Энергия в экосистемах

Однако, такое видоизменение энергии условно. Многие исследователи пытались произвести расчеты количества энергии, аккумулированной на каждом трофическом уровне, в реальных экологических системах. Оказалось, что количество солнечной энергии при превращении ее в биомассу растений и далее в биомассу травоядных и хищников на каждом этапе уменьшается на один-два порядка. Соответственно и качество ее по сравнению с качеством солнечной энергии увеличивается на 1-2 порядка. Отсюда следует, что качество энергии измеряется длиной пути, пройденного ею от Солнца.

Следовательно, рабочий потенциал ископаемого топлива в 2000 раз выше, чем рабочий потенциал солнечного света, но в 4 раза ниже рабочего потенциала электроэнергии. Чтобы солнечный свет выполнял работу, равную работе, производимой углем или нефтью, его надо сконцентрировать или повысить его качество в 2000 раз.

Использование энергии в биосфере определяется количественным распределением и ее качеством. Солнечный свет падает на планету с энергией 2 калсм2мин-1 (солнечная постоянная), но, проходя через атмосферу, он ослабляется и даже в ясный летний день до поверхности Земли доходит не более 67 %, которая в биосфере распределяется следующим образом: отражается 30 %, превращается в теплоту 46 %, расходуется на испарение воды, осадки 23 %, преобразуется в энергию ветра, волн, течений 0,2 %, идет на фотосинтез 0,8 %. Клетки растений, связывая на свету СО2 и Н2О образуют (СН2О) - строительные блоки органических веществ, обладающие высокой эксергией, а экспортируемая в космическое пространство рассеянная энергия снижает свою эксергию. Под воздействием температуры, давления и др.факторов в течение тысяч и миллионов лет органические вещества превращались в торф, угол, нефть, т. е. энергия накапливалась в виде ископаемого топлива. В ХХ веке эти запасы интенсивно эксплуатировались для обеспечения жизни искусственных систем. В поисках новых ресурсов топлива человечеству приходится осваивать месторождения, добыча ресурсов на которых становится все более дорогостоящей. Огромная работа, выполняемая биосферой (сохранение и развитие жизни, накопление горючих ископаемых и пр.) за счет небольшого количества (0,8 %) сконцентрированной растениями солнечной энергии, объясняется высокой эксергией аккумулированной части энергии.