Наиболее характерными особенностями любой сложной природной системы являются ее энергетическое, вещественное состояние и режим. В этой связи важнейшими факторами, определяющими режим и эволюцию экосферы, являются ее тепловой баланс и глобальные циклы веществ.

а) Тепловой баланс экосферы.

Солнце - главный источник энергии, которая необходима для функционирования экосферы как системы. Общее количество солнечной энергии, достигающей верхней атмосферы, составляет 5,49 х 10 Дж / год.

При этом, поток солнечной радиации мало изменяется во времени, обеспечивая устойчивую энергетику таких основных процессов экосферы, как, например, общая циркуляция атмосферы и океана, выветривание и денудация верхних горизонтов литосферы, глобальные биогеохимические циклы вещества, образование первичной биологической продукции.

Другой источник энергии экосферы - поток из недр Земли к ее поверхности,который в 20-30 тыс. раз меньше, чем поступление энергии от Солнца.Человек использует сейчас почти такое же количество энергии, как и поток из недр Земли.

Солнечную энергию, приходящую к верхней границе атмосферы, постигают затем сложные преобразования: она частично рассеивается в атмосфере;отражается от нее в мировое пространство;достигает поверхности Земли.

В среднем для Земли почти половина солнечной радиации, приходящей на верхнюю границу атмосферы, достигает поверхности океанов и суши. В свою очередь эта доля солнечной энергии (50%):

отражается от поверхности Земли в атмосферу и за ее пределы;

нагревает поверхность почвы и океанов;

расходуется на испарение воды.

С точки зрения энергетического баланса, экосфера - открытая система, потому что происходит свободный обмен энергией через границы системы. Несмотря на это приходные и расходные части энергетического бюджета экосферы в высочайшей степени сбалансированы.

Таким образом, экосфера получает и теряет одинаковое количество энергии, что удерживает ее в относительно стабильном термическом состоянии.Антропогенные изменения теплового баланса в отдельных точках, или территориях (акваториях), могут вызывать изменения в циркуляции атмосферы с соответствующими воздействиями на климат.

б) Глобальные циклы вещества

Что касается обмена веществом, то он также происходит через границы экосферы, но интенсивность обмена по сравнению с потоками вещества внутри системы ничтожно мала. Из космоса сквозь атмосферу на поверхность Земли выпадает примерно 40 млн. т метеоритного вещества в год. Процессы обмена веществом внутри экосферы отличаются значительно большими размерами. Например, реки мира выносят в океаны около 20 млрд. т наносов в год, или в 2 тыс. раз больше, чем приносится метеоритами. Поэтому можно сказать, что с точки зрения геоэкологии Земля и ееэкосфера - это закрытые системы.

В закрытой системе неизбежно возникают циркуляционные движения вещества, что и происходит на Земле. Это круговороты вещества, такие как (1) большой («геологический») круговорот, объединяющий разрушение и снос горных пород с аккумуляцией и трансформацией продуктов разрушения, (2) круговорот воды, (3) биогеохимические циклы химических элементов, таких, например, как углерод, азот, фосфор, сера. В сущности, эти круговороты - один большой круговорот, разделяемый нами на отдельные составляющие для удобства понимания глобальных процессов.

Еще статьи по теме

Описательный проект строительства экодома
Разработать описательный проект строительства экодома у автомобильной дороги с учётом экологических факторов, создаваемых автотранспортными средствами. Исходные данные: • Участок 10 соток (1000 м2) на расстоянии 100-150 м от автодор ...

Разработка установки по очистке воздуха от паров ацетона
Охрана воздушной среды от загрязнений промышленными выбросами, очистка промышленных выбросов входит в комплекс глобальных проблем охраны природы. Каждый год в атмосферный воздух попадает свыше тысячи тонн промышленной пыли и вредных газоо ...