1. Положення Землі у просторі

Сонячна система складається з центрального тіла -- Сонця; 9 планет (Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон); супутників планет (44); малих планет -- астероїдів (їх нараховується близько 50 тис.) та метеорних тіл і комет (близько 900).

Вага всіх планет складає близько 0,1 % від ваги Сонця.

Середня відстань від Землі до Сонця -- 149,6 млн. км. Цей відрізок відомий як астрономічна одиниця, діаметр Сонця укладається в ній 107 разів.

Афелій -- точка на орбіті Землі, найвіддаленіша від Сонця (152 млн. км). Перигелій -- точка на орбіті Землі, найближча до Сонця (147 млн. км).

Середня щільність Землі 5,5 г/см3, що удвічі більше за щільність граніту.

Земля на відміну від своїх ближніх сусідів -- Марсу, Венери, Місяця та Меркурія, має досить сильне магнітне поле. Вісь магнітного поля не співпадає з віссю обертання, відхилення складає 11°.

Один раз на 500 тис. р. магнітне поле змінює свою полярність. У цей час спостерігають масове вимирання біологічних видів.

Ексцентриситет (стиснення) земної орбіти (0,028) визначає коливання надходження сонячної радіації протягом року в інтервалі від 7 до 26%, що впливає на термічні й екологічні умови на Землі.

Швидкість руху вздовж орбіти тим вища, чим меншим є радіус (відстань від Землі до Сонця). Середня орбітальна швидкість Землі становить 29,765 км/с. У перигелії Земля перебуває на початку січня. Отже, в цей час рух по орбіті стає швидшим, тому зимове півріччя в північній півкулі коротше, ніж у південній.

Земля (від слов'янського зем - підлога, низ) - одна з дев`яти планет Сонячної системи. За розміром і масою планета Земля займає п'яте місце серед великих планет, але з планет так званої земної групи, до якої також входять Меркурій, Венера і Марс, вона є найбільшою. Найважливішою відмінністю Землі від інших планет Сонячної системи є існування на ній життя. Умови для розвитку життя на найближчих до Землі тілах Сонячної системи несприятливі; населені тіла за межами останньої поки що також не виявлені.

Відповідно до сучасних космогонічних уявлень, Земля утворилася ~4,5 млрд. років тому шляхом гравітаційної конденсації з розсіяного у навколосонячному просторі газопилової речовини, що містить усі відомі в природі хімічні елементи. Формування Землі супроводжувалося диференціацією речовини, що сприяло поступовому розігріванню земних надр, в основному за рахунок теплоти, що виділялася при розпаді радіоактивних елементів (урану, торію, калію й інших).

Результатом цієї диференціації став поділ Землі на концентрично розташовані шари - геосфери, що розрізняються хімічним складом, агрегатним станом і фізичними властивостями. У центрі утворилося ядро Землі, оточене так званою мантією. З найбільш легких і легкоплавких компонентів речовини, що виділилися з мантії у процесах виправлення, виникла розташована над мантією земна кора. Сукупність цих внутрішніх геосфер, обмежених твердою земною поверхнею, іноді називають "твердою" Землею (хоча це не зовсім точно, оскільки встановлено, що зовнішня частина ядра має властивості грузлої рідини).

"Тверда" Земля складає майже всю масу планети. За її межами знаходяться зовнішні геосфери - водяна (гідросфера) і повітряна (атмосфера), сформована з парів і газів, що виділилися з надр Землі під час дегазації мантії. Диференціація речовини мантії Землі і поповнення продуктами диференціації земної кори, водяної і повітряної оболонок відбувалися протягом усієї геологічної історії і продовжуються дотепер.

Схема будови Землі (без верхньої атмосфери і магнітосфери)

* Крім атмосфери.

** Атмосфера в цілому простягається до висоти ~ 20 тис. км.

Більшу частину поверхні Землі займає Світовий океан (361,1 млн. км2, чи 70,8%), суша складає 149,1 млн. км2 (29,2%) і утворює шість великих масивів - материків: Євразію, Африку, Північну Америку, Південну Америку, Антарктиду й Австралію, а також численні острови. Розподіл суші на частині світу не збігається з розподілом на материки: Євразія поділяється на дві частини світу - Європу й Азію, а обидва американських материки вважають за одну частину світу - Америку, іноді за особливу "океанічну" частину світу приймають острови Тихого океану - Океанію, площа якої звичайно враховується разом з Австралією.

Материки (з островами)

* Зверху вниз по стовпчику вершини: Джомолунгма (Еверест), Кіліманджаро, Мак-Кінлі, Аконкагуа, масив Вінсон, Косцюшко. Найвища вершина Океанії -- м. Джая, 5029 м (на острові Нова Гвінея).

Світовий океан розчленовується материками на Тихий, Атлантичний, Індійський і Північний Льодовитий.

Океани

Північна півкуля Землі - материкова (суша тут займає 39% поверхні), а Південна - океанічна (суша складає лише 19% поверхні). У Західній півкулі переважна частина поверхні зайнята водою, у Східній - сушею.

Узагальнений профіль суші й дна океанів утворює дві гігантські "сходинки" - материкову й океанічну. Перша піднімається над другою у середньому на 4670 м (середня висота суші 875 м; середня глибина океану близько 3800 м). Над рівнинною поверхнею материкової "сходинки" піднімаються гори, окремі вершини яких сягають 7-8 км і більше. Найвища вершина світу - г. Джомолунгма у Гімалаях - сягає 8848 м. Вона піднімається над найглибшим зниженням дна океану (Маріанський глибоководний жолоб у Тихому океані 11 022 м) майже на 20 км.

Земля має гравітаційні, магнітні й електричні поля. Гравітаційне тяжіння Землі утримує на навколоземній орбіті Місяць і штучні супутники. Дією гравітаційного поля обумовлена сферична форма Землі, більшість рис рельєфу земної поверхні, течія річок, рух льодовиків та інші процеси.

Магнітне поле створюється в результаті складного руху речовини в ядрі Землі. З магнітним полем Землі тісно пов'язане її електричне поле. "Тверда" Земля несе негативний електричний заряд, що компенсується об'ємним позитивним зарядом атмосфери, так що в цілому Земля, очевидно, електронейтральна.

У просторі, обмеженому зовнішньою межею геофізичних полів Землі (головним чином у магнітосфері й атмосфері), відбувається послідовна і глибока зміна первинних космічних факторів - поглинання і перетворення сонячних і галактичних космічних променів, сонячного вітру, рентгенівського, ультрафіолетового, оптичного і радіовипромінювань Сонця, що має важливе значення для процесів, які протікають на земній поверхні. Затримуючи значну частину твердої електромагнітної і корпускулярної радіації, магнітосфера й особливо атмосфера захищають від їхнього смертоносного впливу живі організми.

Земля одержує 1,7-1017 дж/сек (чи 5,4 X 1024 дж/рік) променевої енергії Сонця, але лише близько 50% цієї кількості досягає поверхні Землі і служить головним джерелом енергії більшості процесів, що відбуваються на ній.

Поверхню Землі, гідросферу, а також прилягаючі шари атмосфери і земної кори поєднують назвою географічної, або ландшафтної, оболонки. Географічна оболонка стала ареною виникнення життя, розвитку якого сприяла наявність на Землі певних фізичних і хімічних умов, необхідних для синтезу складних органічних молекул. Пряма чи непряма участь живих організмів у багатьох геохімічних процесах згодом набула глобальних масштабів і якісно змінила географічну оболонку, перетворивши хімічний склад атмосфери, гідросфери і почасти земної кори. Глобальний вплив на хід природних процесів вносить також діяльність людини. Через величезне значення живої речовини як геологічного агента вся сфера поширення життя і біогенних продуктів була названа біосферою.

Сучасні знання про Землю, її форму, будову і місце у Всесвіті формувалися в процесі довгих пошуків. Ще в часи сивої давнини робилися спроби дати загальне уявлення про форму Землі. Індуси, наприклад, вірили, що Земля має форму лотоса. Вавілоняни, як і багато інших народів, вважали Землю плоским диском, оточеним водою. Однак, ще близько 3 тис. років тому почали формуватися правильні уявлення. На підставі спостережень місячних затемнень, халдеї першими помітили, що Земля - куляста. Піфагор, Парменід (6-5 ст.ст. до н.е.) та Аристотель (4 ст. до н.е.) намагалися дати цьому наукове обґрунтування. Ератосфен (3 ст. до н.е.) зробив першу спробу визначити розміри Землі за довжиною дуги меридіана між містами Олександрією й Сієною (Африка). Більшість античних вчених вважали Землю центром світу. Найбільше повно розробив цю геоцентричну концепцію Птолемей у 2 ст. Однак значно раніше Аристарх Самоський (4-3 ст.ст. до н.е.) розвивав геліоцентричні уявлення, вважаючи центром світу Сонце. У середні століття уява про кулястість Землі та її рух заперечувалися, як такі, що суперечному священному писанню, і вважалися єрессю. Ідея кулястості Землі знову завоювала визнання лише в епоху Відродження, з початком Великих географічних відкриттів. У 1543 році Копернік науково обґрунтував геліоцентричну систему світу, відповідно до якої Земля й інші планети обертаються навколо Сонця. Але цьому вченню довелося витримати тривалу жорстоку боротьбу з геоцентричною системою, яку продовжувала підтримувати християнська церква. З цією боротьбою пов'язані такі трагічні події, як спалення Джордано Бруно і змушене зречення від геліоцентричних уявлень Галілео Галілея. Остаточне підтвердження геліоцентричної системи зобов'язано відкриттю на початку 17 ст. І. Кеплером законів руху планет і обґрунтуванням у 1687 році Ісаком Ньютоном закону всесвітнього тяжіння.

Структура "твердої" Землі була з'ясована головним чином у 20 ст. завдяки досягненням сейсмології. Відкриття радіоактивного розпаду елементів призвело до корінного перегляду багатьох фундаментальних концепцій. Зокрема, уявлення про спочатку вогненно-рідкий стан Землі було замінено ідеями про її утворення зі скупчень холодних твердих часток. На основі радіоактивного розпаду були розроблені також методи визначення абсолютного віку гірських порід, що дозволило об'єктивно оцінювати тривалість історії Землі і швидкість процесів, що протікають на її поверхні й у надрах. У 2-ій половині 20 ст. у результаті використання ракет і супутників сформувалися уявлення про верхні шари атмосфери і магнітосфери.

2. Поняття про сонячну енергію. Особливості її використання

Сонячна радіація - енергія випромінювання Сонця - є основним джерелом енергії атмосферних процесів; вона вимірюється кількістю тепла і виражається в мегаджоулях на 1 кв.м. Промениста енергія Сонця досягає земної поверхні, проникаючи через шари атмосфери, що частково поглинає, відбиває і розсіює сонячну радіацію.

Тепловий потік сонячного випромінювання, який сягає Землі, дуже великий. Він більш як у 5000 разів перевищує сумарне використання всіх видів паливно-енергетичних ресурсів у світі.

Серед переваг сонячної енергії -- її вічність і виняткова екологічна чистота. Сонячна енергія надходить на всю поверхню Землі, лише полярні райони планети страждають від її нестачі. Тобто, практично на всій земній кулі лише хмари та ніч заважають користуватися нею постійно. Така загальнодоступність робить цей вид енергії неможливим для монополізації, на відміну від нафти і газу. Звичайно, вартість 1 кВт * год. сонячної енергії значно вища, ніж отримана традиційним методом. Лише п'ята частина сонячного світла перетворюється в електричний струм, але ця частка дедалі зростає завдяки зусиллям учених та інженерів світу.

Оскільки енергія сонячного випромінювання розподілена по великій площі (іншими словами, має низьку густину), будь-яка установка для прямого використання сонячної енергії повинна мати збираючий пристрій з достатньою поверхнею. Найпростіший пристрій такого роду -- плоский колектор; в принципі це чорна плита, добре ізольована знизу.

Вона прикрита склом або пластмасою, яка пропускає світло, але не пропускає інфрачервоне теплове випромінювання. У просторі між плитою і склом найчастіше розміщують чорні трубки, в яких тече вода, масло, повітря, сірчистий ангідрид і т.п. Сонячне проміння, проникаючи крізь скло або пластмасу в колектор, поглинається чорними трубками і плитою та нагріває робочу речовину в трубках. Теплове випромінювання не може вийти з колектора, тому температура в ньому значно вища (на 200--300 °С), ніж температура навколишнього повітря. У цьому виявляється так званий парниковий ефект. Більш складним колектором, Вартість якого значно вища, є вгнуте дзеркало, яке зосереджує падаюче проміння в малому об'ємі біля певної геометричної точки -- фокуса. Завдяки спеціальним механізмам колектори такого типу постійно повернені до Сонця. Це дає-змогу збирати Значну кількість сонячного проміння. Температура в робочому просторі дзеркальних колеїсгорів досягає 3000 °С і вище. Існують електростанції дещо іншого типу, їх відмінність полягає в тому, що сфокусоване на вершину вежі сонячне тепло приводить у рух натрієвий теплоносій, який нагріває воду до утворення пари. На думку фахівців, найпривабливішою ідеєю щодо перетворення сонячної енергії є використання фотоелектричного ефекту в напівпровідниках. Однак поверхня сонячних батарей для забезпечення достатньої потужності має бути досить значною (для добового вироблення 500 МВт * год. необхідна поверхня площею 500 000 м²), що досить дорого. Сонячна енергетика належить до найбільш матеріалоємних видів виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії спричиняє гігантське збільшення потреб у матеріалах, а отже, в трудових ресурсах для видобутку сировини, її збагачення, отримання матеріалів, виготовлення геліостатів, колекторів, іншої апаратури, їх перевезення. Ефективність сонячних електростанцій у районах, віддалених від екватора, досить мала через нестійкі атмосферні умови, відносно слабку Інтенсивність сонячної радіації, а також її коливання, зумовлені чергуванням дня і ночі.

3. Види сонячної радіації

Пряма радіація - сонячна радіація, що доходить до земної поверхні у виді пучка паралельних променів, що виходять безпосередньо від сонячного диска.

Розсіяна радіація - сонячна радіація, що перетерпіла розсіювання в атмосфері, надходить на земну поверхню з усього небесного зводу. У похмурі дні вона є єдиним джерелом енергії в приземних шарах атмосфери.

Сумарна сонячна радіація - сукупність прямої і розсіяної сонячної радіації, що надходить у природних умовах на земну поверхню. Вона залежить від географічної широти, висоти над рівнем моря, прозорості атмосфери і хмарності. У гірських районах розподіл сонячної радіації дуже складний, тому що її величина визначається також ще експозицією і крутістю схилів. Розподіл сумарної радіації представлено для рівнин і передгір'їв з абсолютними висотами до 600 м.

На всій території, крім деяких районів Середньої Азії, півдня Східного Сибіру і Далекого Сходу, узимку переважає розсіяна радіація, улітку - пряма сонячна радіація.

Карта розподілу сумарної сонячної радіації в січні місяці на території СНД дає інформацію про кількість енергії, що досягає поверхні ґрунту в найхолодніший період року.

Карта розподілу сумарної сонячної радіації в липні місяці на території СНД дає інформацію про кількість енергії, що досягає поверхні ґрунту в найтепліший період року.

Карта розподілу сумарної сонячної радіації в січні місяці на території України.

Товстішими лініями з цифрами позначені ізолінії сумарної сонячної радіації в МДж/кв.м.

Карта розподілу сумарної сонячної радіації в липні місяці на території України.

Товстішими лініями з цифрами позначені ізолінії сумарної сонячної радіації в МДж/кв.м.

Розрахунок сонячного енергетичного потенціалу України

Таблиця 1

Таблиця 2

Таблиця 3

Висновок

Земля (від слов'янського зем - підлога, низ) - одна з дев`яти планет Сонячної системи. За розміром і масою планета Земля займає п'яте місце серед великих планет, але з планет так званої земної групи, до якої також входять Меркурій, Венера і Марс, вона є найбільшою. Найважливішою відмінністю Землі від інших планет Сонячної системи є існування на ній життя. Умови для розвитку життя на найближчих до Землі тілах Сонячної системи несприятливі; населені тіла за межами останньої поки що також не виявлені.

На територію України за рік падає така кількість енергії сонця, яка переважає нинішній рівень її споживання більше, ніж в 500 разів. Тобто, достатньо використовувати лише 0,5% енергії сонця, яка досягає поверхні України, щоб задовольнити енергетичні потреби українців.

Використана література

1. Енциклопедія юного фізика. - К., 1998.

2. Цікаве про фізичні явища. - Харків, 1999.

3. Фізична географія. - К., 2000.