7. Тепловий вплив на навколишнє середовище

Викиди теплоти є одним з найважливіших чинників антропогенного навантаження на компоненти навколишнього середовища. У таблиці. 7.1. приведені масштаби деяких природних і техногенних процесів з відповідною щільністю енерговиділення. Приведені дані показують, що на окремих ділянках поверхні планети вплив антропогенних об'єктів по щільності енерговиділення наближається до природних процесів. Небезпека теплового забруднення була усвідомлена в середині ХХ століття. Число публікацій з цієї проблеми служить відмінним прикладом експоненціальної кривої.

Для оцінки впливу теплових викидів на тепловий режим атмосфери, гідросфери, літосфери необхідно розгледіти основні процеси викидів теплоти, їх сумарну кількість і умови розповсюдження в атмосфері і гідросфері.

7.1. Теплові режими компонент навколишнього середовища

За основну характеристику теплового стану вважається тепловий режим - просторово-часовий розподіл температур [10]. Компоненти навколишнього середовища можуть розглядуватися, з одного боку, як об'єкти стоку теплової енергії, що звільняється при використанні енергетичних ресурсів, і, з іншого боку, як джерела теплової енергії. Разом із стаціонарними тепловими режимами представляє інтерес інформація про їх періодичність, тимчасову нестабільність, що пов'язане з балансом теплової енергії.

Таблиця 7.1. Щільність енерговиділення і масштаби деяких

природних і штучних процесів

Площадь, м2	Природні процеси		Штучні процеси
	Явище	Щільність енерговиділення, Вт/м2	Явище	Щільність енерговиділення, Вт/м2
51014	Потік сонячної енергії на верхній гранці атмосфери.	350	Середнє енерговиробництво на Землі	0,8
	Сонячна енергія, що поглинається атмосферою.	25
	Дисипація кінетичної енергії	5
1012	Виділення прихованій енергії циклону	30	Енерговиробництво в США	30
108	Виділення прихованій енергії грози.	5000	Крупне місто	1000
104	Кінетична енергія смерчу	104	Градирня електростанції	105

Нижче для позначення теплових потоків використовуються буквені індекси, з яких перший позначає спосіб передачі енергії («л» - випромінюванням, «к» - конвекцією, «» - теплопровідністю, «вип» - випаром або конденсацією, «м» - масопереносом), другий - джерело енергії, третій- її приймач.

7.1.1. Тепловий режим атмосфери.

Основними чинниками формування теплового режиму атмосфери є умови взаємодії з сонячним випромінюванням, випромінюваннями підстилаючої поверхні суші і води, конвективним рухом повітряних мас і перенесенням вологи. У загальному випадку рівняння природного теплового балансу атмосфери можна представити у вигляді [10]:

(7.1)

де

У співвідношенні (7.1) позначено: Q_ЛСА – кількість теплоти, сприйнятої від прямого сонячного випромінювання всіма компонентами атмосфери; Q_ЛЗА – кількість теплоти, сприйнятої всіма компонентами атмосфери від випромінювання Землі; Q^’_ЛАК – кількість теплоти, переданої при перевипромінюванні сонячної радіації в космос; Q^’_ЛАЗ – то ж, передане підстилаючій поверхні; Q^’’_ЛАК – кількість теплоти, переданої при перевипромінюванні в космос променистої енергії Землі; Q^’’_ЛАЗ – то ж, що підстилає поверхні; Q_випЗА – кількість теплоти, що вноситься до атмосфери водяною парою з поверхні гідро - і літосфери; Q_МАЗ – кількість теплоти, переданої з осіданнями з атмосфери; Q_КЗА – кількість теплоти, переданої шляхом конвекції.

Кожна з складових балансового рівняння може бути описана на основі закономірностей відповідних природних процесів і в певних умовах для вирішення конкретних завдань може бути такою, що визначає формування теплового режиму і атмосферних процесів в окремому регіоні.