Основы физической географии. Шпаргалка: Основы физической географии

Учебник для 5 класса

При подготовке учебника использованы предложения и рекомендации учителей-географов экспериментальных школ:

Под редакцией кандидата географических наук И.П.Галая

Минск, 2000

К УЧАЩИМСЯ

Правила работы с учебным пособием

На уроках географии во время подготовки домашних заданий вам, кроме учебного пособия, необходимо иметь атлас по географии и набор контурных карт для 5-го класса, компас, тетрадь в клетку, цветные карандаши, циркуль, резинку.

Работайте дома над параграфами учебного пособия в такой последовательности:

Прочитайте текст.

Перескажите каждую часть параграфа, а затем весь параграф.

Читая текст, найдите на карте все географические объекты, упомянутые в нем.

Ответьте на вопросы и выполните задания, помещенные после каждого параграфа.

Запишите в словарик все выделенные в тексте параграфа слова (например, география) и запомните, как они пишутся.

Если какой-то термин, встретившийся в тексте, вам непонятен, обратитесь к краткому словарю географических понятий и терминов (в конце учебного пособия).

Введение &1. Что изучает география

Вспоминаем: Что вы знаете о нашей планете из курсов «Вселенная» или «Природоведение»? Почему на одних территориях земного шара тепло, а на других холодно?Почему идет дождь?

Ключевые слова: география, природные условия, население, хозяйство, охрана природы. 1. География как наука. Г е о г р а ф и я - наука, которая изучает природные условия земной поверхности, население Земли и его хозяйственную деятельность. Эта наука - одна из самых древних.

География в переводе с греческого языка означает землеописание (по-гречески “ге” - Земля, “графо” - пишу, описываю).

*Название "география" впервые было употреблено Эратосфеном еще до начала нашей эры в книге "Географика". В ней рассматривались форма и величины Земли, океаны, суша, климат, описывались отдельные страны, история географии.

На протяжении длительного времени (вплоть до конца XVIIIв.) главной задачей географии было открытие и описание новых земель, стран, народов, ликвидация белых пятен на географической карте. Имена первооткрывателей и исследователей - смелых и мужественных людей - запечатлены в географических названиях на карте.

Первыми географами были путешественники и мореплаватели. Они открывали новые земли, страны, народы, материки, острова, океаны, моря, заливы, горы, равнины, реки и озера, составляли карты, где изображали маршруты путешествий и новые земли, описывали природные условия, жизнь и занятия населения. Маршруты их путешествий и экспедиций проходили по знойным пустыням и холодным ледникам, в заоблачных высях гор, по стремительным рекам и бурным водам океана.

** О древнейших путешествиях люди узнавали не только по описаниям, но и по обрывкам папируса или обломку глиняной таблички с нанесенными на них знаками.

Географы раскрыли и продолжают раскрывать многие тайны природы. Благодаря их исследованиям и наблюдениям мы уже можем ответить на многие вопросы. Например: почему идет дождь или дует ветер? В каких районах Земли надо искать уголь, нефть или другие полезные ископаемые? Но природа таит еще много загадок, над раскрытием которых работают географы совместно с другими учеными.

География делится на две крупные части: физическую и экономическую. Физическая география изучает природу поверхности земного шара; экономическая география -- население, его хозяйственную деятельность, закономерности размещения населения и хозяйства.

2. Значение географии. Описательной география была в прошлом. Сейчас основная задача географии – изучать разнообразие природы, населения, его хозяйственной деятельности и объяснить их развитие и размещение.

Современная география выясняет причины процессов и явлений, происходящих на поверхности земного шара, и закономерности их изменения. Одна из важнейших задач географии – прогноз развития явлений. Так как природа Земли стала изменяться исключительно быстро, то необходимо предвидеть те изменения в окружающей среде, которые могут произойти в результате хозяйственной деятельности человека.

Любое освоение территории и строительство не начинается без предварительного изучения местности. Так, при строительстве гидроэлектростанции на реке нужно определить, где строить плотину, изучить, из каких пород сложены берега реки, какая местность после строительства плотины будет затоплена водой.

Например, был предложен проект сооружения на реке Оби, которая протекает по Западно-Сибирской равнине, очень крупной гидроэлектростанции. Но, когда этот проект всесторонне рассмотрели географы, оказалось, что в результате строительства плотины гидроэлектростанции образуется огромное водохранилище, которое затопит значительную часть равнины. Вокруг водохранилища образуются болота, что приведет к изменению местного климата, произойдут другие неблагоприятные изменения в природе. Проект этот не был принят.

3. География и охрана природы. География дает ответы на вопросы, как лучше использовать богатства природы, что делать, чтобы природа не обеднела, чтобы не исчезли леса, не истощились плодородные почвы, не иссякли реки, как восстанавливать и преобразовывать природу в интересах человека и самой природы.

В государственных документах нашей страны постоянно подчеркивается необходимость рационального использования и охраны почв, недр, воздушного и водного бассейнов. Нужно усилить комплексные исследования природы в целях разумного хозяйствования.

Особенности природы, населения и хозяйства многих частей земной поверхности еще недостаточно изучены. Не всегда люди могут предсказать, как изменится природа в результате их воздействия на нее. Поэтому географы продолжают исследовать поверхность Земли. Они участвуют в различных экспедициях на суше и в океанах, ведут длительные наблюдения на научных станциях.

1.Что называется географией? 2. На какие две части делится география? 3. Что изучает физическая география? Экономическая география? 4. В чем значение географической науки?

Два мира есть у человека:

Один, который нас творил, Другой, который мы от века Творим по мере наших сил.

Н. Заболоцкий

Вся природа земной поверхности представляет собой ту особую географическую общность, известные сочетания которой явились благоприятными условиями для возникновения человечества. Появление человека на Земле означало рождение новой, еще более могущественной силы, чем силы природы. Материальное производство - основа и способ существования человеческого общества в ходе его естественно-исторического развития. Элементы природы при этом превращаются в компоненты человеческого общества. Являясь одновременно и продуктом труда, и средством производства, эта «вторая природа» вместе с людьми и техникой составляет основное содержание человеческого общества. Эта историческая природа служит географической основой, входящей в содержание общества, или географической средой.

Р.К. Баландин и Л.Г. Бондарев приводят интересный пример того, как в отечественной науке начало зарождаться учение о взаимосвязи природы и общества. Более 260 лет назад В.Н. Татищеву было предложено составить географическое описание России. Он взялся за дело увлеченно и основательно. Приступил к сбору необходимых книг и документов. Но вскоре убедился: толковое землеописание сделать невозможно без хорошего знания истории страны. По этой причине он занялся изучением истории России. И пришел к выводу, что для успеха в этом предприятии требуется постоянно использовать географические сведения.

Татищев так выразил свою мысль о взаимосвязи истории природы и истории человеческого общества: «Где, в каком положении или разстоянии, что учинилось, какие природные препятствия к способности тем действам были, також где какой народ прежде жил и ныне живет, как древние города ныне именуются и куда перенесены, оное география и сочиненные ландкарты нам изъясняют; и тако история или деесказания и летописи без землеописания (географии) совершенного удовольствия к знаниям нам подать не могут».

Много лет минуло с той поры, но идея Татищева не устарела. Более того, теперь мы знаем, какими тесными и сложными взаимосвязями осуществляется единство природы и человека, как неразрывно связана история природы земной поверхности с историей человеческого общества.

Учет изменений природной среды, вызванных деятельностью человека, совершенно необходим географии. Это хорошо понимал К. Риттер, который через сто лет после Татищева утверждал, что география не может обойтись без исторического элемента, если хочет быть истинной наукой о земных пространственных отношениях, а не отвлеченной копией местности.

Со второй половины XX в. проблема взаимодействия природы и общества становится исключительно актуальной и в практическом аспекте. В этих условиях все большее значение приобретает географический подход к проблеме изучения изменений и перестроек ландшафтов планеты (и даже некоторых геосфер) в результате деятельности человека.

Географическая среда - часть географической оболочки, которая тем или иным способом, в той или иной мере освоена человеком, вовлечепа в общественное производство и составляет материальную основу существования человеческого общества.

Географическая среда - одна из основных и в то же время спорных категорий географической науки. До настоящего времени ведутся споры относительно следующих научных позиций:

• сущности и значения этой научной категории;
• ее соотношения с географической (ландшафтной) оболочкой;
• ее структуры и, в особенности, по поводу того, является ли общество частью географической среды.

Заслуживают внимания разные точки зрения, разные ответы на эти спорные вопросы. Но прежде, чем их представить, напомним, что термин «географическая среда» (ГС) впервые употребил выдающийся французский географ Элизе Реклю , который под этим термином понимал окружающие человека условия общественного развития. Сущностью ГС Реклю считал сочетание не только природных, но и общественных элементов, называемых им «динамическими». Он писал: «Итак, вся окружающая среда распадается на бесчисленное множество отдельных элементов: одни из них относятся к внешней природе, и их-то обыкновенно и обозначают названием “внешней среды” в узком смысле слова; другие относятся к иному порядку, так как проистекают из самого хода развития человеческих обществ и образуются, увеличиваясь последовательно до бесконечности, приумножаясь и создавая сложный комплекс явлений в действии. Эта вторая “динамическая” среда, присоединяясь к влиянию первичной «статичной» среды, образует сумму влияний, в которой определить, какие силы преобладают, - трудно и часто даже невозможно» .

Реклю понимал исторический характер влияния ГС на жизнь человеческого общества: «Итак, история человеческая, как во всем своем объеме, так и в своих частях, может быть объяснена лишь совокупным влиянием внешних условий и сложных внутренних стремлений на протяжении веков. Для того, однако, чтобы лучше понять совершающуюся эволюцию, необходимо принимать во внимание и то, в какой мере изменяются сами внешние условия и в какой мере, следовательно, изменяется при общей эволюции их действие. Так, например, горная цепь, с которой некогда спускались в соседние долины колоссальные глетчеры и не позволяли никому подняться на ее крутые склоны в позднейшие времена, когда ледники отступили и снегом оказался покрыт лишь ее гребень, могла утратить значение такого препятствия к сообщению между соседними народами. Точно так же та или другая река, являвшаяся могущественным препятствием для племен, незнакомых с судоходством, могла позднее сделаться важной судоходной артерией и получить огромное значение в жизни населения ее берегов, когда это население научилось управлять лодками и судами» 1 .

В предисловии к книге своего друга и соратника в географической деятельности Л.И. Мечникова «Цивилизация и великие исторические реки» Реклю писал о том, что «среда изменяется не только в пространстве, она меняется также и во времени... Человеческая история представляет нечто иное, как длинный ряд примеров того, как условия среды и очертания поверхности нашей планеты оказывали благоприятное или задерживающие влияние на развитие человечества» .

А вот аналогичные мысли Л.И. Мечникова : «Многими географами упускалось из виду, что факторы физико-географической среды... представляют весьма различную ценность в разных областях земного шара для историка и социолога» . Далее он пишет о том, что «человек, обладая вместе со всеми организмами способностью приспособляться к среде, господствует над всеми животными видами в силу ему одному свойственной способности приспособлять среду к своим потребностям. Способность эта, как кажется, может развиваться у человека до бесконечности вместе с прогрессом науки, искусства и промышленности» .

И еще одно важное положение Мечникова: «...мы отнюдь не являемся защитниками теории «географического фатализма», провозглашающего наперекор фактам, что данная совокупность физико-географических условий играет и должна всюду играть одну и ту же неизменную роль. Нет, дело идет только о том, чтобы установить историческую ценность этих условий и изменчивость этой ценности в течение веков и на разных ступенях цивилизации» .

Понятие «географическая среда» в социологическую литературу ввел Г.В. Плеханов. Под географической средой он понимал природные условия жизни общества. Он справедливо считал, что внешняя по отношению к обществу географическая среда лишь опосредованно, через достигнутый обществом уровень производительных сил может влиять на производственные отношения. Такое понимание географической среды вошло в нашу научную литературу: «Географическая среда - совокупность предметов и явлений природы (земная кора, нижняя часть атмосферы, воды, почвенный покров, растительный и животный мир), вовлеченные на данном историческом этапе в процесс общественного производства и составляющие необходимые условия существования и развития человеческого общества» 1 .

Не останавливаясь на взглядах других ученых XIX и первой половины XX в. относительно сущности и влияния ГС на жизнь человеческого общества, обратим внимание на трактовку этой категории, которую предложили в конце 50-х годов XX в. Ю.Г. Саушкин и В.А. Анучин, «возбудив» своими трудами живой интерес к основополагающим теоретико-методологическим вопросам географии.

Ю.Г. Саушкин «утвердил» категорию ГС в обоих изданиях своего «Введения в экономическую географию» (1958 и 1970), рассматривая взаимодействие ГС и общественного производства.

Вот его основные положения:

«Географическая среда - это та земная природа, в которой живет, трудится, развивается человечество, непрерывно преобразует свое окружение, делает его более разнообразным и производительным... Географическая среда - источник и непременное условие жизни людей и общественного производства, исторически изменяющаяся под влиянием и саморазвития природы, и человеческой деятельности... Взаимодействие природы и человека является... очень сложным: природа влияет на жизнь человека, но и человек изменяет природу, поэтому на человека воздействует измененная, «очеловеченная» природа, в которой соединились и ее собственные свойства, и запечатленные в ней результаты труда, результаты ее изменения человеком, во многих случаях бесчисленного ряда поколений» .

В.А. Анучин , отстаивая свою идею единства географии, считал, что сущность этого единства заключается, прежде всего, в общности объекта науки. Таким общим объектом всех географических наук является часть ландшафтной оболочки, а именно - географическая среда, представляющая собой «одновременно условие и источник процессов общественного производства...» .

При этом подчеркивается ускорение «очеловечивания» ГС, обусловленное усиливающимся процессом взаимодействия общества с природой. В результате внутри ГС все большее место начинают занимать элементы, созданные и создаваемые человеческим трудом.

«1. Элементы, возникшие в результате видоизменения земной природы, существовавшей до человека. Сюда входят современные, пока еще не столь существенные изменения в рельефе, распаханные, превращенные в сельскохозяйственные угодья степи, леса после проведения лесоустройства и санитарных рубок, обезлесенные и эродированные горные склоны, осушенные болота, все комплексы измененных человеческой деятельностью почвенно-климатических условий, зарегулированные реки и т. д.

2. Элементы среды, но созданные человеком. Это, прежде всего вещественный продукт материально-производственной деятельности людей. Сюда входят все сооружения, появившиеся на Земле в результате труда, созданные людьми из материалов природы» .

Эти теоретические положения сторонников географического монизма (В.А. Анучина и родственных ему по взглядам ученых) встретили неприятие и порой даже жесткую критику со стороны ряда известных отечественных географов, особенно по поводу поспешного «очеловечивания» ГС и насыщения ее «разными посторонними элементами».

В этом отношении примечательны следующие выводы академика С.В. Калесника:

«1. Географическая среда - это только земное (в смысле планеты Земля) окружение человеческого общества.

• 2. Географическая среда - это только та часть земного окружения общества, с которым общество находится в данный момент в непосредственном взаимодействии.
• 3. Географическая среда и географическая (ландшафтная) оболочка - это разные понятия, относящиеся к двум различным объектам.
• 4. Человеческое общество живет ныне в двух взаимосвязанных средах - географической и техногенной, разных по происхождению и по возможностям дальнейшего саморазвития.
• 5. Географическая среда возникла без вмешательства человека и независимо от его воли и сознания. В нее входят как нетронутые человеком естественные элементы ландшафтной оболочки, так и те измененные им естественные элементы, которые сохранили и свои типологические аналоги в девственной природе, и способность к саморазвитию.
• 6. Техногенная среда создана трудом и волей человека. Ее элементы не имеют аналогов в девственной природе и к саморазвитию не способны.
• 7. Сущность даже наиболее крупных изменений, внесенных человеком в географическую среду, заключается в изменении структуры географических ландшафтов. В развитии географической среды человеческое общество играет роль внешнего направляющего стимула, а не решающего фактора» 1 .

По мнению Калесника, «познавая законы природы и умело их используя, человеческое общество становится лишь лоцманом географической среды, направляя ее движение в сторону наиболее удобной для человека гавани» .

Таковыми были разные «векторы» развития учения о ГС в 50- 70-е годы.

Преодолевая дуалистические взгляды (типа идей С.В. Калесника) в 80-х годах, как нам представляется, утверждаются новые основы теории (учения) ГС, одним из выразителей которых был Н.К. Мукитанов.

Он считает, что:

• «в географическую среду входят общество и результаты его предметно-практической деятельности, в процессе которой оно начинает включать в орбиту своего специфического движения географическую среду, ее элементы»;
• «географическая среда представляет собой диалектическое единство природных и социальных явлений, развивающееся под воздействием двух классов закономерностей»;
• «противоречие между естественным и общественным в географической среде на данном этапе развития общественного производства является основным противоречием, приводящим к дальнейшему ее развитию» .

Характерно, что в работах отечественных ученых последнего десятилетия ГС фактически игнорируется, этот термин не употребляется, его обходят, а общим и предельным объектом исследования географических наук обычно называется географическая оболочка.

В некоторых случаях, ссылаясь на то, что понятие географическая среда не установилось (таково мнение довольно многих ученых), вместо термина ГС употребляют другие, например «окружающая среда» или «природная среда», считая их в известной степени идентичными понятиями.

Однако, по нашему мнению, это не повод «похоронить» представление и основы учения о ГС, восходящее к Э. Реклю, и Л.И. Мечникову.

И время от времени некоторые ученые возвращаются к этой географической категории. Так, А.Г. Доскач считает: «Землеведение по своей сущности является наукой о наиболее общих законах формирования географической среды и ее вычленения как самостоятельного реального объекта из мира природы в целом» . При этом подчеркивается представление о комплексности ГС, которое явилось важнейшей вехой в истории географической мысли.

М.А. Смирновым (2002) введено понятие информационной среды как отражения географической среды. С точки зрения географа, значимость информации заключается в ее организующем аспекте, когда она становится ресурсом, активно влияющим на развитие общества, отдельных его групп, и в совокупности с действием других факторов (ресурсов) приводит к определенной территориальной дифференциации общества и производительных сил.

Особенность информации как объекта географических исследований в том, что она эволюционирует настолько быстро, что ее влияние на территорию и население может иметь весьма малый по времени импульсный характер. Это трудно уловимо статистически, но может иметь огромное значение для развития территории. При употреблении понятия информационная среда подчеркиваются определенная уникальность, локальность, ориентированность именно на исследуемую территориальную группировку объектов.

На заре человечества информационная среда совпадала с ландшафтной. Основным источником информации была природа, от которой полностью зависела жизнь людей. С развитием общества происходило накопление вторичной, социальной информации, которая на сегодня играет определяющую роль в развитии отдельной личности и общества в целом.

Социум существовал в природной среде и получал всю необходимую информацию из нее. Умение «добывать», накапливать и использовать информацию позволяло развиваться быстрее. На определенном этапе социумы начинали конкурировать при использовании природных ресурсов. Характер их деятельности мог существенно измениться за счет «поглощенной» информации.

По-прежнему остаются актуальными вопросы, обсуждение которых продолжается вот уже более 20 лет:

• а) о том, что «географическая оболочка», «географическая среда» и «окружающая среда» - не тождественные понятия;
• б) о том, что, хотя общество является «компонентом географической оболочки (поскольку существует в пределах Земли), оно в то же время представляет собой существенно особый фактор, противостоящий этой оболочке (которая в данном аспекте выступает уже как географическая среда) - природе в целом (Земля плюс Галактика)» ;
• в) о характере взаимодействия общества и географической среды как процессе, происходящем внутри географической оболочки;
• г) о существовании «очеловеченной» природы, ее расширении и развитии и об усложнении ее связей с еще «не очеловеченной» природой Земли (схема 5).

Схема 5

Соотношение понятий «природа», «географическая оболочка», «географическая среда общества», «природные ресурсы», «окружающая человека среда»

(по изданию «Охрана ландшафтов // Толковый словарь»)

В этом отношении характерна эволюция взглядов известного отечественного географа В.С. Преображенского на структуру географической оболочки, которую он считал общим и предельным объектом исследования географических наук, сложной гетерогенной открытой динамической суперсистемой, включающей литосферу, атмосферу, гидросферу, педосферу и биоту 1 .

Как видно, человеческое общество в этой структуре не представлено, хотя признается, что судьба географической оболочки все в большей мере зависит от его деятельности.

Но вскоре в другой своей работе, Преображенский утверждает: «Географическая оболочка - это сложное единство природы и общества... Для географа-эволюциониста именно современное, прошлое и будущее состояние географической оболочки и слагающих ее геосистем и отдельных оболочек (атмосферы, гидросферы, биотосферы, педосферы, социосферы) и составляет предмет исследования» .

Сфера жизни и деятельности человеческого общества (социосфера) здесь рассматривается как одна из составляющих географической оболочки. Преображенский добавляет, что такое убеждение разделяют не все географы. И это действительно так.

Вместе с тем в вышеприведенных рассуждениях ученого не нашлось места понятию «географическая среда».

Один из основоположников современной отечественной экологии Н.Ф. Реймерс предложил рассматривать окружающую человека среду как состоящую из четырех неразрывно взаимосвязанных компонентов - подсистем: 1) собственно природной среды; 2) порожденной агротехникой среды - «второй природы»; 3) искусственной среды - «третьей природы»; 4) социальной среды . Поскольку эти понятия нередко получают различное толкование, он дал им определения.

Природная среда, окружающая человека, - факторы чисто естественного или природно-антропогенного системного происхождения (т. е. имеющие свойства самоподдержания и саморегуляции без постоянного корректирующего воздействия со стороны человека), прямо или косвенно, осознанно или неосознанно (регистрируемые и не регистрируемые органами чувств, измеряемые или неизмеряемые, например информация, приборами) воздействующие на отдельного человека или человеческие коллективы (вплоть до всего человечества).

Среда «второй природы », или квазиприродная среда, - все модификации природной среды, искусственно преобразованные людьми и характеризующиеся отсутствием системного самоподдержания

(т. е. постепенно разрушающиеся без постоянного регулирующего воздействия со стороны человека): пахотные и иные преобразованные человеком угодья («культурные ландшафты»); грунтовые дороги; внешнее пространство населенных мест с его природными физикохимическими характеристиками и внутренней структурой; зеленые насаждения. Все эти образования имеют природное происхождение, представляют собой видоизмененную природную среду и не являются чисто искусственными, не существующими в природе.

«Третья природа», или артеприродная среда, - весь искусственный мир, созданный человеком, вещественно-энергетически не имеющий аналогов в естественной природе, системно чуждый ей и без непрерывного обновления немедленно начинающий разрушаться. Это уже не «очеловеченная природа», а в корне преобразованное человеком вещество, либо не входящее в естественные геохимические циклы, либо входящее в них с трудом.

1. Можно ли в Северном полушарии к северу от Северного тропика наблюдать Солнце на севере?

При существующем угле наклона земной оси (66 градусов 30′), Земля бывает обращена к Солнцу своими приэкваториальными районами. Для живущих в Северном полушарии Солнце видно с Юга, а в Южном полушарии, с Севера. Но если быть более точным Солнце бывает в зените во всей зоне между тропиками, поэтому солнечный диск виден с той стороны, где Солнце в данный момент в зените. Если Солнце в зените над Северным Тропиком, то оно светит с Севера для всех находящихся южнее, в том числе и для жителей Северного полушария между экватором и тропиком. В России за полярным кругом в течение полярного дня Солнце не заходит за горизонт, совершая полный круг по небосводу. Поэтому, проходя через самую северную точку Солнце, находится в нижней кульминации, этот момент соответствует полночи. Именно за полярным кругом можно наблюдать Солнце на Севере с территории России в условно ночное время суток.

2. Если бы земная ось имела наклон к плоскости земной орбиты 45 градусов изменилось бы положение тропиков и полярных кругов и как?

Мысленно представим, что мы придадим земной оси наклон в половину прямого угла. В пору равноденствий (21 марта и 23 сентября) смена дней и ночей на Земле будет такая же, как и теперь. Но в июне Солнце окажется в зените для 45-й параллели (а не для 23½°): эта широта играла бы роль тропиков.

На широте 60 °, Cолнце не доходило бы до зенита только на 15°; высота Солнца поистине тропическая. Жаркий пояс непосредственно примыкал бы к холодному, а умеренного не существовало бы вовсе. В Москве, в Харькове и других городах весь июнь царил бы непрерывный, беззакатный день. Зимой, напротив, целые декады длилась бы сплошная полярная ночь в Москве, Киеве, Харькове, Полтаве…

Жаркий же пояс на это время превратился бы в умеренный, потому что Солнце поднималось бы там в полдень не выше 45°.

Тропический пояс много потерял бы от этой перемены, также как и умеренный. Полярная же область и на этот раз кое-что выгадала бы: здесь после очень суровой (суровее, чем ныне) зимы наступал бы умеренно-теплый летний период, когда даже на самом полюсе Солнце стояло бы в полдень на высоте 45° и светило бы дольше полугода. Вечные льды Арктики стали бы постепенно исчезать.

3. Какой вид солнечной радиации и зачем преобладает над восточной Сибирью зимой, над Прибалтикой летом?

Восточная Сибирь. На рассматриваемой территории все компоненты радиационного баланса подчиняются в основном широтному распределению.

Территория Восточной Сибири , лежащая к югу от полярного круга, располагается в двух климатических поясах – субарктическом и умеренном. В этом регионе велико влияние рельефа на климат, что обуславливает выделение семи областей: Тунгусской, Центрально-якутской, Северо-Восточной Сибири, Алтае-Саянской, Приангарской, Байкальской, Забайкальской.

Годовые суммы солнечной радиации на 200–400 МДж/см 2 больше, чем на тех же широтах Европейской России. Они изменяются от 3100–3300 МДж/см 2 на широте полярного круга до 4600– 4800 МДж/см 2 на юго-востоке Забайкалья. Над Восточной Сибирью атмосфера чище, чем над европейской территорией. Прозрачность атмосферы уменьшается с севера на юг. Зимой большая прозрачность атмосферы определяется низким влагосодержанием, особенно в южных районах Восточной Сибири. Южнее 56° с.ш. прямая солнечная радиация преобладает над рассеянной. На юге Забайкалья и в Минусинской котловине на долю прямой радиации приходится 55–60% от суммарной радиации. Благодаря длительному залеганию снежного покрова (6–8 месяцев) до 1250 МДж/см 2 в год расходуется на отражённую радиацию. Радиационный баланс увеличивается с севера на юг от 900–950 мДж/см 2 на широте полярного круга до 1450– 1550 МДж/см 2 .

Выделяются два района, характеризующиеся увеличением прямой и суммарной радиации в результате повышенной прозрачности атмосферы — озеро Байкал и высокогорье Восточного Саяна.

Годовой приход принятой солнечной радиации на горизонтальную поверхность при ясном небе (то есть возможный приход) составляет 4200 МДж/м 2 на севере Иркутской области и увеличивается до 5150 МДж/м 2 к югу. На берегу Байкала годовая сумма возрастает до 5280 МДж/м 2 , а в высокогорных районах Восточного Саяна достигает 5620 МДж/м 2 .

Годовые суммы рассеянной радиации при безоблачном небе составляют 800-1100 МДж/м 2 .

Увеличение облачности в отдельные месяцы года снижает поступление прямой солнечной радиации в среднем на 60% от возможной и в то же время увеличивает долю рассеянной радиации в 2 раза. В результате, годовой приход суммарной радиации колеблется в пределах 3240-4800 МДж/м 2 при общем увеличении с севера на юг. При этом вклад рассеянной радиации составляет от 47% на юге области до 65% на севере. В зимнее время вклад прямой радиации незначителен, особенно в северных районах.

В годовом ходе максимум месячных сумм суммарной и прямой радиации на горизонтальную поверхность на большей части территории приходится на июнь (суммарная 600 — 640 МДж/м 2 , прямая 320-400 МДж/м 2 ), в северных районах — сдвигается на июль.

Минимальный приход суммарной радиации повсеместно отмечается в декабре — от 31 МДж/м 2 в высокогорном Ильчире до 1,2 МДж/м 2 в Ербогачене. Прямая радиация на горизонтальную поверхность уменьшается от 44 МДж/м 2 в Ильчире до 0 в Ербогачене.

Приведем значения помесячных сумм прямой радиации на горизонтальную поверхность по некоторым пунктам Иркутской области.

Помесячные суммы прямой радиации на горизонтальную поверхность (МДж/м 2 )

Пункты

Для годового хода прямой и суммарной радиации характерно резкое увеличение месячных сумм от февраля к марту, что объясняется как возрастанием высоты солнца, так и прозрачностью атмосферы в марте и уменьшением облачности.

Суточный ход солнечной радиации определяется прежде всего уменьшением высоты солнца в течение дня. Поэтому максимум солнечной радиации объемно наблюдается в полдень. Но наряду с этим на суточный ход радиации оказывает влияние прозрачность атмосферы, что заметно проявляется в условиях ясного неба. Особо выделяются два района, характеризующихся увеличением прямой и суммарной радиации в результате повышенной прозрачности атмосферы – оз. Байкал и высокогорье Восточного Саяна.

В летнее время обычно в первой половине дня атмосфера более прозрачна, чем во второй, поэтому изменение радиации в течение дня несимметрично относительно полдня. Что касается облачности, то именно она является причиной занижения облучения восточных стен по сравнению с западными в городе Иркутске. Для южной стены солнечное сияние составляет около 60% от возможного летом и всего 21-34% зимой.

В отдельные годы в зависимости от облачности соотношение прямой и рассеянной радиации и общий приход суммарной радиации может значительно отличаться от средних величин. Различие между максимальным и минимальным месячным приходом суммарной и прямой радиации может достигать в летние месяцы 167,6-209,5 МДж/м 2 . Различия рассеянной радиации составляют 41,9-83,8 МДж/м 2 . Еще большие изменения наблюдаются в суточных суммах радиации. Средние максимальные суточные суммы прямой радиации могут отличаться от средних в 2-3 раза.

Приход радиации к различно ориентированным вертикальным поверхностям зависит от высоты солнца над горизонтом, альбедо подстилающей поверхности, характера застройки, количества ясных и пасмурных дней, хода облачности в течение суток.

Прибалтика. Облачность уменьшает в среднем за год приход суммарной солнечной радиации на 21 %, а прямой солнечной радиации на 60 %. Число часов солнечного сияния - 1628 в год .

Годовой приход суммарной солнечной радиации составляет 3400 МДж/м2. В осенне-зимнее время преобладает рассеянная радиация (70 -80% от общего потока). Летом возрастает доля прямой солнечной радиации, достигая примерно половины общего прихода радиации. Радиационный баланс составляет около 1400 МДж/м2 в год. С ноября по февраль он отрицателен, но потеря тепла в значительной мере компенсируется адвекцией теплых воздушных масс с Атлантического океана.

4. Объясните, почему в пустынях умеренного и тропического поясов температура ночью сильно понижается?

Действительно, в пустынях велики суточные колебания температуры. Днем при отсутствии облаков поверхность сильно нагревается, но быстро остывает после захода солнца. Здесь основную роль играет подстилающая поверхность, то есть пески, для которых характерен свой микроклимат. Их термический режим зависит от цвета, влажности, структуры и т.д.

Особенностью песков является то, что температура в верхнем слое очень быстро понижается с глубиной. Верхний слой песка обычно бывает сухим. Сухость этого слоя не вызывает затраты тепла на испарение воды с его поверхности, и поглощенная песком солнечная энергия идет главным образом на его нагревание. Песок при таких условиях днем очень сильно прогревается. Этому способствует еще и его малая теплопроводность, препятствующая уходу тепла из верхнего слоя в более глубокие слои. Ночью же верхний слой песка значительно охлаждается. Такие колебания температуры песка и отражаются на температуре приземного слоя воздуха.

Из-за вращения получается, что на земле циркулирует не 2 воздушных потока, а шесть. И вот в тех местах, где воздух опускается к земле он холодный, но постепенно нагревается и приобретает возможность вбирать в себя пар и как бы «выпивает» влагу с поверхности. Планету обвивают два пояса засушливого климата – это и есть место, где зарождаются пустыни.

Жарко в пустыне – потому что сухо. Низкая влажность влияет на температуру. В воздухе нет влаги, следовательно, солнечные лучи не задерживаясь, достигают поверхности почвы и нагревают ее. Поверхность почвы нагревается очень сильно, а отдачи тепла не происходит – нет воды, чтобы испарять. Поэтому так жарко. И в глубину тепло распространяется очень медленно – из-за отсутствия все той же теплопроводной воды.

Ночью в пустыне холодно. Из-за сухости воздуха. В почве нет воды, а над землей нет облаков – значит, нечему удерживать тепло.

Задачи

1. Определить высоту уровня конденсации и сублимации поднимающегося адиабатически от поверхности Земли воздуха не насыщенного паром, если известна его температура t =30º и упругость водяных паров е = 21,2гПа.

Упругость водяного пара – основная характеристика влажности воздуха, определяемая психрометром: парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе; измеряется в Па или мм рт. ст.

В поднимающемся воздухе температура изменяется вследствие адиабатического процесса, т. е. без обмена теплом с окружающей средой, за счет преобразования внутренней энергии газа в работу и работы во внутреннюю энергию. Так как внутренняя энергия пропорциональна абсолютной температуре газа, происходит изменение температуры. Поднимающийся воздух расширяется, производит работу, на которую затрачивает внутреннюю энергию, и температура его понижается. Опускающийся воздух, наоборот, сжимается, затраченная на расширение энергия освобождается, и температура воздуха растет.

Сухой или содержащий водяные пары, но ненасыщенный ими воздух, поднимаясь, адиабатически охлаждается на 1° на каждые 100 м. Воздух, насыщенный водяными парами, при подъеме на 100 м охлаждается менее чем на 1°, так как в нем происходит конденсация, сопровождающаяся выделением тепла, частично компенсирующего тепло, затраченное на расширение.

Величина охлаждения насыщенного воздуха при подъеме его на 100 м зависит от температуры воздуха и от атмосферного давления и изменяется в значительных пределах. Ненасыщенный воздух, опускаясь нагревается на 1° на 100 м, насыщенный на меньшую величину, так как в нем происходит испарение, на которое затрачивается тепло. Поднимающийся насыщенный воздух обычно теряет влагу в процессе выпадения осадков и становится ненасыщенным. При опускании такой воздух нагревается на 1° на 100 м.

Так как воздух нагревается главным образом от деятельной поверхности, температура с высотой в нижнем слое атмосферы, как правило, понижается. Вертикальный градиент для тропосферы в среднем составляет 0,6° на 100 м. Он считается положительным, если температура с высотой убывает, и отрицательным, если она повышается. В нижнем, приземном слое воздуха (1,5-2 м) вертикальные градиенты могут быть очень большими.

Конденсация и сублимация. В воздухе, насыщенном водяным паром, при понижении его температуры до точки росы или увеличении в нем количества водяного пара происходит конденсация - вода из парообразного состояния переходит в жидкое. При температуре ниже 0°С вода может, минуя жидкое состояние, перейти в твердое. Этот процесс называется сублимацией. И конденсация и сублимация могут происходить в воздухе на ядрах конденсации, на земной поверхности и на поверхности различных предметов. Когда температура воздуха, охлаждающегося от подстилающей поверхности, достигает точки росы, на холодную поверхность из него оседают роса, иней, жидкий и твердый налеты, изморозь.

Чтобы найти высоту уровня конденсации, необходимо по псхрометрическим таблицам определить точку росы Т поднимающегося воздуха, вычислить на сколько градусов должна понизиться температура воздуха, чтобы началась конденсация содержащегося в нем водяного пара, т.е. определить разность. Точка росы = 4, 2460

Определяем разницу между температурой воздуха и точкой росы (t – Т) = (30 — 4,2460) = 25,754

Умножим эту величину на 100м и найдем высоту уровня конденсации = 2575,4м

Для определения уровня сублимации надо найти разницу температур от точки росы до температуры сублимации и помножить эту разницу на 200м.

Сублимация происходит при температуре — 10°. Разница = 14,24°.

Высота уровня сублимации 5415м.

2. Привести давление к уровню моря при температуре воздуха 8º С, если: на высоте 150 м давление 990,8 гПа

зенит радиация конденсация давление

На уровне моря среднее атмосферное давление составляет 1013 гПа. (760мм.) Естественно, что с высотой атмосферное давление будет уменьшаться. Высота, на которую надо подняться (или опуститься), чтобы давление изменилось на 1 гПа, называют барической (барометрической) ступенью. Она увеличивается при теплом воздухе и росте высоты над уровнем моря. У земной поверхности при температуре 0ºC и давлении 1000 гПа барическая ступень равна 8 м/гПа, а на высоте 5 км, где давление около 500 гПа, при той же нулевой температуре она возрастает до 16 м/гПа.

«Нормальным» атмосферным давлением называется давление, равное весу ртутного столба высотой 760 мм, находящегося при температуре 0°C, на широте 45° и на уровне моря. В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентно 1013.25 мб. Основной единицей давления в системе СИ, служит паскаль [Па]; 1 Па = 1 Н/м 2 . В системе СИ давление 1013,25 мб эквивалентно 101325 Па или 1013,25 гПа. Атмосферное давление – очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.

1 гПа = 0,75 мм рт. ст. или 1 мм рт. ст. = 1,333 гПа.

Увеличение высоты на 10 метром ведет к уменьшению давлению на 1 мм ртутного столба. Приводим давление к уровню моря, оно =1010,55 гПа (758,1 мм. рт.ст.), если на высоте 150 м, давление = 990,8 гПа (743,1 мм.)

Температура 8º С на высоте 150 метров, то на уровне моря = 9,2º.

Литература

1. Задачи по географии: пособие для учителей/ Под ред. Наумова. - М.: МИРОС, 1993

2. Вуколов Н.Г. «Сельскохозяйственная метеорология», М., 2007 г.

3. Неклюкова Н.П. Общее землеведение. М.: 1976

4. Пашканг К.В. Практикум по общему землеведению. М.: Высшая школа.. 1982

Методологические основы географии и процесс географического познания, теория географической науки (проблемы, идеи, гипотезы, концепции, законы), теоретические основы географического прогноза.

Методология – совокупность наиболее существенных элементов теории, необходимых для развития самой науки, т.е. это концепция развития теории.

Методика – совокупность технических приемов и организационных форм для проведения научных исследований.

Гипотеза – это какое-то чисто теоретическое обобщение материала, без доказательств.

Теория – система знаний, подкрепленных доказательствами.

Концепция – это совокупность наиболее существенных элементов теории, изложенных в конструктивно приемлемой для практики форме, т.е. это теория, переведенная в алгоритм решения конкретной задачи.

Парадигма – исходная концептуальная схема, модель постановления проведенных решений, метод решения, господствующая в данное время.

Научный аппарат – аппарат фактов, систем и классификаций научных знаний. Основное содержание науки – это эмпирический научный аппарат.

Предмет изучения географии (физ-гео) – географическая оболочка, биосфера, учет основных характеристик географической оболочки – зональность, предельность и т.д.

Выделяется 4 принципа: территориальность, комплексность, конкретность, глобальность.

Зональность: следствие – наличие природных зон и подзон.

Целостность – взаимосвязь всего со всем.

Неоднородность вещества в любой точке земной поверхности (пример – азональность) – пространственный полиморфизм.

Цикличность – замкнутость. Ритмичность – имеет какой-то вектор.

Гироскопичность (параметры местоположения объекта) – появления гироскопического эффекта у любого предмета, движущегося параллельно поверхности Земли (сила Кориолиса).

Центросимметричность – центральная симметрия.

Предельность – существуют четкие границы сфер.

Вещественный полиморфизм – в результате наличия ландшафтной оболочки, физических, химических и других условий, способствующих возникновению многообразных форм и структур вещества.

Географическое мышление – комплексное; мышление, привязанное к территории.

Глобальность – соотношение локальных, региональных проблем с общеземным фоном.

Систематика – классификация и типизация. Классификация – деление на группы по совокупности, отличных по количественному признаку. Типизация – по качественному признаку.

Следует различать понятие “прогноз” и “прогнозирование”. Прогнозирование – это процесс получения данных о возможном состоянии исследуемого объекта. Прогноз – результат прогнозных исследований. Есть много общих определений термина “прогноз”: прогноз – это определение будущего, прогноз – это научная гипотеза о развитии объекта, прогноз – характеристика будущего состояния объекта, прогноз - оценка перспектив развития.

Несмотря на некоторые отличия определений термина “прогноз”, связанные, по – видимому, с различиями целей и объектов прогноза, во всех случаях мысль исследователя устремлена в будущее, то есть прогноз представляет собой специфический вид познания, где прежде всего исследуется не то, что есть, а то, что будет. Но суждение о будущем не всегда есть прогноз. Например, есть закономерные события, которые не вызывают сомнения и не требуют прогнозирования (смена дня и ночи, сезонов года). Кроме того, определение будущего состояния объекта – это не самоцель, а средство научного и практического решения многих общих и частных современных проблем, параметры которых, исходя из возможного будущего состояния объекта, задаются в настоящие время.

Общая логическая схема процесса прогнозирования представляется как последовательная совокупность:

1) представлений о прошлых и современных закономерностях и тенденциях развития объекта прогнозирования;

2) научного обоснования будущего развития и состояния объекта;

3) представлений о причинах и факторах, определяющих изменение объекта, а также условий, стимулирующих или препятствующих его развитию;

4) четвертых, прогнозных выводов и решений по управлению.

Географы определяют прогноз преимущественно как научно обоснованное предвидение тенденций в изменении природной среды и производственно территориальных систем.

Методы географии – совокупность (система ) включающая общенаучные методы, частные или рабочие приемы и методы получения фактического материала, методы и технические приемы сбора и обработки полученного фактического материала.

Метод – это система правил и приемов подхода к изучению явлений и закономерностей приро­ды, общества и мышления; путь, способ достижения определенных результатов в познании и практике, прием теоретического исследования или практических действий, исходящий из знания закономерностей развития объективной действительности и исследуемого предмета, явления, процесса. Метод является центральным элементом всей системы методологии. Его место в структуре науки вообще, его взаимоотношения с другими структурными элементами можно наглядно представить в виде пирамиды (рис. 11), в которой соответствующие элементы науки расположены восходящим образом в соответствии с происхождением научного знания.

По В. С. Преображенскому, современный этап развития всех наук характеризуется резким усилением внимания к проб­лемам методики, стремлением наук познать самое себя. Эта об­щая тенденция проявляется в усиленной разработке вопросов логики науки, теории познания, методологии.

Какими же объективными процессами обусловлены эти тенденции, с чем они связаны?

Во-первых, происходит расширение использования научных знаний, углубляется проникновение в сущность природных явле­ний и отношений между ними. Решить эту задачу невозможно, не совершенствуя методику.

Второй причиной является развитие науки как единого про­цесса познания природы. При этом возникают новые вопросы о свойствах природных тел и систем. А новые вопросы часто тре­буют для своего решения и поиска новых методических путей и приемов.

В современных условиях все важнее становится прог­нозировать поведение сложных систем, включающих как природные комплексы, так и технические сооружения. При этом обост­ряется потребность в новом подъеме работ по развитию методики.

Нельзя не отметить существование взаимной связи между ме­тодикой и теоретическим уровнем науки: чем совершеннее методика, тем глубже, шире и прочнее теоретические выводы, с другой стороны, чем глубже теория, тем многообразнее, четче, определеннее, отточеннее методика.

Третий толчок к ускоренному развитию методики определен гигантским ростом географической информации. Объем научных данных о земной природе растет столь быстро, что с помощью уже сложившейся методики, с помощью чисто интуитивных решений с этим потоком справиться невозможно. Возрастает необходимость в научной организации исследований, в выборе не просто каких-либо методов, а в создании наиболее рациональной и эффективной системы методов, методики.

Встает задача поиска принципиально новых методических приемов. Поиск же всегда связан с решением еще не решавшихся или оставшихся до сих пор нерешенными проблем.

Прежде чем перейти к рассмотрению собственно методов географии, нужно установить некоторые понятия.

1. Можно ли в Северном полушарии к северу от Северного тропика наблюдать Солнце на севере?
При существующем угле наклона земной оси (66 градусов 30"), Земля бывает обращена к Солнцу своими приэкваториальными районами. Для живущих в Северном полушарии Солнце видно с Юга, а в Южном полушарии, с Севера. Но если быть более точным Солнце бывает в зените во всей зоне между тропиками, поэтому солнечный диск виден с той стороны, где Солнце в данный момент в зените. Если Солнце в зените над Северным Тропиком, то оно светит с Севера для всех находящихся южнее, в том числе и для жителей Северного полушария между экватором и тропиком. В России за полярным кругом в течение полярного дня Солнце не заходит за горизонт, совершая полный круг по небосводу. Поэтому, проходя через самую северную точку Солнце, находится в нижней кульминации, этот момент соответствует полночи. Именно за полярным кругом можно наблюдать Солнце на Севере с территории России в условно ночное время суток.
2. Если бы земная ось имела наклон к плоскости земной орбиты 45 градусов изменилось бы положение тропиков и полярных кругов и как?
Мысленно представим, что мы придадим земной оси наклон в половину прямого угла. В пору равноденствий (21 марта и 23 сентября) смена дней и ночей на Земле будет такая же, как и теперь. Но в июне Солнце окажется в зените для 45-й параллели (а не для 23½°): эта широта играла бы роль тропиков.

На широте 60 °, Cолнце не доходило бы до зенита только на 15°; высота Солнца поистине тропическая. Жаркий пояс непосредственно примыкал бы к холодному, а умеренного не существовало бы вовсе. В Москве, в Харькове и других городах весь июнь царил бы непрерывный, беззакатный день. Зимой, напротив, целые декады длилась бы сплошная полярная ночь в Москве, Киеве, Харькове, Полтаве…

Жаркий же пояс на это время превратился бы в умеренный, потому что Солнце поднималось бы там в полдень не выше 45°.

Тропический пояс много потерял бы от этой перемены, также как и умеренный. Полярная же область и на этот раз кое-что выгадала бы: здесь после очень суровой (суровее, чем ныне) зимы наступал бы умеренно-теплый летний период, когда даже на самом полюсе Солнце стояло бы в полдень на высоте 45° и светило бы дольше полугода. Вечные льды Арктики стали бы постепенно исчезать.
3. Какой вид солнечной радиации и зачем преобладает над восточной Сибирью зимой, над Прибалтикой летом?
Восточная Сибирь. На рассматриваемой территории все компоненты радиационного баланса подчиняются в основном широтному распределению.

Территория Восточной Сибири , лежащая к югу от полярного круга, располагается в двух климатических поясах – субарктическом и умеренном. В этом регионе велико влияние рельефа на климат, что обуславливает выделение семи областей: Тунгусской, Центрально-якутской, Северо-Восточной Сибири, Алтае-Саянской, Приангарской, Байкальской, Забайкальской.

Годовые суммы солнечной радиации на 200–400 МДж/см 2 больше, чем на тех же широтах Европейской России. Они изменяются от 3100–3300 МДж/см 2 на широте полярного круга до 4600– 4800 МДж/см 2 на юго-востоке Забайкалья. Над Восточной Сибирью атмосфера чище, чем над европейской территорией. Прозрачность атмосферы уменьшается с севера на юг. Зимой большая прозрачность атмосферы определяется низким влагосодержанием, особенно в южных районах Восточной Сибири. Южнее 56° с.ш. прямая солнечная радиация преобладает над рассеянной. На юге Забайкалья и в Минусинской котловине на долю прямой радиации приходится 55–60% от суммарной радиации. Благодаря длительному залеганию снежного покрова (6–8 месяцев) до 1250 МДж/см 2 в год расходуется на отражённую радиацию. Радиационный баланс увеличивается с севера на юг от 900–950 мДж/см 2 на широте полярного круга до 1450– 1550 МДж/см 2 .

Выделяются два района, характеризующиеся увеличением прямой и суммарной радиации в результате повышенной прозрачности атмосферы - озеро Байкал и высокогорье Восточного Саяна.

Годовой приход принятой солнечной радиации на горизонтальную поверхность при ясном небе (то есть возможный приход) составляет 4200 МДж/м 2 на севере Иркутской области и увеличивается до 5150 МДж/м 2 к югу. На берегу Байкала годовая сумма возрастает до 5280 МДж/м 2 , а в высокогорных районах Восточного Саяна достигает 5620 МДж/м 2 .

Годовые суммы рассеянной радиации при безоблачном небе составляют 800-1100 МДж/м 2 .

Увеличение облачности в отдельные месяцы года снижает поступление прямой солнечной радиации в среднем на 60% от возможной и в то же время увеличивает долю рассеянной радиации в 2 раза. В результате, годовой приход суммарной радиации колеблется в пределах 3240-4800 МДж/м 2 при общем увеличении с севера на юг. При этом вклад рассеянной радиации составляет от 47% на юге области до 65% на севере. В зимнее время вклад прямой радиации незначителен, особенно в северных районах.

В годовом ходе максимум месячных сумм суммарной и прямой радиации на горизонтальную поверхность на большей части территории приходится на июнь (суммарная 600 - 640 МДж/м 2 , прямая 320-400 МДж/м 2), в северных районах - сдвигается на июль.

Минимальный приход суммарной радиации повсеместно отмечается в декабре - от 31 МДж/м 2 в высокогорном Ильчире до 1,2 МДж/м 2 в Ербогачене. Прямая радиация на горизонтальную поверхность уменьшается от 44 МДж/м 2 в Ильчире до 0 в Ербогачене.

Приведем значения помесячных сумм прямой радиации на горизонтальную поверхность по некоторым пунктам Иркутской области.
Помесячные суммы прямой радиации на горизонтальную поверхность (МДж/м 2)

Для годового хода прямой и суммарной радиации характерно резкое увеличение месячных сумм от февраля к марту, что объясняется как возрастанием высоты солнца, так и прозрачностью атмосферы в марте и уменьшением облачности.

Суточный ход солнечной радиации определяется прежде всего уменьшением высоты солнца в течение дня. Поэтому максимум солнечной радиации объемно наблюдается в полдень. Но наряду с этим на суточный ход радиации оказывает влияние прозрачность атмосферы, что заметно проявляется в условиях ясного неба. Особо выделяются два района, характеризующихся увеличением прямой и суммарной радиации в результате повышенной прозрачности атмосферы – оз. Байкал и высокогорье Восточного Саяна.

В летнее время обычно в первой половине дня атмосфера более прозрачна, чем во второй, поэтому изменение радиации в течение дня несимметрично относительно полдня. Что касается облачности, то именно она является причиной занижения облучения восточных стен по сравнению с западными в городе Иркутске. Для южной стены солнечное сияние составляет около 60% от возможного летом и всего 21-34% зимой.

В отдельные годы в зависимости от облачности соотношение прямой и рассеянной радиации и общий приход суммарной радиации может значительно отличаться от средних величин. Различие между максимальным и минимальным месячным приходом суммарной и прямой радиации может достигать в летние месяцы 167,6-209,5 МДж/м 2 . Различия рассеянной радиации составляют 41,9-83,8 МДж/м 2 . Еще большие изменения наблюдаются в суточных суммах радиации. Средние максимальные суточные суммы прямой радиации могут отличаться от средних в 2-3 раза.

Приход радиации к различно ориентированным вертикальным поверхностям зависит от высоты солнца над горизонтом, альбедо подстилающей поверхности, характера застройки, количества ясных и пасмурных дней, хода облачности в течение суток.

Прибалтика. Облачность уменьшает в среднем за год приход суммарной солнечной радиации на 21 %, а прямой солнечной радиации на 60 %. Число часов солнечного сияния - 1628 в год .

Годовой приход суммарной солнечной радиации составляет 3400 МДж/м2. В осенне-зимнее время преобладает рассеянная радиация (70 -80% от общего потока). Летом возрастает доля прямой солнечной радиации, достигая примерно половины общего прихода радиации. Радиационный баланс составляет около 1400 МДж/м2 в год. С ноября по февраль он отрицателен, но потеря тепла в значительной мере компенсируется адвекцией теплых воздушных масс с Атлантического океана.
4. Объясните, почему в пустынях умеренного и тропического поясов температура ночью сильно понижается?
Действительно, в пустынях велики суточные колебания температуры. Днем при отсутствии облаков поверхность сильно нагревается, но быстро остывает после захода солнца. Здесь основную роль играет подстилающая поверхность, то есть пески, для которых характерен свой микроклимат. Их термический режим зависит от цвета, влажности, структуры и т.д.

Особенностью песков является то, что температура в верхнем слое очень быстро понижается с глубиной. Верхний слой песка обычно бывает сухим. Сухость этого слоя не вызывает затраты тепла на испарение воды с его поверхности, и поглощенная песком солнечная энергия идет главным образом на его нагревание. Песок при таких условиях днем очень сильно прогревается. Этому способствует еще и его малая теплопроводность, препятствующая уходу тепла из верхнего слоя в более глубокие слои. Ночью же верхний слой песка значительно охлаждается. Такие колебания температуры песка и отражаются на температуре приземного слоя воздуха.

Из-за вращения получается, что на земле циркулирует не 2 воздушных потока, а шесть. И вот в тех местах, где воздух опускается к земле он холодный, но постепенно нагревается и приобретает возможность вбирать в себя пар и как бы "выпивает" влагу с поверхности. Планету обвивают два пояса засушливого климата – это и есть место, где зарождаются пустыни.

Жарко в пустыне – потому что сухо. Низкая влажность влияет на температуру. В воздухе нет влаги, следовательно, солнечные лучи не задерживаясь, достигают поверхности почвы и нагревают ее. Поверхность почвы нагревается очень сильно, а отдачи тепла не происходит – нет воды, чтобы испарять. Поэтому так жарко. И в глубину тепло распространяется очень медленно – из-за отсутствия все той же теплопроводной воды.

Ночью в пустыне холодно. Из-за сухости воздуха. В почве нет воды, а над землей нет облаков – значит, нечему удерживать тепло.

Задачи
1. Определить высоту уровня конденсации и сублимации поднимающегося адиабатически от поверхности Земли воздуха не насыщенного паром, если известна его температура t =30º и упругость водяных паров е = 21,2гПа.

Упругость водяного пара – основная характеристика влажности воздуха, определяемая психрометром: парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе; измеряется в Па или мм рт. ст.

В поднимающемся воздухе температура изменяется вследствие адиабатического процесса, т. е. без обмена теплом с окружающей средой, за счет преобразования внутренней энергии газа в работу и работы во внутреннюю энергию. Так как внутренняя энергия пропорциональна абсолютной температуре газа, происходит изменение температуры. Поднимающийся воздух расширяется, производит работу, на которую затрачивает внутреннюю энергию, и температура его понижается. Опускающийся воздух, наоборот, сжимается, затраченная на расширение энергия освобождается, и температура воздуха растет.

Сухой или содержащий водяные пары, но ненасыщенный ими воздух, поднимаясь, адиабатически охлаждается на 1° на каждые 100 м. Воздух, насыщенный водяными парами, при подъеме на 100 м охлаждается менее чем на 1°, так как в нем происходит конденсация, сопровождающаяся выделением тепла, частично компенсирующего тепло, затраченное на расширение.

Величина охлаждения насыщенного воздуха при подъеме его на 100 м зависит от температуры воздуха и от атмосферного давления и изменяется в значительных пределах. Ненасыщенный воздух, опускаясь нагревается на 1° на 100 м, насыщенный на меньшую величину, так как в нем происходит испарение, на которое затрачивается тепло. Поднимающийся насыщенный воздух обычно теряет влагу в процессе выпадения осадков и становится ненасыщенным. При опускании такой воздух нагревается на 1° на 100 м.

Так как воздух нагревается главным образом от деятельной поверхности, температура с высотой в нижнем слое атмосферы, как правило, понижается. Вертикальный градиент для тропосферы в среднем составляет 0,6° на 100 м. Он считается положительным, если температура с высотой убывает, и отрицательным, если она повышается. В нижнем, приземном слое воздуха (1,5-2 м) вертикальные градиенты могут быть очень большими.

Конденсация и сублимация. В воздухе, насыщенном водяным паром, при понижении его температуры до точки росы или увеличении в нем количества водяного пара происходит конденсация - вода из парообразного состояния переходит в жидкое. При температуре ниже 0°С вода может, минуя жидкое состояние, перейти в твердое. Этот процесс называется сублимацией. И конденсация и сублимация могут происходить в воздухе на ядрах конденсации, на земной поверхности и на поверхности различных предметов. Когда температура воздуха, охлаждающегося от подстилающей поверхности, достигает точки росы, на холодную поверхность из него оседают роса, иней, жидкий и твердый налеты, изморозь.

Чтобы найти высоту уровня конденсации, необходимо по псхрометрическим таблицам определить точку росы Т поднимающегося воздуха, вычислить на сколько градусов должна понизиться температура воздуха, чтобы началась конденсация содержащегося в нем водяного пара, т.е. определить разность. Точка росы = 4, 2460

Определяем разницу между температурой воздуха и точкой росы (t – Т) = (30 - 4,2460) = 25,754

Умножим эту величину на 100м и найдем высоту уровня конденсации = 2575,4м

Для определения уровня сублимации надо найти разницу температур от точки росы до температуры сублимации и помножить эту разницу на 200м.

Сублимация происходит при температуре - 10°. Разница = 14,24°.

Высота уровня сублимации 5415м.
2. Привести давление к уровню моря при температуре воздуха 8º С, если: на высоте 150 м давление 990,8 гПа

зенит радиация конденсация давление

На уровне моря среднее атмосферное давление составляет 1013 гПа. (760мм.) Естественно, что с высотой атмосферное давление будет уменьшаться. Высота, на которую надо подняться (или опуститься), чтобы давление изменилось на 1 гПа, называют барической (барометрической) ступенью. Она увеличивается при теплом воздухе и росте высоты над уровнем моря. У земной поверхности при температуре 0ºC и давлении 1000 гПа барическая ступень равна 8 м/гПа, а на высоте 5 км, где давление около 500 гПа, при той же нулевой температуре она возрастает до 16 м/гПа.

"Нормальным" атмосферным давлением называется давление, равное весу ртутного столба высотой 760 мм, находящегося при температуре 0°C , на широте 45° и на уровне моря. В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентно 1013.25 мб. Основной единицей давления в системе СИ, служит паскаль [Па]; 1 Па = 1 Н/м 2 . В системе СИ давление 1013,25 мб эквивалентно 101325 Па или 1013,25 гПа. Атмосферное давление – очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.

1 гПа = 0,75 мм рт. ст. или 1 мм рт. ст. = 1,333 гПа.

Увеличение высоты на 10 метром ведет к уменьшению давлению на 1 мм ртутного столба. Приводим давление к уровню моря, оно =1010,55 гПа (758,1 мм. рт.ст.), если на высоте 150 м, давление = 990,8 гПа (743,1 мм.)

Температура 8º С на высоте 150 метров, то на уровне моря = 9,2º.

Литература
1. Задачи по географии: пособие для учителей/ Под ред. Наумова. - М.: МИРОС, 1993

2. Вуколов Н.Г. "Сельскохозяйственная метеорология", М., 2007 г.

3. Неклюкова Н.П. Общее землеведение. М.: 1976

4. Пашканг К.В. Практикум по общему землеведению. М.: Высшая школа.. 1982

Размещено на Allbest.ru