Что такое свет температура вода ветер

Явления природы по временам года

Времена года: Freepick

Природа и погода вокруг нас постоянно меняются. Связано это с самыми разнообразными процессами — от вращения Земли до работы заводов и фабрик. Всего на нашей планете бывает четыре времени года. В эти периоды наблюдаем характерные для поры природные явления.

Весенние явления природы

Весенний сезон приходит на смену зимнему. Все сильнее греет солнышко, на реках начинается ледоход, снег тает, радует зеленый цвет молодой травы и первых листьев на деревьях.

Постепенно удлиняется день, а ночи становятся короче. Перелетные птицы возвращаются в родные края и готовятся выводить потомство. По этим и другим изменениям в природе узнаем о приходе весны.

Снеготаяние: проталины и капель

Интенсивный солнечный свет весной нагревает воздух, и снег постепенно тает. Проталины появляются в местах самого тонкого снежного покрова и более доступных для солнца. Здесь пробивается первая зелень, вскоре можно будет любоваться первыми весенними цветами — подснежниками.

Снег еще лежит в расщелинах и впадинах, но на возвышенностях и полях исчезает быстро, а теплое солнышко начинает прогревать землю. Оттаявший на крышах и деревьях снег падает вниз крупными каплями воды. Это явление называется капелью.

Ледоход

Из-за повышения температуры ледяная кора на водоемах начинает трескаться, слой льда постепенно уменьшается. Вскоре по течению плывут отдельные льдины.

Заходить на тонкий лед весной опасно именно по этой причине. Кроме весеннего, в разных регионах может наблюдаться осенний или зимний ледоход.

Половодье

Весной можно часто услышать журчание ручьев. Они становятся причиной весеннего половодья. Ручьи на равнинах и в горах образуются из растаявшего снега и текут к водоемам.

Когда это происходит слишком быстро, то реки или озера, куда впадают ручьи, выходят из берегов, и вода затапливает прибрежные зоны — луга, жилье людей.

Термальный ветер

Днем земля прогревается на солнце, а ночью отдает тепло, поэтому весной часто дуют ветры. Вначале они слабые и неустойчивые, но чем теплее становится, тем быстрее и больше перемещаются воздушные массы. Весенние ветра, которые при этом образуются, называются термальными.

Дожди и грозы

Дожди случаются во все времена года, но они всегда разные. В весенний период дожди обычно не отличаются силой и продолжительностью. В мае гремят грозы с молниями и громом.

Цветение

Живая природа весной радует нас живописным цветением. В апреле на деревьях появляются первые почки, пробивается первая зеленая трава, зацветают плодовые деревья (яблони, абрикосы, груши, вишни).

В мае природа становится особенно яркой. Это месяц самых насыщенных красок, когда цветут цветы, а деревья уже стоят в изумрудном убранстве.

Летние явления природы

Летом все вокруг зеленеет и цветет. Реки и другие водоемы прогреваются так, что в них можно купаться. Солнце пригревает вовсю, бывают очень жаркие дни. В летний период дни самые длинные, а ночи очень короткие. В это время созревают многие фрукты и овощи, в конце августа собирают урожай. Лето распознаем по ряду признаков.

В летнее время днем солнечные лучи падают на Землю отвесно и интенсивно нагревают ее поверхность. По ночам это тепло передается обратно в атмосферу. Вот почему летом так жарко в любое время суток.

Ливни с грозами

Летом дожди обычно теплые, внезапные и непродолжительные. Часто летние дожди сопровождаются грозами. Случается и такое, что во время дождя продолжает светить солнце. Такие осадки называют грибными дождями.

Дело в том, что дождь летом может пойти из совсем маленькой тучки, чего не случается в другое время. Мелкий дождь называют морось.

Радуга

После проливных дождей и ливней с грозами летом в атмосфере наблюдается повышенная влажность и такое явление, как радуга. Это оптическое чудо наблюдатель видит как разноцветную дугу.

Когда солнечные лучи преломляют капельки воды, то происходит оптическое искажение. Из белого цвета образуются и становятся видимыми все остальные цвета и складываются в яркую красочную дугу на небосклоне.

Осенние явления природы

С приходом осени на улице становится прохладнее, постепенно желтеют и опадают листья, отправляются в теплые края перелетные птицы, прячутся из виду насекомые и земноводные.

Листопад

У всех растений и деревьев есть собственный круглогодичный цикл жизни. Перед зимой деревья всегда сбрасывают листву, а вначале она желтеет.

Зачем дереву избавляться от листьев? Чтобы снег, который выпадет, не ломал ветви. До начала листопада листва на деревьях сохнет, желтеет или краснеет, а затем ветер начинает сбрасывать ее вниз. Это явление называется листопад.

Туманы

Осенью днем земля и вода еще нагреваются, но вечером происходит похолодание, и появляются туманы. Если влажность воздуха высокая, например, после дождей, которые часто идут осенью, воздух во время охлаждения формирует крохотные капельки воды. Они парят над землей, а люди воспринимают их как туман.

Такое название дали люди капелькам воды, которые по утрам выпадают на траве и листьях. Ночью воздух остывает, а водяной пар, который в нем находился, оседает в виде капелек на поверхности земли, травы и листьев деревьев. Так образуется роса. Если ночью будет очень холодно, вплоть до заморозков, то осенью можно наблюдать иней — мелкие кристаллы воды на ветвях деревьев и траве.

Ливни и ветра

Осенью часто идут сильные проливные дожди с порывами ветра. В это время года в воздухе много водяного пара. Он переохлаждается и образует облака, в которых содержатся небольшие кристаллики льда.

При низкой температуре воздуха (ниже нуля градусов) они растут и утяжеляются. В нижней части облака кристаллики оттаивают и выпадают на поверхность земли как капли дождя.

Зимние явления природы

Зимой на улице становится по-настоящему холодно, начинаются морозы, все ждут, когда выпадет снег. Реки и озера стоят, скованные льдом. Зимой ночи очень длинные, а день совсем короткий. Темнеет рано, а солнечный свет не дарит тепла. В это время года в природе происходит ряд явлений.

Морозы

Температура зимой опускается ниже ноля, а потому вода в окружающей среде замерзает. После резкого похолодания на крышах домов появляются сосульки, а дороги покрываются слоем льда, который называют гололедом.

В случае температурного перепада окна снаружи оказываются украшены морозными узорами. Так красиво застывают капельки воды из воздуха.

Ледостав

Зимой на поверхности водоемов происходит установление слоя льда, то есть ледостав. Лед обычно сохраняется до весны, пока не начнется потепление, ледоход и следующий природный цикл.

Снегопады

Охлажденная вода в облаках превращается в снег и в таком виде выпадает на землю, укрывая ее белым одеялом. Из-за низкой температуры снег не тает и образовывает высокие сугробы.

Метели

Так называют снегопады с сильными ветрами. Ветер при этом такой, что сбивает с ног. Становится очень холодно и темно. Человек, оказавшийся на улице в метель, рискует получить переохлаждение организма.

Природа очень разнообразна и всегда прекрасна. Сменяют друг друга сезоны — весна, лето, осень и зима. Каждый из них приносит собственные чудеса природных явлений, которыми можно и нужно наслаждаться, ведь, как известно, у природы нет плохой погоды.

Узнавайте обо всем первыми

Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.

Источник

Ветер, солнце и вода — история зелёной энергетики

Полный гайд по истории возобновляемых источников энергии

Полный гайд по истории возобновляемых источников энергии

Рисовала картинки Полина Ильина

История опубликована 11/08/2021 0 Comments —> 11 минут

Сегодня тема возобновляемых источников энергии (ВИЭ ) интересует не только профессионалов, но и обычных людей. О ней много говорят в новостях, а экологи призывают глав стран в кратчайшие сроки перейти на зелёные технологии, чтобы приостановить климатический кризис. Многие страны, включая Европейский Союз , уже начали реализовывать собственные программы зелёного курса, где ВИЭ играют ключевую роль.

Тема ВИЭ вызывает и множество разногласий в самых разных кругах: «Если такая энергия не наносит урона планете, почему мы всё ещё используем уголь, нефть и газ?» или «Я слышал, это очень дорого, нас просто хотят обмануть эти зелёные корпорации».

И если на западе, да и во многих других странах этот этап уже пройден, то для России ВИЭ зачастую воспринимается как что-то новое.

Более того, по мнению скептиков, «новые технологии» ещё не доказали своей эффективности. Но так ли это?

Новое или хорошо забытое старое

На самом деле возобновляемая энергетика — самый древний и безопасный способ получения энергии. На протяжении веков возобновляемая энергия была единственным доступным источником энергии для жителей Земли, если не брать мускульную силу самого человека и животных. А вот ископаемые источники энергии взяли верх только во время промышленной революции — всё дело в том, что они просто оказались выгоднее на определённом этапе развития цивилизации. Однако в то время никто не предполагал, что уголь, нефть, а затем и газ нанесут непоправимый урон климату планеты буквально за какую-то сотню лет. Так, ископаемое топливо оказалось бомбой замедленного действия, а проверенное веками ВИЭ — на долгие годы ушло на второй план.

• 

Чтобы разобраться во всех тонкостях темы возобновляемой энергетики, мы подготовили для вас серию материалов, первый из которых мы посвящаем истории возникновения ВИЭ. В нём обсудим историю трёх самых широко упоминаемых видов возобновляемой энергетики — солнечной, ветряной и гидроэнергетики, чтобы увидеть, какой огромный путь проделала наша цивилизация в сфере зелёных технологий.

Ветроэнергетика

История ВИЭ — это история больших открытий, начавшихся ещё до начала нашей эры. На протяжении тысячелетий люди искали способы получения энергии новыми способами. Использование человеком ветра берёт своё начало из древности. Давайте вспомним парусные суда Древнего Египта, Греции и других цивилизаций, которые люди использовали ещё 5500 тысяч лет назад. Позже начали появляться мельницы и естественная вентиляция.

Ветряные мельницы веками использовались на Востоке (в Китае, Персии и других странах) и только к X—XII веку перекочевали в Европу, где особое распространение получили на территории современных Нидерландов и ряде других северных стран. В странах с низкими температурами такой способ получения энергии имел серьёзное преимущество перед использованием кинетической энергии воды, которая могла замерзать в зимний период. Мельницы использовали веками без серьёзных модификаций.

• 

Только в 1854 году Дэниел Халладей придумал саморегулирующийся ветряной насос и систему, при которой мельница могла автоматически поворачиваться по направлению ветра. Тогда же деревянные лопасти заменили на металлические.

Поворотным также стал и 1887 год, когда была создана первая в мире ветряная турбина, которую можно было использовать для производства электроэнергии. Шотландский учёный Джеймс Блит использовал её для освещения собственного дома (излишки электроэнергии он даже предлагал жителям своей улицы, но они отказались). Таким образом он стал первым человеком в мире, который автономно обеспечил себя электричеством за счёт энергии ветра. Уже на следующий год первый ветрогенератор появился и в США. Чарльз Браш сконструировал уже более сложный и крупный ветрогенератор, чтобы так же провести электричество в свой дом. Его компания Brush Electric в штате Огайо была продана в 1889 году, а уже в 1892 году объединена с Edison General Electric Company в легендарную компанию General Electric.

В 1891-1895 датский учёный Пол Ля Кур занимался разработкой и усовершенствованием этой технологии представил обществу ветрогенератор, который обеспечивал стабильное напряжение. В дальнейшем он создал прототип электростанции для освещения не одного дома, а уже целой деревни.

В двадцатых годах прошлого века французский учёный Джордж Дарье изобрёл первую вертикальную турбину (в США её запатентовали только в 1931 году). Форма лопастей довольно сильно отличалась от лопастей современных вертикальных турбин. Их ещё называют ортогональными ветрогенераторами.

И уже в 1930-х годах учёные Джо и Марселлус Джейкобс из США открыли первую фабрику по производству и продаже небольших ветряных турбин в Миннеаполлисе — Jacobs Wind (сейчас это самая старая компания в США, которая создаёт оборудование для возобновляемой энергетики). В сельских районах США фермеры использовали их преимущественно для освещения.

Кстати, предшественником современных ветряков часто называют ялтинский ветряной двигатель, который обладал серьёзной мощностью не только для того времени, но и для сегодняшних дней. Более того, его производительность была весьма близка к той, что показывают современные ветрогенераторы.

В 1941 году была запущена первая в мире ветряная турбина мощностью в один мегаватт (в штате Вермонт, США). Конструкция была подключена к местной электросети. К 1957 году та самая компания Jacobs Wind продала уже 30 000 турбин в самые разные уголки планеты. Но поворотным годом в развитии ветряной энергетики стал 1973 год, когда было объявлено нефтяное эмбарго поставщиками нефти, и цены на нефть взлетели вверх. Это вызвало большой интерес к альтернативным источникам энергии. И уже в 1980 году открылась первая в мире ветряная электростанция на 20 турбин (США).

В дальнейшем ветряная энергетика развивалась намного стремительнее. К 1980-м годам США при поддержке Национального научного фонда и Министерства энергетики уже проводили серьёзные исследования в области ветрогенерации. Именно в этот период появились новые технологии в постройке ветрогенераторов, а их единичная мощность достигла мегаваттного класса. Этого удалось добиться, изучая аэродинамику ветряных установок. Тогда стало понятно, что получение энергии с помощью ветра может стать по-настоящему масштабным. И уже в 1991 году открылась первая в мире морская плавучая ветряная электростанция в Дании, а в Великобритании береговая ветряная электростанция.

В 2019 энергетическая компания Equinor получила разрешение на строительство крупнейшей в мире плавучей морской ветряной электростанции в районе Тампена в Северном море. Ожидается, что такая электростанция сможет обеспечить электричеством не менее 4,5 млн домов.

Солнечная энергетика

Если ветроэнергетика скорее модифицировалась и совершенствовалась, то с солнечной энергией дела обстоят иначе. Здесь открытия учёных в течение последних десятилетий кардинально изменили способы использования солнечного света.

• 

Древние люди использовали солнечный свет для нагревания пищи, отопления домов и розжига. В первые века нашей эры — 100-400 годы — стал популярен солнечный нагрев воды. Римский архитектор Ветрувий после поездки в Грецию, где уже строили дома на южную сторону для дополнительного отопления за счёт нагревания стены и всего здания солнечными лучами, решил применить эту идею и в Риме. Так были усовершенствованы римские бани, которые тоже нагревались с помощью солнца.

Сложно оценить, когда человечество подошло к идее использовать солнечную радиацию для получения электрической энергии. Если уходить к самым истокам направления, то стоит вспомнить Александра Беккереля, который ещё в 1839 году изучал влияние света на электролиты. Кстати, для изучения использовались зеркала и линзы. Он сумел с помощью специального раствора (на базе хлорида серебра и кислотного раствора) создать ячейку, которая не просто нагревалась, а производила электрическую энергию.

Но настоящий прорыв случился в 1860 году, когда француз Огюстэн Мушо изобрёл первую в мире солнечную энергетическую систему. После своих предсказаний, что однажды наши запасы угля закончатся, Мушо провёл испытания своего «солнечного счётчика».

Первым же, кто открыл солнечные батареи, стал Чарльз Фритц, который в 1883 году создал собственную настольную электростанцию: она работала от небольшой позолочёной селеновой пластинки. И уже через год он установил солнечные батареи на крыше в Нью-Йорке.

В дальнейшем появление современной теоретической физики помогло создать основу для более глубокого понимания фотовольтаики — получения электрической энергии за счёт солнечной радиации. Уже в 1888 физик Вильгельм Халлвакс описал физику фотоэлектрических элементов в так называемом эффекте Холлваха. А всего через 7 лет Альберт Эйнштейн опубликовал «Об эвристической точке зрения на производство и преобразование света», в которой объяснил, как свет создаёт электрический ток, выбивая электроны из атомов в определённых металлах. В дальнейшем он же дал теоретическую основу фотовольтаике, на основе которой в дальнейшем развивалась солнечная энергетика.

В 1916 году химик Ян Чохральский изобрёл метод создания монокристаллов металла. Это стало основой для создания полупроводниковых пластин, которые до сих пор используются в электронике, включая фотоэлементы.

Но вот начало использования солнечных панелей, какими мы знаем их сейчас, случилось только в середине XX века. Американская компания «Лаборатории Белла (Bell Labs)» вывела солнечную энергетику на коммерческий рынок. Ещё в 1941 году инженер компании Рассел Ол подал патент на первый монокристаллический кремниевый солнечный элемент. И не проиграл, так как в послевоенное время произошёл дефицит энергии.

И в 1954 году компания продаёт свой первый эффективный кремниевый солнечный элемент. Конечно, он не был таким производительным, как современные солнечные панели (КПД — всего 6 процентов), но они всё равно стали популярны настолько, что началось стремительное развитие отрасли: уже через несколько лет был создан первый космический корабль на солнечных батареях, по Лондону проехал первый автомобиль с солнечными батареями на крыше. Более того, всего через 8 лет Bell laboratories уже обеспечивали питание первого спутника связи, работающего на солнечной энергии.

В начале 1960-х годов Жорес Алфёров и Герберт Крёмер независимо предложили научное решение, позволившее резко поднять КПД солнечных панелей за счёт полупроводниковых гетероструктур. В 2000 году учёные были удостоены Нобелевской премии за развитие физики полупроводниковых гетероструктур. Возможно, не все знают, но советский космический корабль Союз-1 стал первым космическим кораблём на солнечных батареях , на борту которого находился человек.

На данный момент такие страны как США, Китай и многие другие активно развивают солнечную энергетику. Одним из драйверов такой поддержки стал вопрос климатических изменений. Постоянные климатические аномалии, которые влияют как на жизнь людей, так и на экономику целых стран заставили обратиться к энергии солнца, которую использовали столетиями и которая даёт потенциал для дальнейшего развития.

Гидроэнергетика

Гидроэнергетика — направление энергетики, связанная с преобразованием кинетической энергии водного потока в механическую и электрическую энергию. Использование энергии воды также берёт своё начало из древних времён.

Всё началось около I века до нашей эры, когда древние греки начали использовать первое водяное колесо, чтобы молоть пшеницу. Параллельно в это же время аналогичное изобретение появилось и в Китае.

• 

Конечно, это была самая простая форма использования энергии воды, но именно она послужила предпосылкой для современных технологических достижений в области гидроэнергетики.

Водяное колесо с рядом модификаций использовалось на протяжении десятков веков.

К XIII веку его использовали уже в производстве пороха и стали, что помогло Средневековой Европе стать лидером в военной сфере. К XVII веку этот вид энергетики сыграл решающую роль в американской и европейской технологической революции, его использовали уже на многочисленных предприятиях: в лесопильной, текстильной промышленности и многих других.

Но всё меняется в XIX веке. В 1827-1831 годы происходит сразу несколько крупных открытий. Французский инженер Бенуа Фурнейрон создаёт свой первый прототип новой модели водяного колеса под названием «турбина 5». А в 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию и разработал первый в мире трансформатор и электрический генератор — основы электрогенерации и современной электроэнергетики.

В 1878 году пока учёные совершенствовали модели турбин, английский инженер и промышленник Уильям Армстронг объединил работы своих предшественников и построил первую ​​в мире малую гидроэлектростанцию.

Уже через десятилетие, в 1891 году произошёл настоящий научный переворот в передаче электрической энергии и гидроэнергетике после того, как русский изобретатель Михаил Осипович Доливо-Добровольский (работал в Германии) создал работы по передаче трёхфазного тока. Его конструкция трансформатора до сих пор используется без существенных изменений. Первая передача электрической энергии с высоковольтным трёхфазовым током произошла на выставке во Франкфурте. Там был установлен фонтан, который приводился в движение гидравлическим насосом и двигателем Доливо-Добровольского. Это был самый мощный на то время трёхфазный асинхронный двигатель в мире (с этого открытия началась и современная история электрификации).

1913 г. Австрийский профессор Виктор Каплан изобретает турбину Каплана, турбину пропеллерного типа с регулируемыми лопастями.

Также серьёзным прорывом стало преобразование приливной энергии Мирового океана в электричество — в 1966 году во Франции открылась первая в мире приливная электростанция Ля-Ранс.

Greenpeace в части ГЭС на реках поддерживает развитие только малых ГЭС.

Всё дело в том, что крупные плотинные ГЭС на реках (с установленной мощностью 25 МВт и более) не только меняют речные экосистемы в худшую сторону, ведут к исчезновению популяций ценных рыб, но и обостряют конкуренцию между водопользователями. Кроме того, искусственные водохранилища, создаваемые для функционирования гидроэлектростанций, могут быть значительным источником выбросов парниковых газов.

Согласно существующим оценкам, в некоторых случаях такие водохранилища в средних широтах могут выделять столько же парниковых газов, сколько их аналоги в тропических широтах. Поэтому, несмотря на то, что эмиссии парниковых газов могут сильно различаться от одной ГЭС к другой, наличие потенциала серьёзных выбросов с водохранилищ крупных ГЭС также не позволяет отнести такие проекты к низкоуглеродным.

Что будет дальше

У ВИЭ была долгая история становления, но только в последнее десятилетие они стали развиваться стремительно в связи с глобальной борьбой с климатическим кризисом.

Однако в России современные ВИЭ пока находятся на начальном этапе развития.

Greenpeace всецело поддерживает переход на зелёную энергетику. Именно поэтому мы составили рейтинг регионов России , в котором проанализировали, насколько Россия готова к переходу на зелёные технологии и программу «Зелёный курс», включая ВИЭ.

В 2020 года эксперты Greenpeace представили программу «Зелёный курс», которая поможет стране выйти не только из экономического, но и из климатического кризиса. Программа была составлена Greenpeace на основе предложений более 150 общественных организаций и призвана изменить ситуацию в России на системном уровне.

Источник