Лекция 7. ДИНАМИКА ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

Гравитационная стратификация нарушается множеством отклонений, что подчеркивает сложность взаимодействий. Отклонения проявляются в наличии в земной коре и почве воды и воздуха, в атмосфере — аэрозолей и капелек воды и др. Это свидетельствует о том, что существуют процессы, определяющие перемещение вещества против силы тяжести.

Арктические и антарктические; 2) субарктические (тундровые); 3) бореально-субарктические (лесотундровые); 4) бореальные, переходные к субарктическим (луговые и лесо-луговые); 5) бореальные (таежные); 6) бореально-суббореальные (подтаежные); 7) суббореальные гумидные (широколиственно-лесные); 8) суббореальные гумидные, переходные к субтропическим (субсредиземноморские и др.); 9) суббореальные семигумидные (лесостепные и аридно-лесные); 10) суббореальные семиаридные (степные); 11) суббореальные аридные (полупустынные); 12) суббореальные экстрааридные (пустынные); 13) субтропические гумидные (вечнозеленые лесные); 14) субтропические семигумидные (средиземноморские); 15) субтропические семиаридные (лесостепные, …
саванновые, степные); 16) субтропические аридные (полупустынные) и экстрааридные (пустынные); 17) тропические экстрааридные (пустынные); 18) тропические и субэкваториальные аридные и семиаридные (саванновые, редколесные, сезонновлажные лесные); 19) тропические и субэкваториальные гумидные (лесные); 20) экваториальные гумидные (лесные).

Лесотундровая; 2) приокеанические луговые и лесолуговые; 3) суббореальные широколиственно-лесные (включая переходные к субтропическим); 4) субтропические влажные лесные; 5) средиземноморские; 6) субтропические лесостепные, степные, саванновые; 7) тропические и субэкваториальные влажные лесные; 8) суббореальная полупустынная Южного полушария; 9) бореальные и суббореальные влажные лесные Южного полушария.

Зона влажных экваториальных лесов (тропических дождевых лесов — гилей).

Зона тропических пустынь.

Зона тропических саванн.

Зона тропических лесов.

Ландшафтные зоны жаркого пояса.

Зона субтропических пустынь и полупустынь.

Зона субтропических саванн.

Зона субтропических вечнозеленых и смешанных лесов.

Средиземноморская зона.

Зона пустынь.

Зона полупустынь.

Зона степей.

Зона лесостепей.

Зона смешанных и широколиственных лесов.

Зона тайги.

Ландшафтные зоны умеренных поясов.

Тундрово-луговая зона.

Зона антарктической ледяной пустыни.

Ландшафтные зоны южного холодного пояса.

Зона лесотундры и редколесий.

Зона тундры.

Зона арктических пустынь.

Ландшафтные зоны северного холодного пояса.

Ландшафтные зоны Земли (по А. Г. Исаченко):

Типы ландшафтов суши (по А. Г. Исаченко):

Географическая поясность Мирового океана выражена более четко, чем на суше, благодаря большей однородности океанической поверхности и ограниченному воздействию такого мощного возмущающего фактора, как рельеф (рельеф морского дна влияет на зональность в условиях шельфа). Районирование Мирового океана проводится по распределению водно-тепловых условий акваторий и здесь также выделяют пояса и зоны (табл. 6.1). Наряду с водно-тепловыми условиями, важным фактором географической зональности в океане является система постоянных ветров и морских течений, обусловленная распределением атмосферного давления.

Первая схема районирования поверхности Мирового океана была предложена Д.В. Богдановым и включала 11 поясов. С.В. Калесник ограничился выделением восьми поясов: северных ледовитых морей, северного умеренного, циркуляции северных пассатных течений (включая субтропические и тропические пояса Д.В. Богданова), коралловых морей (в основном соответствует экваториальному и субэкваториальному поясам), циркуляции южных пассатных течений, южных морских прерий (аналогичный умеренному поясу Южного полушария), средней зоны Южного океана (субантарктический пояс Д.В. Богданова) и южных ледовитых морей. В схеме С.В. Калесника обращает на себя внимание асимметрия структуры Северного и Южного полушарий, которая существенно проявляется в циркуляции вод Мирового океана. А. М. Рябчиков и другие московские географы выделяют 7 географических поясов в Северном полушарии: арктический, субарктический, умеренный, субтропический, тропический, субэкваториальный и экваториальный. Близкий состав поясов отмечен и для Южного полушария, где они менее четки и местами почти сливаются (например, субантарктический и южный умеренный).

Физико-географические зоны дна океана впервые были выделены О. К. Леонтьевым в 70-х годах XX в. Он считал, что донная зональность через состав отложений и донной фауны, который зависит от поступления с поверхности отмершего органического вещества (детрита), опосредованно отражает поверхностную зональность. О. К.Леонтьевым были обособлены семь физико-географических зон (ранга географического пояса): экваториально-тропическая, две умеренные, две субполярные и две полярные. Установлено, что подводные ландшафты отличаются единством зональных, азональных и вертикальных характеристик, которые зависят от глубины океанского или морского бассейна.

Фундаментальное различие поверхности суши и океана, проявляющееся на уровне географической зональности, состоит в том, что пояса и зоны суши в большей мере историчны, т. е. их структура сложилась на протяжении достаточно длительного (примерно 104лет) времени. Поясно-зональная структура в океане существенно отличается от наземной за счет особенностей гидросферы и своеобразия животного и растительного мира.

Что же касается азональных структур Мирового океана, здесь следует прежде всего обратить внимание на роль течений, трансформирующих водные массы. Так, холодные течения, направленные к экваториальному поясу, глубоко внедряясь в теплые воды океана, нарушают его поверхностную и глубинную поясность.

Зональность Мирового океана — главная закономерность распределения ландшафтов поверхностной толщи океана, дна, морских мелководий и связанных с ними сообществ гидробионтов. Однако действие закона зональной дифференциации Мирового океана контролируется толщей воды. Поверхностные и глубинные ярусы океана отличаются особенностями географической зональности. Наблюдается расслаивание зональной структуры географической оболочки на зоны водной поверхности и морского дна. В пределах морских мелководий границы поверхностных и подводных зон сливаются. Глубже такого соответствия, как правило, не наблюдается.

Ярусность проявляется в вертикальном строении всех геосфер. На суше по характеру рельефа выделяют ярусы низменных равнин, низкогорный, среднегорный и высокогорный. Ярусность атмосферы проявляется в высотном изменении температур, влажности и давления воздушных масс. Не менее отчетлива ярусность Мирового океана, наблюдаемая в подразделении водной толщи в соответствии со свойствами слагающих ее водных масс. Она согласуется с условиями обитания гидробионтов, создавая известные батиметрические зоны водных бассейнов.

Наиболее наглядно вертикальная стратификация проявляется в горах, где изменение типов ландшафтов происходит по закону высотной поясности, установленному В.В.Докучаевым. Сочетания высотных ландшафтных зон и поясов, их набор на склонах горных хребтов различны и существенно зависят от положения гор в широтной зоне и долготном секторе.

В основе построения мира находится симметрия — правильное расположение объектов, поскольку исходные первоосновы мира (поля, тела, потоки) симметричны. Но так как интенсивность связей в различных частях географической оболочки неодинакова, наблюдаются очаги взаимодействия, в пределах которых связанность явлений больше, чем за их пределами. Наблюдается также несимметричность взаимодействий: в некотором направлении воздействие сильнее, чем в обратном. Таким образом, одной из основных закономерностей строения географической оболочки является асимметрия.

Глобальная асимметрия является следствием неравномерного распределения различных масс вещества и их разных состояний. Главная особенность строения земной поверхности — асимметрия в распределении материковых и океанических масс: суша концентрируется преимущественно в Северном полушарии, где она занимает 39%, в Южном полушарии на ее долю приходится всего 19 %Локальная асимметрия присутствует в любой геосфере и на любом иерархическом уровне: меандры и ринги в океане, циклоны и антициклоны в атмосфере, рельеф земной поверхности и морского дна, распространение фауны и флоры и др.

Географическая оболочка — это гигантская контактная зона, с одной стороны, твердой части Земли, с другой — атмосферы, океаносферы и Космоса. Внутри географической оболочки существуют контактные зоны разного пространственного уровня — от глобальных (граница материк—океан, атмосферные и океанические фронты, приледниковые зоны и кромки материковых или морских льдов) до локальных (берега рек, опушки леса, края ледников и др.). На каждом пространственном уровне взаимодействие контактирующих объектов имеет свою специфику, обусловленную особыми свойствами контактных зон. Контактные зоны — это зоны взаимодействия обычно различных сред или состояний вещества, для которых характерны определенные процессы и явления.

Одной из самых активных контактных зон географической оболочки является береговая зона — побережье с прилегающими частями океанов, морей, рек и других водоемов. Берег в целом следует назвать множественной границей, на которой контактируют тела разной вещественной природы: вода—воздух, вода—суша, вода— дно, вода — взвешенные вещества, суша—воздух, вода —живое вещество и др.

На границе океана и атмосферы в верхнем миллиметровом слое («скин-слое») океана происходит множество сложных процессов. С его поверхности испаряется вода, и, следовательно, осуществляется теплоперенос скрытой теплоты парообразования в атмосферу. В связи с испарением здесь возникает наибольший во всем океане градиент плотности за счет выпаривания и концентрации солей. Через верхний слой в океан поступает диоксид углерода, т. е. реализуется функция океана как планетарного буфера в карбонатной системе океан—атмосфера—зеленый покров Земли—техногенез. Здесь же сосредоточено максимальное количество простейших живых организмов — нейстона, основного продуцента биомассы океана. Установлено, что нейстон, перемешивая воду своими жгутиками, может троекратно увеличивать испарение воды с поверхности.

Механические барьеры разрушают географический объект или препятствуют его распространению. Например, горные системы (Анды, Кордильеры, Гималаи, Альпы, Кавказ, Урал и др.) представляют наиболее масштабные и заметные естественные барьеры.

Физико-химические барьеры изменяют свойства контактирующих объектов, вызывая эмерджентность (например, смешение различных воздушных масс в зоне атмосферного фронта) или препятствуя обмену между веществом и энергией вследствие их различий (запрещенный парагенезис). Среди физико-химических барьеров наиболее заметны геохимические барьеры — участки земной коры, где на коротком расстоянии происходит смена природной обстановки с изменением свойств среды (окислительная — восстановительная, кислая — щелочная и др.), что определяет интенсивность миграции химических элементов и их возможные концентрации.

Специфическим барьером является экватор — невидимая граница, от которой отклоняющая сила вращения Земли (сила Кори-олиса) направлена в разные стороны: в Северном полушарии — вправо, в Южном — влево.

Роль естественных барьеров в органическом мире. Биота наиболее чувствительна к изменчивости окружающей обстановки. Географическое распространение видов тесно связано с их экологической пластичностью. На пути неограниченного увеличения численности популяций и стремления расширить ареал встают внешние факторы: географические, экологические и биологические, которые могут представлять для биоты естественные барьеры.

Ряд природных барьеров организмы преодолевают, другие — нет. Преодоление естественных барьеров происходит за счет повышения сопротивляемости организма, его адаптации (например, клопа к дусту), физического разрушения препятствия.

Ландшафт — одно из фундаментальных понятий современной географии, в основе которого лежит идея о взаимосвязи и взаимообусловленности всех природных явлений земной поверхности. Формы рельефа, горные породы, климаты, поверхностные и подземные воды, почвы и сообщества организмов взаимосвязаны как в своих пространственных изменениях, так и в историческом развитии.

Состояние ландшафтов. Ландшафтные системы находятся в определенном состоянии, которое описывают набором характеристик: температура и влажность воздуха, почвы, фенологические фазы доминирующей флоры, наличие или отсутствие снегового покрова и др. Параметры, характеризующие состояния ландшафтов, можно условно подразделить на две категории: средообразующие (воздух, вода, горные породы, биота) и остальные компоненты, определяющие характер протекания физико-географических процессов в данной обстановке.

Ландшафт непрерывно изменяется. Некоторые изменения обратимы, цикличны и не приводят к преобразованию структуры ландшафта (например, сезонные ритмы). До тех пор пока подобные изменения повторяются из года в год, структура ландшафта остается неизменной. Такие динамические изменения подчеркивают устойчивость ландшафта, ибо свидетельствуют о его способности возвращаться к прежнему состоянию. Наряду с этим возможны эволюционные (необратимые) изменения, которые составляют сущность развития ландшафта и выражаются в перестройке его структуры.

Систематизация ландшафтов. В географии существуют два подхода к систематике ландшафтов. Один из них подсказывает сама иерархичность геосистем — это переход от ландшафта к укрупненным территориальным системам более высоких рангов — физико-географическим регионам того или иного порядка (областям, зонам, странам и др.). Такой подход называется физико-географическим районированием. При районировании не обязательно, чтобы объединяемые ландшафты были сходными. Главным критерием служит не сходство, а связь, пространственные отношения, территориальное единство составных частей и общность их исторического развития.

Другой подход — это объединение объектов по признакам качественного сходства, т.е. типологическая классификация. В такой системе сходство сохраняется на всех ступенях систематизации — типах, классах, видах и др. Различие будет лишь в степени этого сходства: общих признаков на низших ступенях больше, на высших — меньше.

Как в районировании, так и в типологии отражаются, хотя и по-разному, универсальные географические закономерности, которым подчинена ландшафтная дифференциация. В ландшафтной оболочке все природные процессы подчинены зональности, вследствие чего ландшафтная оболочка дифференцируется на систему региональных единиц высокого ранга — ландшафтных зон и подзон (часто выделяют еще более крупные широтные подразделения — физико-географические пояса: арктический, умеренный, субтропический и др.).

Другая универсальная закономерность ландшафтной оболочки — секторность, обусловленная взаимодействием океанов и материков. От соотношения океанических и континентальных воздушных масс зависит степень континентальности климата.

Единицы ландшафтного подразделения. Классификации ландшафтных систем различны и многоуровенны и содержат известную долю субъективизма по числу выделов и терминологии.

Структура ландшафтов. Ландшафтные системы (ландшафты) представляют один из видов геосистем. Они характеризуются относительно однотипными взаимодействиями компонентов. В сложной иерархии геосистем различают три главных уровня:

1. Локальный уровень образуют геосистемы, формирование которых связано с местными факторами.Элементарная ландшафтная система и неделимая географическая единица называются фацией.

Фации группируются в более сложные территориальные системы, которые при дальнейшей последовательной интеграции достигают принципиально нового уровня. Совокупность фаций, приуроченных к мезоформе рельефа, образует урочище.

Урочища объединяются в местности, имеющие в поперечнике от нескольких тысяч метров до первых десятков километров.

Фация, урочище и местность — это единицы внутриландшафтного подразделения.

2. Региональный уровень образуют региональные системы (физико-географические районы, округа, провинции, области, подзоны, зоны), которые формируются в результате влияния факторов с более широким радиусом действия.

Метахронность географической оболочки. Явление метахронности впервые было описано К.К.Марковым и дословно означает «чередование времени». Метахронность проявляется в том, что наступление и чередование фаз и стадий развития геосистем происходит несинхронно в разных частях земного шара, даже если геосистемы располагаются на одной широте и имеют сходные параметры

 

Важнейшее свойство материальных объектов — движение. В основе движения лежит способность объектов окружающего нас мира взаимодействовать между собой.

В географической оболочке можно выделить несколько основных типов движения. Развитием называют процесс, приводящий к качественным, необратимым и направленным изменениям в системе. Функционирование — это процесс, при котором в условиях постоянного энергомассообмена со средой (или с другими системами) система сохраняет свои характерные свойства за счет относительной устойчивости структуры и определяющих ее состояние параметров.

В географическую оболочку энергия поступает из Космоса, недр Земли и выделяется при гравитационном взаимодействии планеты с ближайшими космическими телами — Луной и Солнцем. В зависимости от этого энергетические источники подразделяют на эндогенные и экзогенные.

Эндогенная энергия — это энергия земных недр, которая поступает в географическую оболочку в двух формах: теплового потока (теллурические токи) и путем механических перемещений вещества. Величина теплового потока в среднем в 10-5раз меньше потока электромагнитной солнечной энергии (0,06 Дж/м2×с).

 

Экзогенная энергия. Энергия, поступающая на Землю из Космоса, называется экзогенной. В количественном отношении она на 97% состоит из электромагнитного излучения Солнца — солнечной радиации. Вследствие малой изменчивости интенсивности солнечной радиации, поступающей на верхнюю границу атмосферы, ее поток, рассчитываемый на 1 см2в минуту, называют солнечной постоянной, которая равна 1,98 кал/(см2×мин), или 8,3 Дж/(см2×мин).

Электромагнитное излучение Солнца содержит широкий спектр волн разной длины

Наряду с электромагнитными потоками в атмосферу проникает корпускулярный поток заряженных частиц — «солнечный» и «космический» ветер. Их суммарная энергия в несколько тысяч раз меньше электромагнитной энергии и уступает (в количественном выражении) даже эндогенной энергии.

Альбедо зависит от многих причин: высоты Солнца, облачности, характера подстилающей поверхности, времени года. Из табл. 7.2—7.3, видно, что альбедо суши в среднем больше, чем альбедо водной поверхности. Планетарное альбедо Земли оценивают в 0,3—0,35.