地球上海洋和陆地水体共同构成了水圈,其中海洋面积 361×10 16平方公里,平均厚度 3.8公里,体积 137×10 17立方米,占整个地球体积的 0.0127%;质量是 141×10 16吨,占整个地球的 0.024%;平均密度为 1.03克/厘米 3,是地球平均密度的 18.66%。
水圈的主要水体是海洋。全球海洋面积约为 3.9亿平方公里,占地球总面积的 70.8%、海洋中的海水总体积约 13.3亿立方公里,占地球总水量的
97.3%。陆地上也广泛分布着湖泊、河流、沼泽和地下水,这些陆地水体合计有 0.378亿立方公里,占全球总水量的 2.7%。其中淡水湖 12.5万立方公里,占总水量的 0.009%;咸水湖 10.4万立方公里,占 0.008%;河流 0.13 万立方公里,占 0.0001%;土壤及岩石中水分约 6.7万立方公里,占 0.005%;深 4000米范围内的地下水约 835万立方公里,占 0.61%;此外,地球上分布在极地、大陆冰川和高山冰川固态水,总共约有 3000余万立方公里,占 2.14%。空气中水仅有 1.2万立方公里。水圈在改变地球表层面貌的过程中起着重要的不容忽视的作用。水圈中的水资源是人类和生物圈的生命线,它哺育着人类社会的灿烂文化。与人类关系最为密切的是淡水资源。全球淡水总量 35029万亿立方米,只占全球水量 2.53%,但冰川和永久覆盖又占了其中的 68.7%,地下淡水则占 30.1%,其它如河、湖中的只有淡水总量的 1.2%或全球水量的 0.03%。
人类生产和生活的一切淡水资源都是直接或间接来自天然降水。据联合国统计资料,全球多年平均年降水深为 1130毫米,全部陆面上平均年降水深为 800毫米;全部陆面上多年平均河川年径流量为 47亿立方米,折合径流深为 315毫米;年河水径流量约为河网水静态储量 2.12万亿立方米的 22倍。
全球水资源分布是不均匀的,这与降水不均匀分布有关。在热带、副热
带的洋面地区(如亚列逊河流域、几内亚湾沿岸和印度一带),海洋气流盛行,海水蒸发量大,一般多雨:而干旱少雨的中亚、西亚及撒哈拉地带则是海洋气流难以到达之地。的 2/3的广阔海洋中,蕴藏着丰富的自然资源。海水是地球上最大的液体矿藏,其中含有近 80种元素,若把这些元素提取出来堆积于陆地表面,其平均厚度可达 1500米。工业上用途广泛的食盐,主要来自海洋。按海水平均盐度 3.5%计,每 4.166立方公里海水里含盐 1.66亿吨。从海水中提取的盐,除 5%供食用外,其余可用来制作 14000多种产品。
海洋也是一个食物、药物与工业原料的庞大来源。据统计,世界海洋中有 500亿吨浮游植物,50亿吨浮游动物,5亿吨小鱼和 5000万吨大鱼。其中鱼类达 25000多种,软体动物 8万多种,甲壳类 2万种。此外,海洋动力资源和海底矿产资也十分丰富。据科学家计算,地球海洋中海浪蕴藏有电能高达 90万亿千瓦小时。海底锰结核总储量约有 3万亿吨,每获得 100万吨锰结核,1年就能生产 27万吨锰,16000吨镍,13000吨铜和 2800吨钴;仅在“大西洋—Ⅱ号”盆地中,含贵重金属的软泥储量就近 8000万吨左右;在现代陆架中发现的磷钙矿,总储量估计可达 3000亿吨之巨,海底煤矿、铁矿、硫磺、盐矿、砂矿、石油等开发潜力均十分巨大。
四、大气圈与气候资源
地球表层外围有一层薄薄的气体,被称为大气圈。其主要成分是氮气、氧气、二氧化碳、水蒸汽及一些惰性气体,平均厚度约 15公里,质量约有 5700万亿吨。地球大气圈在地面以上高达 1000—3000公里。离地面越高,空气越稀薄。在不同高度上,大气的成分、密度和湿度不同。大气圈从下往上,又可分为几个同心层:①对流层:紧接地面,是大气圈最下层,是风、云、雨、雹等天气现象的活动场所。对流层高度各地不一,两极地区平均高 8—9公里,赤道地区 17—18公里,中纬度地区 10—12公里。其质量占大气圈质量的 70—80%左右。对流层能量来源于地面幅射,其温度由下而上几乎直线递减,大约平均每上升 100米温度下降 0.5—0.6℃。②平流层:约在地面以上 10—82公里高度范围内。此层内气流较平稳,大气密度比对流层稀薄得多,水蒸汽和尘埃含量都很少,所以这里无云、雨,空气只作水平流动。在离地面 15—35公里的高度上,有大量臭氧积集(占臭氧层大气总质量的 60%)。由于臭氧对紫外线有强烈吸收作用,所以起着保护生物圈不受紫外线破坏或杀伤的作用。③电离层:位于离地面以上 82公里至 1000—1300公里高度之间。此层空气成分因受太阳紫外线和其它天体射线的影响与冲击,空气分子已被电离(离子化)而有导电性。电离层又可分为 D层、E层、F 层、G层,它们的高度和电离程度变化很大,温度较高,而且温度昼夜变化明显。④等离子层和磁层:位于电离层之上,主要的粒子是质子和电子,其分布取决于磁场和太阳风。
大气圈对地球演变有重要作用。没有大气圈,就及有水,也就不可能有生命的出现。大气改变了到达地球的太阳幅射能、保存地面的热量、调节热量和水的分布、保护生物圈不受紫外线的伤害以及防御陨星对地面的撞击。
大气圈中气候资源复杂多样,开发利用的潜力很大。大气圈中太阳能每秒达 3.8×10 26焦耳,接近于烧掉 115亿吨煤所产生的热量,其中能到达地面上的太阳能高达 80万亿万瓦,19每年达 1.1×10 12百万千瓦小时,相当于目前世界各类商业性能源生产量的 20000倍。地球风力资源潜力很大,估计
每年有 65万亿千瓦小时。
地球上的气候资源是一种重要的再生资源,它并不是以一种具体的物质财富一样贮存在自然界,而是可以充分利用,永不枯竭的自然资源。
本文标题:1.3 全球资源系统(2)
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