Говоря о влиянии
деятельности человека на климат, мы должны
учитывать и то, что человек меняет поверхность
Земли. При этом меняется отражательная
особенность отражательной поверхности.
Уменьшение площадей леса меняет в корне
биохимический, водяной и энергетический
циклы. Результат оголения поверхности
от леса в конце концов приводит к осушению
атмосферы. Важно не только то, что в результате
вырубки и выжигания лесов увеличивается
отражательная способность поверхности.
Важно и другое – при этом параметр шероховатой
поверхности уменьшается с 14,9 до 3 см. В
результате поверхностное торможение
изменится, угол отклонения ветра от изобар
уменьшится. Значит, изменится атмосферное
давление, изменятся вертикальные потоки
и, в конце концов, изменится циркуляция
атмосферы в целом.
Шероховатость поверхности
и ее отражательная способность меняются
не только в результате уничтожения лесов,
но и при строительстве водохранилищ,
городов, дорог и т.п. очень наглядна и
поучительна ситуация с пустынями. Они
расположены в основном в субтропической
зоне. Отражательная способность пустынь
очень высокая – около 35%. Это значит, что
более трети приходящей от Солнца энергии
отражается обратно. Окружающие пустыню
районы отражают значительно меньше коротковолнового
излучения Солнца. Но, кроме того, пустыни
теряют энергию и в длинноволновом диапазоне,
поскольку в воздухе почти нет водяного
пара и это излучение не задерживается
атмосферой. Таким образом, пустыни –
это зоны потерь энергии. Такими же зонами
являются и полярные районы. Эта способность
пустынь является причиной того, что восходящие
движения воздуха подавляются и формируются
направленные вниз вертикальные движения
воздуха. По этой причине воздух еще больше
удаляется от состояния насыщения. Если
в прилегающих к пустыне районах уничтожается
растительность, то там увеличивается
отражательная способность земной поверхности
и эти районы постепенно будут превращаться
в пустыни. То же следует ожидать и от уничтожения
тропических лесов. Нисходящие вертикальные
движения воздуха, характерные для пустынь,
иссушают земную поверхность и превращают
ее в пустыню. Причин превращения плодородных
земель и лесов в пустыни много. Это и перенаселение
этих территорий, и чрезмерное использование
пастбищ, и чрезмерно интенсивная обработка
земли, и т.п.
Отражательная способность
Мирового океана меняется в
случае разливов нефти и образования
на воде пленки. Во всем мире
в год производится примерно 4-5
кубических километров нефти.
Объем океана составляет 1,4 миллиарда
кубических километров. Можно думать,
что воды Мирового океана могут бесследно
растворить всю производимую нефть. Когда
происходит выброс нефти в океан, 10-20% от
выброшенного
количества перемешивается с более
глубокими слоями воды за одни сутки.
Образовавшаяся пленка из нефти через
несколько суток также рассасывается,
растворяется в воде. Биологические и
экологические последствия от разлива
нефти в Мировом океане крайне неблагоприятны.
Если же нефть разольется
на поверхности льда, то это
изменит его отражательную способность.
Лед станет поглощать значительно
больше солнечной энергии. В результате
толщина льда уменьшается более чем вдвое.
Разлитая нефть долго сохраняется во льдах.
Рациональное
природопользование.
Оценка ситуации,
к которой мы пришли на сегодняшний
день, свидетельствует о чрезвычайно важной роли науки в решении
проблем ресурсопотребления и ресурсосбережения.
Существует два подхода к
экономии ресурсов. Первый – повсеместное
наведение порядка, технологической
и трудовой дисциплины. Образно
говоря, мы должны подобрать то,
что лежит у нас под ногами. Но при
всей важности такой работы возможности
здесь ограничены. И чем мы будем действовать
организованнее, настойчивее и результативнее,
тем быстрее данные возможности исчерпаем.
Так что основывать на подобном подходе
долговременную научно-техническую политику
нельзя.
Второй же подход базируется
на всемирном ускорении научно-технического
прогресса во всех сферах народного
хозяйства за счет применения
прогрессивных технологий и материалов.
Столь сложная и многоплановая
задача предусматривает создание,
широкое промышленное освоение ресурсосберегающих
и безотходных технологий получения и
обработки различных материалов, в том
числе и принципиально новых, совершенствование
правил и норм как проектирования, так
и конструирования, научно обоснованные
нормы расходы материалов и, бесспорно,
повышение надежности и долговечности
машин, механизмов, самых разнообразных
сооружений.
Новые материалы. Именно
их применение дает возможность
значительно уменьшить массу
машин, отказаться от ныне остродефицитных
дорогостоящих материалов, улучшить эксплуатационные
характеристики технических устройств.
Важная задача в решении
проблемы ресурсосбережения –
борьба с коррозией металлов.
Потери от нее во всех промышленно
развитых странах огромны.
Среди разработок ученых немало
таких, которые позволяют усиленно бороться
с коррозией. К примеру, большой экономический
эффект в защите деталей турбин энергетических
транспортных газотурбинных установок
дает технология нанесения двухслойных
металлокерамических покрытий.
Чрезвычайно перспективное
направление экономии металла
и повышения срока эксплуатации
быстроизнашивающихся деталей –
использование наплавки при их
производстве и ремонте. В результате
наплавка превратилась в обязательный
технологический процесс, когда
изготавливают различные детали и узлы.
Корпуса атомных реакторов, конусы и чаши
засыпных аппаратов доменных печей, трубопроводная
арматура высоких параметров для энергетических
и химических установок, буровой инструмент,
клапаны двигателей внутреннего сгорания,
рабочие
органы почвообрабатывающих машин
– все они в настоящее время
выходят из цехов с наплавкой
антикоррозионными, износостойкими, жаропрочными
или иными сталями и сплавами
с особыми эксплутационными свойствами.
Таким образом, при сравнительно
небольших затратах, многократно увеличивается
срок службы, повышается надежность и
работоспособность машин и оборудования.
Не менее важна наплавка
для восстановление изношенных
деталей. Приобретая вторую жизнь,
они дешевле новых и, как
правило, не уступают им в выносливости.
Наплавка – один из основных методов ремонта
металлургического и горнодобывающего
оборудования, автотракторной, строительной,
дорожной и прочей техники.
Уровень материалоемкости производства
завтрашнего дня закладывается,
естественно, на стадии проектирования.
И в новых проектах обязательно надо предусматривать
не только повышение производительности
труда, но и снижение расходов топлива,
электроэнергии на единицу мощности или
объема выполняемых работ. То же относится
и к затратам сырья в расчете на единицу
выпускаемой продукции. Подобные нормативные
показатели должны регулироваться специальными
государственными стандартами, которые,
конечно же, следует оперативно пересматривать
в соответствии с новейшими достижениями
науки и техники.
Несомненно, решение столь сложной
и многоплановой проблемы, какой
является снижение материалоемкости,
не может быть полным и всеобъемлющим
без учета перспектив, открывающихся
на новых рубежах научно-технического
прогресса.
Прежде всего необходимо
значительно сблизить фундаментальные
исследования и науно-технические проблемы
большого хозяйственного значения, нацелиться
на получение результатов в виде крупных
технологий, которые обеспечат комплексную,
всестороннюю модернизацию и отдельных
предприятий, и целых отраслей экономики.
Второе, чего нужно добиться
и о чем уже шла речь, - широкомаштабность
внедрения. Сотни, иногда тысячи
разработок, пусть самых передовых
и экономически эффективных, но
используемые в единичных случаях,
создают лишь иллюзию научно-технического
прогресса.
Конечно, успех таких начинаний
в немалой степени определяет
сбалансированное планирование
приоритетных направлений НТР.
При этом, без сомнения, надо непременно
учитывать перспективные потребности
стран. Достаточно привести
пример с пластмассовыми трубами. Они
могут и должны широко использоваться
при газификации населенных пунктов, при
создании систем водоснабжения, полива
и орошения. Одна тонна пластмассовых
труб заменяет четыре – пять тонн стальных,
причем пластмассовые трубы без всякой
изоляции могут служить не менее полувека.
Сегодня в соответствии с требованиями
научно – технического прогресса и ресурсосбережения
в промышленно развитых странах стальные
трубы оставляют лишь там, где их никак
нельзя заменить.
Увеличение производительности
труда, его интенсификация, расширение
ассортимента продукции, появление новых
производств, резкое снижение сроков морального
износа техники – все это неминуемо ведет
к активизации вовлечения природных ресурсов
в хозяйственный оборот. Другая сторона
такого процесса – возрастающее загрязнение
окружающей среды выбросами, стоками,
отходами.
В то же время всем ясно,
что пора дешевизны и доступности
естественных ресурсов безвозвратно
ушла в прошлое. Объективным
потребностям современного производства
отвечает именно стратегия экономии.
Главный резерв сбережения
энергии и ресурсов лежит в
ускоренном внедрении новейших
достижений научно-технического
прогресса. Во всем мире в
последние годы происходит коренное
совершенствование конструкционных
материалов. Это матричные и поверхностно-объемные
композиты, порошковые и монокристалические
металлы, техническая керамика, высоколегированные
сплавы, металлические и неметаллические
структуры.
Эффективность появления новых
материалов специалисты обычно
оценивают, исходя из конечного результата
общего ресурсосбережения – трудового,
материального, энергетического, которое
оно за собой влечет. При этом ресурсосберегающее
материальное замещение, как правило,
относится к одному из трех типов – однородному,
функциональному или технологическому.
Однородное замещение обеспечивает
сокращение потребления сырья
за счет замены одного материала
другим, но с лучшими эксплуатационными
свойствами. Пример – замена металлических
труб на пластмассовые или
традиционной меди на стекловолокно
в линии связи.
О функциональном замещении
говорят тогда, когда один материальный
продукт экономится набором совершенно
других средств. В итоге достигается
тот же конечный результат,
но с меньшими ресурсными затратами.
Это могут быть, скажем, компьютерные
линии связи, сокращающие расход бумаги
на деловую переписку.
И наконец, технологическое
замещение. Речь идет о новых
технологиях, таких как электролитическое
осаждение, плазменное напыление,
лазерная обработка. Сюда можно
отнести порошковую металлургию,
получение аморфных и монокристалических
металлов, самых разнообразных композитов.
Большой эффект может
дать и политика энергосбережения.
Обратимся к опыту такой промышленно
развитой страны, как США. Первым
субъектом здесь, естественно,
является индустрия, которая потребляет
почти 40% всех энергоресурсов страны. Наиболее
перспективное направление экономии энергии
в промышленности – разработка и внедрение
современных технологий. Например, новый
способ получения полиэтилена требует
в 4 раза меньше энергии, чем традиционный.
К тому же он экономичнее и не так загрязняет
окружающую среду. Четверть всей производимой
в США электроэнергии съедают электрические
двигатели. Их новые модели с точки зрения
расхода энергии уже экономичнее на 30%.
Удивительный эффект дает фиксирование
температуры и параметров освещенности
в производственных помещениях. в течении
круглых суток они контролируются датчиками,
управляемыми специальной ЭВМ. Оказывается
таким нехитрым путем можно сберегать
свыше четверти используемой на эти цели
энергии. Для того чтобы уменьшить масштабы
потерь энергии, в США разрабатывается
и технология ее аккумуляции в период
низких нагрузок энергосетей. Один из
методов – переключение лишней энергии
на накачку воздуха в подземные камеры.
Во время пиковой нагрузки сжатый воздух,
смешанный с горячим паром, направляют
в газовую турбину, соединенную с электрогенератором.
Небезрезультатными были и усилия, предпринятые
в США для экономии энергии в жилищно-бытовом
секторе и в правительственных учреждениях.
Исследования показали, что простейшие
меры, а именно установка двойных рам в
окнах снижает энергопотребление сразу
на 40%. Сегодня в США разрабатываются и
внедряются более жесткие нормативы энергопотребления
для различных видов электробытовой техники,
улучшается теплоизоляция жилых домов.
Все наши усилия нужно
направить на энергосбережение
во всех сферах материального
производства и быта, а не на
создание новых и новых энергетических
мощностей, вовлечение дополнительных
энергетических ресурсов. Надо
откровенно признать, что проблемы, о которых
шла речь выше, в некоторых странах решается
гораздо лучше, чем у нас. Так, за последнее
десятилетие в странах Европейского экономического
сообщества затраты материальных ресурсов
в расчете на единицу национального дохода
уменьшились на 15%, а энергоемкость национального
дохода – на 22%. Немаловажную роль в сокращении
материалоемкости производства играла
политика этих государств, которые при
помощи административно-законодательных
и экономических методов регулирования
создавали благоприятные условия для
эффективного использования природных
ресурсов. Еще на рубеже 70-80-х годов во
всех европейских странах были разработаны
национальные программы сбора и утилизации
вторичных ресурсов, а также промышленных
отходов. Отличительная черта подобных
программ – их комплексность, обстоятельность
целей, обеспеченность научными разработками,
капиталовложениями, наличие хорошей
материальной базы. Их претворение в жизнь
было подкреплено соответствующим законодательством.