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

Резервное складирование золошлаков Красноярской ТЭЦ-2
Золоотвалы являются звеном технологического цикла тепловых энергетических станций, работающих на твердом топливе, и предназначены для организованного складирования золошлаковых отходов. По своему функциональному назначению золоотвалы отно ...

Очистка вентиляционных газов от паров метилового спирта методом адсорбции
На сегодняшний день высокие темпы развития производственной деятельности человека в развитых странах привели к большим позитивным преобразованиями в мире - созданию мощного промышленного и сельскохозяйственного потенциала, широкому развити ...