Энергетические ресурсы Мирового океана
В Мировом океане заключены огромные, поистине неисчерпаемые ресурсы механической и тепловой энергии, к тому же постоянно возобновляющейся. Основные виды такой энергии – энергия приливов, волн, океанических (морских) течений и температурного градиента. Однако, как правило, концентрация такой энергии в водных массах очень невелика, что затрудняет ее эффективное производственное использование. Тем не менее в качестве потенциального резерва энергетические ресурсы Мирового океана имеют большое значение.
Особенно привлекает внимание энергия приливов (точнее, приливно-отливных движений воды, которые по предложению одного из виднейших российских океанологов Ю. М. Шокальского принято называть одним термином – приливы). Приливные явления известны людям с незапамятных времен и в жизни многих прибрежных стран играли и играют очень большую роль, в какой-то мере определяя весь ритм их жизни.
Общеизвестно, что приливы и отливы происходят два раза в сутки. В открытом океане амплитуда между полной и малой водой составляет примерно 1 м, но в пределах континентального шельфа, особенно в заливах и эстуариях рек, она бывает значительно большей. Суммарную энергетическую мощность приливов обычно оценивают от 2,5 млрд до 4 млрд кВт. Добавим, что энергия только одного приливно-отливного цикла достигает примерно 8 трлн кВт-ч, а это лишь немногим меньше общей мировой выработки электроэнергии в течение целого года. Следовательно, энергия морских приливов – неисчерпаемый источник энергии.
Добавим и такую отличительную черту приливной энергии, как ее постоянство. Океан, в отличие от рек, не знает ни многоводных, ни маловодных лет. К тому же он «работает по графику» с точностью до нескольких минут. Благодаря этому количество вырабатываемой на приливных электростанциях (ПЭС) электроэнергии всегда может быть заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, на которых количество получаемой энергии зависит от режима реки, связанного не только с климатическими особенностями территории, по которой она протекает, но и с погодными условиями.
Тем не менее ученые считают, что технически возможно и экономически выгодно использовать лишь очень небольшую часть приливного потенциала Мирового океана (по некоторым оценкам, только 2 %). При определении технических возможностей большую роль играют такие факторы, как характер береговой линии, форма и рельеф дна, сила волн и ветра. Опыт показывает, что для эффективной работы ПЭС высота приливной волны должна быть не менее 5 м. Чаще всего такие условия возникают в узких заливах и эстуариях рек. Но подобных мест на земном шаре не так уж много: по разным источникам 25, 30 или 40.
Считается, что наибольшими запасами приливной энергии обладает Атлантический океан. В его северо-западной части, на границе США и Канады, находится залив Фанди, представляющий собой внутреннюю суженную часть более открытого залива Мэн. Этот залив знаменит самыми высокими в мире приливами, достигающими 18 м. Очень высоки приливы и у берегов Канадского Арктического архипелага. Например, у побережья Баффиновой Земли они поднимаются на 15,6 м. В северо-восточной части Атлантики приливы до 10 и даже 13 м наблюдаются в проливе Ла-Манш у берегов Франции, в Бристольском заливе и Ирландском море у берегов Великобритании и Ирландии.
Велики также запасы приливной энергии в Тихом океане. В его северо-западной части особенно выделяется Охотское море, где в Пенжинской губе (северо-восточная часть залива Шелихова) высота приливной волны составляет 9—13 м. На восточном побережье Тихого океана благоприятные условия для использования приливной энергии имеются у берегов Канады, Чилийского архипелага на юге Чили, в узком и длинном Калифорнийском заливе Мексики.
В пределах Северного Ледовитого океана по запасам приливной энергии выделяются Белое море, в Мезенской губе которого приливы имеют высоту до 10 м, и Баренцево море у берегов Кольского полуострова (приливы до 7 м). В Индийском океане запасы такой энергии значительно меньше. В качестве перспективных для строительства ПЭС здесь обычно называют залив Кач Аравийского моря (Индия) и северо-западное побережье Австралии. Однако и в дельтах Ганга, Брахмапутры, Меконга и Иравади приливы тоже составляют 4–6 м.
К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также кинетическую энергию волн. Энергию ветровых волн суммарно оценивают в 2,7 млрд кВт в год. Опыты показали, что ее следует использовать не у берега, куда волны приходят ослабленными, а в открытом море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых акваториях волновая энергия достигает значительной концентрации: в США и Японии – около 40 кВт на 1 м волнового фронта, а на западном побережье Великобритании – даже 80 кВт на 1 м.
Еще один энергетический ресурс Мирового океана – океанические (морские) течения, которые обладают огромным энергетическим потенциалом. Достаточно вспомнить, что расход Гольфстрима даже в районе Флоридского пролива составляет 25 млн м 3 /с, что в 20 раз превышает расход всех рек земного шара. А после того как Гольфстрим уже в океане соединяется с Антильским течением, его расход возрастает до 82 млн м 3 /с. Уже не раз предпринимались попытки подсчитать потенциальную энергию этого потока шириной 75 км и толщиной 700–800 м, двигающегося со скоростью 3 м/с.
Когда говорят об использовании температурного градиента, то имеют в виду источник уже не механической, а тепловой энергии, заключенной в массе океанских вод. Обычно разность температур воды на поверхности океана и на глубине 400 м составляет 12 °C. Однако в акваториях тропиков, расположенных между 20° с. ш. и 20° ю. ш., верхние слои воды в океане могут иметь температуру 25–28 °C, а нижние, на глубине 1000 м, – всего 5 °C. Именно в таких случаях, когда амплитуда температур достигает 20° и более, считается экономически оправданным использование ее для получения электроэнергии на гидротермальных (моретермальных) электростанциях.
Теоретическая возможность такого использования сильного перепада температур океанских вод была доказана французскими учеными и инженерами еще в конце XIX в. Однако вплотную к техническому осуществлению этой идеи подошли только в 70-х гг. XX в. По современным представлениям, моретермальная электростанция является плавучей установкой, в теплообменнике которой нагретая Солнцем поверхностная океанская вода подогревает жидкость, испаряющуюся при сравнительно невысокой температуре, например аммиак. Получаемый при этом пар поступает к турбине, которая соединена с генератором, а затем отводится в глубинный холодный слой, где снова превращается в жидкость. Такая система имеет непрерывное действие, не нуждается в горючем и не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. Издержки на ее эксплуатацию также невысоки. Однако моретермальные электростанции требуют больших инвестиционных затрат и имеют низкий (7—10 %) коэффициент преобразования энергии.
В целом же энергетические ресурсы Мирового океана правильнее было бы отнести к ресурсам будущего.
Источник
Наибольшими запасами приливной энергии обладает океан атлантический тихий индийский
Географическая картина мира
Общая характеристика мира
Первое издание этого учебного пособия, выпущенного в трех томах Верхне-Волжским книжным издательством (Ярославль), было весьма положительно встречено географической общественностью. Насколько можно судить, трехтомник широко используется и в десятых классах общеобразовательных учебных заведений, и на географических факультетах вузов.
Однако политическая и экономическая конъюнктура курса социально-экономической географии такова, что к началу XXI в. основной фактический материал книги уже довольно сильно устарел. В той или иной мере изменились и некоторые концептуальные подходы. Отсюда – естественное желание автора возвратиться к своему труду, переработать и осовременить его.
Степень этой переработки оказалась значительно большей, чем предполагал автор. В результате в настоящем виде пособие представляет собой фактически новую книгу, написанную в основном по новым материалам, позволившим не только довести мирохозяйственную и региональную характеристики до 2005 г., но и обогатить их новым содержанием. Да и общее количество очерков увеличено с 230 до 335.
Настоящее пособие выходит в свет в издательстве «Дрофа», причем не в трех, а в двух томах. Первый том охватывает часть I «Общая характеристика мира» с включенной в нее темой «Глобальные проблемы человечества», тесно связанной с ней в смысловом отношении. Второй том содержит часть II «Региональная характеристика мира». Благодаря такому распределению материала оба тома получаются примерно равными по объему, составляя вместе единое целое.
В. П. Максаковский, академик Российской академии образования
СОВРЕМЕННАЯ ПОЛИТИЧЕСКАЯ КАРТА МИРА
1. Количество и группировка стран мира
Выдающийся отечественный географ Н. Н. Баранский в одной из своих работ писал о том, что страна во всем ее своеобразии – природном, хозяйственном, культурном, политическом – является основным объектом изучения в географии, поэтому вопрос о количестве и группировке (классификации) стран представляет очень большой интерес.
В течение XX в. общее количество стран в мире постоянно возрастало. Это было вызвано в первую очередь переделом мира после Первой и Второй мировых войн. В начале 90-х гг., вслед за распадом СССР, СФРЮ, Чехословакии их стало еще на 20 больше. По состоянию на 2008 г. разные источники оценивают общее количество стран и территорий в 225–230.
Одновременно в XX в. постоянно увеличивалось число независимых суверенных государств (табл. 1) и соответственно уменьшалось количество стран, находящихся на разных стадиях политической зависимости и, следовательно, не имеющих полного самоуправления.
Таблица 1 наглядно отражает не только послевоенные переделы мира, но и крушение колониальной системы империализма. Оно привело к тому, что после 1945 г. политической независимости добились 102 страны Азии, Африки, Америки, Океании и даже Европы (Мальта). А количество несамоуправляющихся территорий (колоний, протекторатов, так называемых заморских департаментов и др.) уменьшилось со 130 в 1900 г. до 16 в 2005 г. В большинстве своем ныне это небольшие островные владения в Карибском море и Океании.
КОЛИЧЕСТВО СУВЕРЕННЫХ ГОСУДАРСТВ[1]
Важным ориентиром при определении числа суверенных государств может служить членство стран в Организации Объединенных Наций (табл. 2).
КОЛИЧЕСТВО СТРАН – ЧЛЕНОВ ООН
Рост числа стран – членов ООН в 1950–1989 гг. происходил в основном благодаря вступлению в эту организацию государств, освободившихся от колониальной зависимости. Их так и принято называть освободившимися странами. В 1990–2007 гг. в состав ООН вошло еще несколько освободившихся стран (Намибия, Эритрея и др.), но основной прирост был связан уже с приемом в нее постсоциалистических государств, образовавшихся на месте бывших СССР, СФРЮ, Чехословакии. Ныне в состав ООН входят все страны СНГ, шесть республик бывш. Югославии, Чехия и Словакия. В 2002 г., после специального референдума, в ООН вступила Швейцария, до этого считавшая, что ее политика постоянного нейтралитета мешает этому. Так что ныне из суверенных государств вне ООН остается один Ватикан, имеющий статус наблюдателя.
При таком большом и к тому же все увеличивающемся количестве стран возникает насущная необходимость в их группировке, которая обычно проводится по нескольким различным признакам, критериям.
ДЕСЯТЬ СТРАН МИРА, САМЫХ БОЛЬШИХ ПО ТЕРРИТОРИИ
По размерам территории страны мира принято подразделять на очень большие, большие, средние, небольшие и совсем маленькие. В первую десятку самых больших стран мира, или стран-гигантов, входят государства, перечисленные в таблице 3. Вместе они занимают 55 % всей обитаемой суши.
Понятия «большая», «средняя», «небольшая» страна различны для разных регионов мира. Например, самая большая страна зарубежной Европы – Франция – по меркам Азии, Африки или Америки оказывается сравнительно небольшой. А вот понятие «совсем маленькая страна» (или микрогосударство) для разных регионов мира примерно одинаково. Чаще всего его применяют по отношению к карликовым странам зарубежной Европы – Андорре, Лихтенштейну, Сан-Марино и др. Но фактически к числу микрогосударств относятся и многие островные страны Африки, Америки и Океании. Например, Сейшельские Острова в Африке, Барбадос, Гренада, Антигуа и Барбуда, Сент-Винсент и Гренадины в Центральной Америке имеют площадь 350–450 км 2 (это менее 1/2 площади Москвы), а островные государства Тувалу и Науру в Океании занимают всего по 20–25 км 2 . И уж совсем мини-государством можно назвать Ватикан, занимающий площадь 44 га.
Подобный подход правомерно сохранить и при группировке стран по численности населения. В этом случае также резко выделяется первая десятка стран (табл. 4), которые вместе концентрируют примерно 3/5 всех жителей Земли.
Население от 50 до 100 млн человек имеют всего 13 стран: Германия, Франция, Великобритания, Италия и Украина в Европе, Вьетнам, Филиппины, Таиланд, Иран и Турция в Азии, Египет и Эфиопия в Африке и Мексика[2] в Латинской Америке. В 53 странах численность населения колеблется от 10 до 50 млн человек. Еще больше в мире стран с населением от 1 до 10 млн (60), а более чем в 40 странах население не достигает и 1 млн человек.
ДЕСЯТЬ СТРАН МИРА, САМЫХ БОЛЬШИХ ПО ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕЛЕНИЯ
Что же касается самых маленьких по численности жителей государств, то на политической карте мира их нужно искать там же, где находятся самые небольшие по размерам территории страны. В Центральной Америке это, например, Барбадос и Белиз с населением в 200–300 тыс. человек, Гренада, Доминика, Сент-Винсент и Гренадины, имеющие примерно по 100 тыс. жителей. В Африке к этому же разряду стран относятся островные государства Сан-Томе и Принсипи и Сейшельские Острова, в Азии – Бруней, в Океании – островные государства Тувалу, Науру, где живет всего 10–12 тыс. чел. Впрочем, последнее место по численности жителей занимает Ватикан, постоянное население которого не превышает 1000 человек.
Источник
Энергетические ресурсы Мирового океана
В Мировом океане заключены огромные, поистине неисчерпаемые ресурсы механической и тепловой энергии, к тому же постоянно возобновляющейся. Основные виды такой энергии – энергия приливов, волн, океанических (морских) течений и температурного градиента. Однако, как правило, концентрация такой энергии в водных массах очень невелика, что затрудняет ее эффективное производственное использование. Тем не менее в качестве потенциального резерва энергетические ресурсы Мирового океана имеют большое значение.
Особенно привлекает внимание энергия приливов (точнее, приливно-отливных движений воды, которые по предложению одного из виднейших российских океанологов Ю. М. Шокальского принято называть одним термином – приливы). Приливные явления известны людям с незапамятных времен и в жизни многих прибрежных стран играли и играют очень большую роль, в какой-то мере определяя весь ритм их жизни.
Общеизвестно, что приливы и отливы происходят два раза в сутки. В открытом океане амплитуда между полной и малой водой составляет примерно 1 м, но в пределах континентального шельфа, особенно в заливах и эстуариях рек, она бывает значительно большей. Суммарную энергетическую мощность приливов обычно оценивают от 2,5 млрд до 4 млрд кВт. Добавим, что энергия только одного приливно-отливного цикла достигает примерно 8 трлн кВт-ч, а это лишь немногим меньше общей мировой выработки электроэнергии в течение целого года. Следовательно, энергия морских приливов – неисчерпаемый источник энергии.
Добавим и такую отличительную черту приливной энергии, как ее постоянство. Океан, в отличие от рек, не знает ни многоводных, ни маловодных лет. К тому же он «работает по графику» с точностью до нескольких минут. Благодаря этому количество вырабатываемой на приливных электростанциях (ПЭС) электроэнергии всегда может быть заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, на которых количество получаемой энергии зависит от режима реки, связанного не только с климатическими особенностями территории, по которой она протекает, но и с погодными условиями.
Тем не менее ученые считают, что технически возможно и экономически выгодно использовать лишь очень небольшую часть приливного потенциала Мирового океана (по некоторым оценкам, только 2 %). При определении технических возможностей большую роль играют такие факторы, как характер береговой линии, форма и рельеф дна, сила волн и ветра. Опыт показывает, что для эффективной работы ПЭС высота приливной волны должна быть не менее 5 м. Чаще всего такие условия возникают в узких заливах и эстуариях рек. Но подобных мест на земном шаре не так уж много: по разным источникам 25, 30 или 40.
Считается, что наибольшими запасами приливной энергии обладает Атлантический океан. В его северо-западной части, на границе США и Канады, находится залив Фанди, представляющий собой внутреннюю суженную часть более открытого залива Мэн. Этот залив знаменит самыми высокими в мире приливами, достигающими 18 м. Очень высоки приливы и у берегов Канадского Арктического архипелага. Например, у побережья Баффиновой Земли они поднимаются на 15,6 м. В северо-восточной части Атлантики приливы до 10 и даже 13 м наблюдаются в проливе Ла-Манш у берегов Франции, в Бристольском заливе и Ирландском море у берегов Великобритании и Ирландии.
Велики также запасы приливной энергии в Тихом океане. В его северо-западной части особенно выделяется Охотское море, где в Пенжинской губе (северо-восточная часть залива Шелихова) высота приливной волны составляет 9—13 м. На восточном побережье Тихого океана благоприятные условия для использования приливной энергии имеются у берегов Канады, Чилийского архипелага на юге Чили, в узком и длинном Калифорнийском заливе Мексики.
В пределах Северного Ледовитого океана по запасам приливной энергии выделяются Белое море, в Мезенской губе которого приливы имеют высоту до 10 м, и Баренцево море у берегов Кольского полуострова (приливы до 7 м). В Индийском океане запасы такой энергии значительно меньше. В качестве перспективных для строительства ПЭС здесь обычно называют залив Кач Аравийского моря (Индия) и северо-западное побережье Австралии. Однако и в дельтах Ганга, Брахмапутры, Меконга и Иравади приливы тоже составляют 4–6 м.
К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также кинетическую энергию волн. Энергию ветровых волн суммарно оценивают в 2,7 млрд кВт в год. Опыты показали, что ее следует использовать не у берега, куда волны приходят ослабленными, а в открытом море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых акваториях волновая энергия достигает значительной концентрации: в США и Японии – около 40 кВт на 1 м волнового фронта, а на западном побережье Великобритании – даже 80 кВт на 1 м.
Еще один энергетический ресурс Мирового океана – океанические (морские) течения, которые обладают огромным энергетическим потенциалом. Достаточно вспомнить, что расход Гольфстрима даже в районе Флоридского пролива составляет 25 млн м 3 /с, что в 20 раз превышает расход всех рек земного шара. А после того как Гольфстрим уже в океане соединяется с Антильским течением, его расход возрастает до 82 млн м 3 /с. Уже не раз предпринимались попытки подсчитать потенциальную энергию этого потока шириной 75 км и толщиной 700–800 м, двигающегося со скоростью 3 м/с.
Когда говорят об использовании температурного градиента, то имеют в виду источник уже не механической, а тепловой энергии, заключенной в массе океанских вод. Обычно разность температур воды на поверхности океана и на глубине 400 м составляет 12 °C. Однако в акваториях тропиков, расположенных между 20° с. ш. и 20° ю. ш., верхние слои воды в океане могут иметь температуру 25–28 °C, а нижние, на глубине 1000 м, – всего 5 °C. Именно в таких случаях, когда амплитуда температур достигает 20° и более, считается экономически оправданным использование ее для получения электроэнергии на гидротермальных (моретермальных) электростанциях.
Теоретическая возможность такого использования сильного перепада температур океанских вод была доказана французскими учеными и инженерами еще в конце XIX в. Однако вплотную к техническому осуществлению этой идеи подошли только в 70-х гг. XX в. По современным представлениям, моретермальная электростанция является плавучей установкой, в теплообменнике которой нагретая Солнцем поверхностная океанская вода подогревает жидкость, испаряющуюся при сравнительно невысокой температуре, например аммиак. Получаемый при этом пар поступает к турбине, которая соединена с генератором, а затем отводится в глубинный холодный слой, где снова превращается в жидкость. Такая система имеет непрерывное действие, не нуждается в горючем и не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. Издержки на ее эксплуатацию также невысоки. Однако моретермальные электростанции требуют больших инвестиционных затрат и имеют низкий (7—10 %) коэффициент преобразования энергии.
В целом же энергетические ресурсы Мирового океана правильнее было бы отнести к ресурсам будущего.
Источник