Исследование природных ресурсов планеты с помощью космических методов
РЕФЕРАТ
Тема: Исследование природных ресурсов планеты с помощью космических методов.
Сделала: ученица 10-а класса
Муниципальной общеобразовательной
Школы №8
Молодцова Ольга
Проверила: Деева Светлана Николаевна
учебный год 2003-2004
План реферата
1.
Введение…………………………………………………………..….3
2.
Землеведение…………………………………………………….…..4
3. Способы
изучения Земли…………………………………………..6
4. Область
изучения…………………………………………………...9
5. Список
литературы………………………………………………..10
Введение.
Стремительное развитие
космонавтики, успехи в изучение околоземного и межпланетного
космического пространства в огромной степени расширило наши
представления о Солнце и Луне, о Марсе, Венере и других планетах.
Вместе с тем выявилось весьма высокая эффективность использования
околоземного космоса и космических технологий в интересах многих наук
о Земле и для различных отраслей хозяйства. География, гидрология,
геохимия, геология, океанология, геодезия, гидрология, землеведение –
вот некоторые из наук, ныне широко использующих космические методы и
средства исследования. Сельское и лесное хозяйство, рыболовство,
мелиорация, разведка сырьевых ресурсов, контроль и оценка загрязнения
морей, рек, водоемов, воздуха, почвы, охрана окружающей среды, связь,
навигация – таков далеко не полный перечень направлений, использующих
космическую технику. Использование искусственных спутников Земли для
связи и телевидения, оперативного и долгосрочного прогнозирования погоды
и гидрометеорологической обстановки, для навигации на морских путях и
авиационных трассах, для высокоточной геодезии, изучения природных
ресурсов Земли и контроля среды обитания становится все более
привычным. В ближайшей и в более отдаленной перспективе разностороннее
использование космоса и космической техники в различных областях
хозяйства значительно возрастет.
Землеведение.
С позиции
географии большой интерес представляет космическое землеведение. Так
называют совокупность исследований Земли из космоса с помощью
аэрокосмических методов и визуальных наблюдений. Главные цели космического
землеведения – познание закономерностей космической оболочки, изучение
природных ресурсов для их оптимального использования, охрана окружающей
среды, обеспечение прогнозов погоды и других природных явлений.
Космическое землеведение стало развиваться с начала 60-х годов, после
запуска первых советских и американских искусственных спутников Земли,
а затем и космических кораблей.
Например,
первые космические снимки с такого корабля были сделаны в 1961 году
Германом Титовым. Так возникли дистанционные методы изучения различных
объектов Земли с летательных аппаратов, которые явились как бы
продолжением и новым качественным развитием традиционной аэрофотосъемки.
Одновременно начались и визуальные наблюдения экипажей космических
кораблей, также сопровождавшиеся космической съемкой. При этом вслед за
фотографией и телевизионной съемкой стали применяться более сложные ее
виды – радиолокационные, инфракрасная, радиотепловая и другое особое
значение для космического землеведения имеют некоторые отличительные
свойства космической съемки.
Первое из
них - огромная обзорность. Съемка со спутника и космических кораблей
обычно осуществляется с высоты от 250 до 500 км.
Другие
важные отличительные свойства космической съемки - большая скорость
получения и передачи информации, возможность многократного повторения
съемки одних и тех же территорий, что позволяет наблюдать природные
процессы в их динамике, лучше анализировать взаимосвязи между
компонентами природной среды и тем самым увеличивает возможности
создания общегеографических и тематических карт.
В
последствии развития космического землеведения в нем было выделено
несколько подотраслей или направлений.
Во-первых,
это геолого-геоморфологические исследования, которые служат основой
изучения строения земной коры. В СССР их так же использовали приинженерно-геологических
исследованиях (например, при проведении трасс нефтепроводов,
Байкало-Амурской железнодорожной магистрали), при геологоразведочных и
геолого-съемочных работах (например, для выявления разломов земной коры,
тектонических структур, перспективных на нефть и газ).
Способы изучения Земли.
Проблема изучения природных ресурсов, оценка их
запасов, объема и темпа расходования, возможности их сохранения и
восстановления приобретают в наше время все большую актуальность. На
первый план выдвинулись также задачи охраны окружающей среды, борьба
с загрязнением почвы, воздуха, водоемов. Возросла необходимость
постоянного контроля состояния и рационального использования лесных
массивов, источников пресной воды, животного мира.
Развитие
растениеводства, животноводства, лесного хозяйства, рыболовства, других
областей хозяйственной деятельности человека потребовало применения новых
более современных принципов контроля окружающей среды и значительно
более оперативного получения его результатов.
Исчерпывание
сырьевых ресурсов, находящихся в сравнительно близких и освоенных
человеком местах, привело к необходимости изыскания их в отдаленных,
труднодоступных, глубинных районах. Возникла задача охвата разносторонней
разведкой больших площадей.
Главными
достоинствами космических средств, при использовании их для изучения
природных ресурсов и контроля окружающей среды являются: оперативность,
быстрота получения информации, возможно доставки её потребителю
непосредственно в ходе приёма с КА, разнообразие форм наглядность
результатов, экономичность.
Отметим,
что внедрение космической техники отнюдь не исключает применения в
ИПР и КОС самолетных и наземных средств. Наоборот, космические
средства могут быть более, эффективно используют именно в сочетании с
ними.
Помимо
перечисления целей, выявилась эффективность использования космической
техники для решения некоторых задач градостроительства, строительства и
эксплуатации транспортных магистралей и другое.
Под
дистанционным зондированием понимают обнаружение, наблюдение и
исследование земных образований или явлений, определение физических,
химических, биологических и других характеристик (изменения параметров)
объектов на расстоянии, с помощью чувствительных элементов и устройств,
не находящихся в прямом контакте (непосредственно близость) с предметом
измерений (исследований).
В основе
этого метода лежит то важное обстоятельство, что все естественные и
искусственные земные образования испускают электромагнитные волны,
содержащие как собственное излучение элементов суши, океана, атмосферы,
так и отраженное от них солнечное излучение. Установлено, что величина
и характер идущих от них электромагнитных колебаний существенно зависят
от вида, строения и состояния (от геометрических, физических и иных
характеристик) излучаемого объекта.
Эти-то
различия в электромагнитном излучении земных различных образований и
позволяют применять метод дистанционного зондирования для изучения Земли
из космоса.
Чтобы
достигнуть чувствительных элементов приемных устройств, установленных на
космическом аппарате электромагнитные колебания, идущие с Земли, должны
пронизывать всю толщу земной атмосферы. Однако атмосфера пропускает
далеко не всю электромагнитную энергию, излучаемую с Земли. Немалая
часть её, отражаясь, возвращается на Землю, а некоторое количество
рассеивается и поглощается. При этом атмосфера не безразлична к
электромагнитным излучениям различной длины волны. Одни колебания она
пропускает сравнительно свободно, образуя для них «окна прозрачности»,
другие – почти полностью задерживает, отражая, рассеивая и поглощая их.
Поглощение
и рассеяние электромагнитных волн атмосферой обусловлены ее газовым
составом и аэрозольными частицами, и в зависимости от состояния
атмосферы она действует на изучение с Земли неодинаково. Поэтому на
приемное устройство космического аппарата может только та часть
электромагнитного излучения от исследуемых объектов, которая способна
пройти сквозь атмосферу. Если влияние ее велико, то возникают
существенные изменения в спектральном, угловом и пространственном,
распределении излучения.
Почти
всегда на излучение, идущее от земных образований, накладывается
атмосферный фон, который искажает структуру электромагнитных волн,
нанося определенную информацию о самой атмосфере, может служить ее
оценке в зависимости от различных факторов.
Значение
степени и характера влияния атмосферы, на происхождение сквозь нее
электромагнитного излучения с Земли для излучения природных ресурсов из
космоса весьма существенно. Особенно важно знать влияние атмосферы на
прохождение электромагнитных волн при изучении слабо излучающих и плохо
отражающих земных образований, когда атмосфера может почти полностью
подавить или исказить сигналы, характеризующие исследуемые объекты.
Установлено,
что сквозь атмосферу хорошо проходят, свободно достигая приемных
устройств космических аппаратов, электромагнитные излучения в таких
диапазонах волн (смотри таблицу):
Видимый и ближний инфракрасный диапазон
|
0,375 – 2,5 мкм
|
Промежуточный инфракрасный диапазон
|
3 – 6 >>
|
Тепловой инфракрасный диапазон
|
8 – 13 >>
|
Сверхвысокочастотный радиодиапазон
|
0,5 – 4 см
|
Для
изучения природных ресурсов из космоса подбирают такое время и
условия, когда поглощающее и искажающие влияние атмосферы минимально.
При работе в видимом диапазоне выбирается светлое время суток, при
возвышении угла Солнца над горизонтом 15 - 35°, при невысокой влажности, небольшой облачности,
возможности большой прозрачности и малой аэрозольности атмосферы.
Спектральный
состав и интенсивность электромагнитных излучений земных различных
образований определяются их абсолютной температурой, характером
поверхности и физико-химическими свойствами.
Области изучения.
В области
геологии: выявление месторождений полезных ископаемых, определение
перспективных районов добычи нефти, газа, руды, угля и другие;
картографическая и геологическая подготовка крупного строительства;
оценка сейсмической и вулканической деятельности, получение данных для
их прогнозирования; обследование районов шахт и открытых разработок,
оценка ущерба растительности в этих районах.
В области
гидрологии: выявление местонахождение водных источников, поиск грунтовых
вод в районе пустынь и степей; оценка запасов воды в различных
районах; контроль и прогнозирование паводков и наводнений,
прогнозирование стока вод после весенних паводков, определение
угрожаемых районов и эффективности мер, принимаемых для уменьшения
ущерба от наводнений; контроль за изменением водного режима рек в
частности в целях оптимального использования мощности гидроэлектростанций.
В области
океанологии, океанографии, рыболовства; прогнозирование явлений, влияющих
на эффективность судоходства и представляющих опасность для прибрежных
районов; оценка морских путей; изменение величены и характера волнений
водной поверхности больших акваторий; наблюдение за ледовой обстановкой
в высокоширотных районах, контроль за образованием и движением
айсбергов; определение районов богатых планктоном, обещающих эффективные
уловы, выявление косяков рыбы и скопление промысловых животных.
В области
биосферы и охраны окружающей среды; оценка загрязнённости воды в
конкретных водоёмах и воздуха в различных районах; контроль сброса
сточных вод и насосов в районах плотной заселённости (крупных городов);
контроль за местонахождением и миграцией диких животных.
В области сельского
и лесного хозяйства, землеведение и мелиорации: оперативная оценка стадий
развития, степени зрелости и урожайности культур; выявление поражения
отдельных участков полей и лесов, установление эффективности мер, направленных
на сохранение растений, оценка состояния участков леса и запасов древесины,
таксация лесов; планирование вырубки и посадок; обнаружение лесных пожаров,
контроль их развития и эффективности, противопожарных мер; выявление заболоченности
определённых районных ирригационные оценки, планирование дренажных и
мелиорационных работ; землепользование в конкретных регионах, контроль орошаемых
земель, оценка пастбищ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1
«Мировое освоение космических
пространств». Издательство-Наука. Москва 1982 г. Автор: С.Д. Сильвестров.
2 «Космос-Земля».
Издательство-Наука. Москва 1981 г. Авторы: А.А.Большой, И.В. Мещеряков, С.Д.
Сильвестров.